Методическая разработка "Формирование у обучающихся универсальных учебных действий средствами заданий по методологии физики"
методическая разработка по физике (9 класс)

Содержание

Введение

Историческиинтерес к методологии познавательной деятельности в методике обучения физике существовал всегда. На каких-то этапах он принимал форму идеологии, но у методистов всегда было стремление придать этой области знания наиболее технологическую форму, активно использовать методологию для изменения практики обучения. Иногда находились удачные технологические решения, например, принцип цикличности, но чаще дело ограничивалось общими установками о формирования мировоззрения. Последние полвека интерес к вопросам методологии в методике обучения физике постоянно растет (Д.Д. Галанин, Е.Н. Горячкин, В.Ф. Ефименко, П.А. Знаменский, Ю.А. Коварский, В.В. Мултановский, И.И. Нурминский, А. В. Перышкин, В.Г. Разумовский И.И. Соколов, А.В. Усова и др.). Сейчас возможности методологии существенно расширились. Она активно участвует в построении следующих знаний: о структуре методики обучения физике, статусе её знаний, проблемах и тенденциях развития; о содержании основных положений методики обучения физике (фундаментальные факты, понятия и законы; модели методических систем и процессов; теоретические концепции и гипотезы; принципы, идеи, теории); о методах и методиках экспериментального и теоретического исследования, процедурах получения следствий, процедурах (принципы, формы, способы и др.) установления связей между теорией и практикой, интерпретации экспериментальных данных и др.

Через методологические знания задаются нормы современного мышления (для учителей – методического) и деятельности. Немаловажной составляющей является сама деятельность (исследовательская, проектная, организационная и др.) по построению систем знаний методики физики на основе рефлексии настоящего и прошлого опыта. Разрабатываемая методология как деятельность над «деятельностями» имеет прямое практическое значение. И предлагаемые знания являются инструментом для организации образовательных процессов.

Анализ методической литературы и практики школьного обучения показывает, что методологическая подготовка школьников далека от совершенства. Отмечу ряд существенных проблем, требующих решения: нет различения деятельности с объектами природы и объектами науки, нет освоения иерархии знаний по статусу, нет общего мировоззренческого поля в согласовании многочисленных концепций, постоянно воспроизводится большое число различного рода методологических ошибок и др. Для сегодняшнего этапа развития физического образования необходимо и возможно (с учетом накопленных знаний) освоение методологии физики в процессе достижения обучающимися планируемых результатов освоения основной образовательной программы.

Введение в практику школьного обучения федеральных государственных образовательных стандартов обучения привело к необходимости пересмотру норм организации учебно-познавательной деятельности обучающихся и учителей. Построение таких норм мышления, понимания, рефлексии, коммуникации невозможно без разработки основ методологии. Одним из примеров востребованности таких норм является использование в ОГЭ физических задач с методологическим содержанием. Что и обуславливает актуальность моего исследования, целью которого является:определение основных условий, способствующих формированию универсальных учебных действий посредством заданий по методологии физики.

Объект исследования‒ процесс обучения физике в средней школе.

Предмет исследования ‒формирование универсальных учебных действий средствами заданий по методологии физики.

Цель исследования: разработать методику применения заданий по методологии из контрольно-измерительных материалов ГИА по физике для формирования универсальных учебных действий.

Задачи исследования:

1) проанализировать психолого-педагогическую литературу по теме исследования;

2) проанализировать пособия по подготовке к ГИА по физике и осуществить отбор заданий по методологии к различным темам курса физики средней школы;

3) разработка методики формирования у обучающихся умения выполнять заданий по методологии физики, положительно влияющей на развитие универсальных учебных действий.

