Применение структурно-логических схем в школьном курсе физики
статья по физике по теме

Желнова Наталья Васильевна учитель физики  ГБОУ СОШ № 11

Применение структурно – логических схем в школьном курсе физики.

Как известно, все возрастающий объем знаний и опыта деятельности человечества сегодня находится в противоречии с ограниченным временем, которое школьник может затратить на овладение всем этим. Каждый учитель, ведущий уроки  физики в 9-11-х классах при 2-х часовой недельной нагрузке, остро ощущает дефицит времени, отведенного для изучения предмета. Снять «напряжение» в работе, возникающее в таких обстоятельствах, в значительной мере позволяет известный метод применения структурно-логических схем в школьном курсе физики.

 В создавшейся ситуации актуальной становится проблема генерализации, научно обоснованного отбора и систематизации учебного материала. Жизнь требует, чтобы в учебном предмете, разделе было четко выделено самое главное, существенное и именно на этот материал было направлено внимание учеников. В результате особое значение приобретает усвоение теорий, законов, понятий, структуры основных разделов.

Научно обоснованная систематизация физических знаний возможна лишь в том случае, если весь материал курса физики осмыслен и тщательно проанализирован. Такой анализ курса физики позволяет выделить систему знаний об исходных положениях и структуре физики, о принципах формирования и добывания физических знаний, т. е. методологию этой науки.

Способы изложения методологических основ физики могут быть различными. Опыт показывает, что эффективен способ подачи методологических основ физики с помощью системы структурно-логических схем. Cтруктурно - логическая схема (СЛС) - это логическая структура, содержащая систему элементов учебного материала, составляющих единое целое на основе причинно-следственных связей и правил формальной логики.

Отбор материала для создания СЛС по соответствующей части курса физики  осуществляется на основании указаний   программы.    В содержание СЛС включают те элементы методологических основ, которые в программе выделены как основные знания.

Любая СЛС должна удовлетворять определенным требованиям, а именно: число ее элементов не должно превышать 5—7; информация, содержащаяся в каждом элементе, должна легко усваиваться даже при кратковременном восприятии; связи между элементами должны адекватно отражать объективно существующие связи явлений природы или их отдельных сторон.

Можно выделить СЛС пяти типов; они представляют

1) структуру, 2) теорию, 3) закон, 4) понятие, 5) процесс.

СЛС первого типа показывает: какую часть материального мира отражает физика, каково ее место в системе других наук; каковы структура курса физики и логика его построения, а также структура каждой части (раздела) этого курса, ее (его) основная

задача и теоретические основы.

СЛС второго типа представляет конкретную научную теорию как элемент методологических основ курса физики и содержит основные используемые теорией понятия, ее главные положения и математический аппарат.

СЛС третьего типа содержит формулировку закона, его формулу, а также указание границ применимости закона.

СЛС четвертого типа показывает, какое явление или свойство объекта характеризуется конкретным понятием, дает определение этого понятия и раскрывает его связь (математическую) с другими понятиями.

В СЛС пятого типа дается определение процесса, указываются его характеристики и связь между ними (уравнение процесса), условия протекания процесса, его графическая интерпретация, возможные результаты процесса.

Максимальный эффект  включения СЛС в учебный процесс возможен только при своевременном их использовании. Применение на вводных или обобщающих уроках СЛС первого типа позволяет учащимся выявить структуру курса физики (его части, части раздела и т. д.), четко выделить основные задачи курса и его частей. Благодаря этому самостоятельная познавательная деятельность учащихся приобретает плановый характер. Она оказывается ориентированной на решение основных задач урока (или серии уроков), внимание учащихся концентрируется на важнейших вопросах; у них формируется потребность в усвоении сущности новой темы.

СЛС второго и третьего типов включаются в учебный процесс в начале и конце изучения круга явлений, инструментом описания которых служит данная научная теория, закон.

При ознакомлении учащихся с СЛС первого, второго и третьего типов удается перенести акцент с механического заучивания на глубокое осознание учебного материала и благодаря этому прочное усвоение ключевых фактов, идей, законов науки. В результате развиваются способности сравнивать факты и явления с помощью знаний, делать самостоятельные выводы, т. е. формируется научное мышление и мировоззрение.

Решение важнейшей задачи обучения физике — целенаправленного, постепенного и логически последовательного формирования системы научных понятий упрощается при систематическом использовании СЛС четвертого типа,  которая позволяет акцентировать внимание учащихся на основных признаках понятия, разграничивать его существенные и несущественные признаки, сравнивать вводимое понятие с другими, близкими к нему по своему содержанию.

Вводить в учебный процесс СЛС пятого типа целесообразно при анализе   конкретного физического процесса (серии сходных процессов) на уроке.

В качестве примера рассмотрим несколько структурно-логических схем
различных типов.

СЛС I, с помощью которой, мы раскрываем перед учащимися структуру раздела «Молекулярная физика. Термодинамика».

СЛС четвертого типа. Такую  СЛС,  строим на уроке вместе с учениками как результат обобщения информации о понятии «давление газа» (после установления связи температуры вещества и средней кинетической энергии его молекул).

После вывода уравнений Менделеева— Клапейрона, Клапейрона и анализа их возможностей для описания процессов в идеальном газе мы на уроке совместно с учащихся строим СЛС

Опыт использования системы СЛС для формирования у учащихся методологических основ физики и на этой базе систематизированных знаний позволяет утверждать, что такой прием повышает эффективность преподавания и обучения. Это отвечает современным требованиям Стандартов нового поколения к результатам обучения как предметным, так и метапредметным.