1. Содержание понятия «универсальные учебные действия»

в дидактике

Важнейшей задачей современной системы образования, что обращено во ФГОС основного общего образования, является формирование совокупности универсальных учебных действий и способности личности к саморазвитию, самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта, а не только освоение обучающимися конкретных предметных знаний и навыков в рамках отдельных дисциплин. При этом знания, умения и навыки формируются, применяются и сохраняются в тесной связи с активными действиями самих обучающихся. Универсальные учебные действия разработаны группой ученых-психологов под руководством члена-корреспондента РАО, профессора МГУ А.Г. Асмолова:

• обеспечивают обучающемуся возможность самостоятельно осуществлять деятельность учения в ситуации выбора, ставить учебные цели в различных видах деятельности (при проведении эксперимента, исследования и т.п.), искать и использовать необходимые средства и способы их достижения, уметь контролировать и оценивать учебную деятельность, в том числе и при роботе в группе и ее результаты;
• создают условия развития личности и ее самореализации на основе «умения учиться» и сотрудничать со взрослыми и сверстниками. Умение учиться во взрослой жизни обеспечивает личности готовность к непрерывному образованию, высокую социальную и профессиональную мобильность;
• обеспечивают успешное усвоение знаний, умений и навыков, формирование картины мира, компетентностей в любой предметной области познания.

В Федеральном государственном образовательном стандарте основного общего образованияуниверсальные учебные действия определяются как способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта; совокупность действий учащегося, обеспечивающих его культурную идентичность, социальную компетентность, толерантность, способность к самостоятельному усвоению новых знаний и умений, включая организацию этого процесса.

В широком значении термин «универсальные учебные действия» означает умение учиться, т.е. способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путём сознательного и активного присвоения нового социального опыта.

Развитие системы УУД в составе регулятивных, познавательных и коммуникативных действий, определяющих становление психологических способностей личности, осуществляется в рамках нормативно-возрастного развития личностной и познавательной сфер ребенка. Процесс обучения задает содержание и характеристики учебной деятельности ребенка и тем самым определяет зону ближайшего развития указанных УУД – уровень их сформированности, соответствующей нормативной стадии развития и релевантный «высокой норме» развития, и свойства.

Критериями оценки сформированности УУД у обучающихся выступают:

• соответствие возрастно-психологическим нормативным требованиям;
• соответствие свойств УУД заранее заданным требованиям.

Условия, обеспечивающие развитие УУД

Формирование УУД в образовательном процессе определяется тремя следующими взаимодополняющими положениями:

• Формирование УУД как цель образовательного процесса определяет его содержание и организацию.
• Формирование УУД происходит в контексте усвоения разных предметных дисциплин.

УУД, их свойства и качества определяют эффективность образовательного процесса, в частности усвоение знаний и умений, формирование образа мира и основных видов компетентности обучающегося, в том числе социальной и личностной.

2.Использование методологии в процессе обучения физики

Стремительное развитие науки и техники, проникновение научных методов во все сферы человеческой деятельности вызвали необходимость формирования творческих и познавательных способностей каждого ученика с опорой на методологию науки. Методология в конце ХХ века становится более широкой и разноплановой областью знания, «втягивая» в себя и результаты научного познания (табл. 1).

Таблица 1

Сравнения научной и методологической парадигмы познания

Методология,прежде всего, рассматривается как учение о методах научного познания и преобразования мира, о методах исследования; как метатеория построения и функционирования наиболее общих методов и стилей познания; как система правил и процедур организации рефлексии мышления и познавательной деятельности; как инструментарий построения идеально-реальных миров; как практика организации познания, т.е. как динамика знания.

Последовательность методических этапов изучения одной темы

с опорой на методологию познания

1. Наблюдение явлений.

2. Описание наблюдений.

3. Пауза, между наблюдением и обсуждением пролегает ночь.

4. Вспоминание описания и обсуждение, нацеленное на получение закономерности.

5. Уяснение закономерности при ответах на вопросы и решении задач, в том числе методологического характера.

6. Запись конспекта урока.

7. Новая пауза.

8. Закрепление изученных ранее закономерностей в процессе применения к анализу новой ситуации (явления).

Главная задача, стоящая перед учителем, реализующего данные шаги, состоит в поиске путей доведения практики до уровня научно обоснованных требований, разработанных в рамках методологии и теории педагогики.

3. Виды заданий по методологии физики, представленные

в контрольно-измерительных материалах за курс основной и средней полной школы

«Методология - 1) Совокупность познавательных средств, методов, приемов, используемых в какой-либо науке;

2) область знания, изучающая средства, предпосылки и принципы организации познавательной и практически-преобразующей деятельности.

В современной литературе под методологией обычно понимают, прежде всего, методологию научного познания, т.е. учение о принципах построения, формах и способах научно-познавательной деятельности.

Методические рекомендации по физике для подготовки учащихся к ГИА по физике

Государственная итоговая аттестация выпускников 9 классов по физике проводится по контрольным измерительным материалам, разработанными сотрудниками Федерального института педагогических измерений.

Основные цели Экзаменационной работы для IX класса, следующие:

1) оценка освоения обучающимися уровня стандарта по физике основной школы;

2) обеспечение дифференциации выпускников при отборе в профильные классы.

В экзамен включены задания разного уровня сложности: от самых простых базового уровня до высокого уровня сложности.

Наряду с традиционными вопросами и задачами в контрольные измерительные материалы для основной школы включены задания, которые отражают требования стандарта, но до сих пор редко встречаются в дидактических материалах. К ним относятся задания, проверяющие:

• сформированность методологических знаний и умений;
• экспериментальные умения;
• умения решения качественных задач.

Кроме того, в экзаменационной работе за курс основной школы широко представлен блок по проверке овладения обучающимися приемами анализа информации физического содержания. С этой целью в КИМ включены задания на основе текстов естественнонаучной тематики. Содержание текстов конструируется на материале, выходящем за рамки программыосновной школы по физике. Основная цель ‒ контроль понимания информации физического содержания и умения применять новую информацию с учётом имеющегося запаса знаний.

Экзаменационная работа структурирована частично по тематическому принципу, а частично – по видам деятельности. Отдельными линиями заданий в вариантах КИМ проверяются умения методологического характера, экспериментальные умения, понимание текста физического содержания, умение решать качественные задачи.

Методологические задания

В контрольно-измерительные материалы включены задания разных типов, связанные с методологией естественнонаучного познания: запись результатовизмерения с учетом погрешности, выбор объектов экспериментальной деятельности в зависимости от цели эксперимента; с понимание статуса методологическихкатегорий (научный факт, гипотеза, теория, закон), осознание границ применимости физических законов.

Важнейшим средством формирования у обучающихся универсальных учебных действий являются физические задачи и задания разного вида, в том числе и задания по методологии физики. Данный вид заданий способствует достижению таких предметных и метапредметных результатов обучения, как:

• конструирование экспериментальной установки исходя из формулировки гипотезы опыта;
• анализ результатов экспериментальных исследований, выраженных в виде таблицы или графика;
• построение графика и его анализ по результатам эксперимента;
• формулирование вывода по результатам эксперимента.

4. Примеры заданий по методологии физики и рекомендации в виде алгоритмических предписаний по их выполнению.

Пример 1. Необходимо экспериментально установить, зависит ли частота колебаний математического маятника от длины нити. Какую из указанных пар маятников можно использовать для этой цели?

1) А и Б                   3) Б и В

2) Б и Г                    4) В и Г

При выполнении этого задания необходимо:

1. Проанализировать условие задачи и установить, какие величины в эксперименте переменные.

2. Выяснить, какие величины должны оставаться неизменными.

3. Выбрать пару тел, различающихся только одним параметром.

4. Сравнить свой ответ с приведенными вариантами ответов и выбрать правильный.

Пример 2. На диаграмме для двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого для плавления 100 г этих веществ, нагретых до температуры плавления. Сравните удельную теплоту плавления (λ1и λ2) двух веществ.

1)  λ2= 0,5 λ13)  λ2= 1,5 λ1

2)  λ2= λ14)  λ2= 2 λ1

Выполнение подобного задания предполагает следующие операции:

1) вспомнить определения величин, о которыхидет речь в условии задачи;

2) вспомнить формулу для вычисления этой величины;

3) проанализировать диаграммы, определить, значения какой величины на ней представлено;

4) сравнить значения величин, представленных на диаграмме и входящих в формулы, для первого и второго случаев;

5) сделать вывод и соотнести свой ответ с предложенными вариантами.

Пример 3. Тело бросили с поверхности земли вертикально вверх. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями при движении тела, считая, что сопротивление воздуха движению тела пренебрежимо мало.

При выполнении этого задания следует:

1) прочитать условие задания и проанализировать процесс, который происходит;

2) проанализировать левый столбец и осознать, что характеризуют приведенные величины (свойство тело, взаимодействие, состояние, изменение состояния и т.п.);

3) проанализировать описанный в условии процесс и сопоставить физическим величинам характер их изменения в данном процессе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Придать знаниям о методологии познавательной деятельности целостный характер можно средствами заданий по методологии, представленными в КИМ ГИА, используемых не только для подготовки к итоговой аттестации, но и для формирования на их основе УУД.

В ходе исследования мной были решены все поставленные задачи и получены следующие результаты:

1. Проведен анализ литературы.

2. Произведен отбор заданий по методологии изКИМ ГИА к различным темам курса физики средней школы.

3. Разработанаметодика формирования у обучающихся универсальных учебных действий средствами заданий по методологии физики.

4. Проведен отбор материала по различным темам школьного курса физики, подходящего для создания преемственных связей между курсами средней и старшей школы.

Систематическое использование не только в процессе подготовке к ГИА по физике, но и в процессе обучениязаданий по методологии способствует формированию у обучающихся универсальных учебных действий, развитию учебно-познавательногоинтереса к объяснению фактов об окружающей действительности, полученных опытно-экспериментальным путем, что проявляется в способности правильно проводить эксперимент и верно интерпретировать его результаты, использовать правильно физическую терминологию.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Голшин, Г.М. Вопросы методологии физики в курсе средней школы / Г.М. Голин. – М.: Просвещение, 1987. – 128 с.

2. Государственная итоговая аттестация / [Электронный ресурс] http://www.rustest.ru/ege/varianty-kim-ege-2014/ – Режим доступа. Дата обращения: 25.05.2017.

3. Демидова, М.Ю. Методические рекомендации по некоторым аспектам совершенствования преподавания физики: на основе анализа типичных затруднений выпускников при выполнении заданий ЕГЭ / М.Ю. Демидова. – М.: ФИПИ, 2013. – 20 с.

4. ЕГЭ – 2017. Физика: 30 вариантов типовых тестовых заданий и 370 дополнительных заданий части 3(С) / О.Ф. Кабардин, С.И. Кабардина, В.А. Орлов, С.Б. Бобошина, О.И. Громцева. – М.: Изд-во «Экзамен», 2013. – 310 с.

5. Пурышева, Н.С.Государственная итоговая аттестация выпускников 9 классов. Основной государственный экзамен 2015. Физика. учеб. пособ. / Н.С. Пурышева. – М.: Интеллект-Центр, 2017. – 96 с.

6. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования / М-во образования и науки Рос. Федерации. – М.: Просвещение, 2011. – 48 с.

7. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего (полного) общего образования / М-во образования и науки Рос. Федерации. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2014. – 63 с.

8. Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. №273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» / [Электронный ресурс]: http://www.rg.ru/2012/12/30/obrazovanie-dok.html – Режим доступа. Дата обращения: 25.01.2013.

9.ФИПИ http://www.fipi.ru

10.Шефер, О.Р. Актуальные проблемы организации работы учителя физики по подготовке учащихся к итоговой аттестации: учебное пособие по спецкурсу / О.Р. Шефер, В.В. Шахматова. ‒ Челябинск: Изд-во УМЦ «Образование», 2008. ‒ 350 с.

11. Шефер, О.Р. Общие подходы к диагностике планируемых результатов освоения обучающимися основной образовательной программы / О.Р. Шефер, В.В. Шахматова // Физика в школе. – 2014. – №2. – С. 13 – 21.

12. Шефер, О.Р. Тексты физического содержания как средство формирования у учащихся умения работать с научно-популярной информацией / О.Р. Шефер, Е.П. Вихарева.– Челябинск, Край Ра, 2013. – 148 с.

13. http://festival.1september.ru/articles/592471/

14. http://taitschool.uoura.ru/

15. http://www.fipi.ru/

16. http://www.vhg.ru/doc/metodic_material/teoriexcurs.pdf

Приложение 1

Задания по методологии физики, представленные в КИМ ГИА по физике

1. В мензурку налита вода. Укажите значение объёма воды, учитывая, что погрешность измерения равна половине цены деления.

1. 70 мл
2. (70±15) мл
3. (80±5) мл
4. (80+15) мл

2. Цена деления и предел измерения вольтметра (см. рисунок) равны соответственно

1. 10 В, 150 В
2. 150 В, 50 В
3. 50 В, 150 В
4. 5 В, 150 В

3. Положение о том, что все тела притягиваются к Земле, является

1. научным фактом
2. гипотезой
3. законом
4. теорией

4. Какой метод используется при изучении под микроскопом броуновского движения?

1. моделирование
2. мысленный эксперимент
3.  наблюдение
4. измерение

5. Закон всемирного тяготения справедлив

1. для всех тел, существующих в природе
2. только для материальных точек
3. только для шаров
4. только для материальных точек и однородных шаров

6. В таблице приведены результаты измерений деформации и силы упругости при исследовании зависимости между этими величинами.

Закон Гука выполняется для значений силы упругости

1. от 2 до 14 Н
2. только от 2 до 8,8 Н
3. только от 2 до 6 Н
4. только от 6,8 до 14 Н

7. Какой(-ие) из опытов Вы предложили бы провести, чтобы доказать, что мощность, выделяемая в проводнике с током, зависит от удельного электрического сопротивления проводника?

А. Показать, что время нагревания воды в кружке изменится в случае, если спираль плитки укоротить.

Б. Показать, что время нагревания воды в кружке изменится в случае, если никелиновую спираль плитки заменить на такую же по размерам нихромовую спираль

1) только А        2) только Б        3) и А, и Б        4) ни А, ни Б

8. Вывод о том, что скорость испарения жидкости зависит от плотности пара над её поверхностью, можно сделать на основе следующего наблюдения:

1. спирт, налитый в блюдце, стоящее на ветру, испаряется быстрее, чем вода такой же массы, налитая в такое же блюдце, стоящее в то же время суток в защищённом от ветра месте
2. бельё, вывешенное днём на ветру, сохнет быстрее, чем такое же бельё, вывешенное поздно вечером в защищённом от ветра месте
3. бельё, вывешенное на ветру, сохнет быстрее, чем такое же бельё, вывешенное в то же время суток при той же температуре в защищённом от ветра месте
4. вода, налитая в блюдце, стоящее на ветру, испаряется быстрее, чем вода таких же массы и температуры, налитая в стакан, стоящий в то же время суток в защищённом от ветра месте

9. Необходимо экспериментально обнаружить зависимость электрического сопротивления круглого угольного стержня от его длины. Какую из указанных пар стержней можно использовать для этой цели?

1.  А и Б                  3) В и Г
2.  А и В                  4) В и Б

10. Необходимо экспериментально проверить, зависит ли выталкивающая сила от объёма погружаемого в воду тела. Какую из указанных пар тел можно использовать для такой проверки?

1) А и Б        2) В и Г        3) А и В        4)А и Г.

11. В таблице представлены результаты исследования зависимости силы тока от напряжения на концах резистора. Какое значение напряжения должно стоять в пустой клетке?

1) 9 В         2) 10 В         3) 12 В                   4) 15 В

12. При изучении равноускоренного движения измеряли скорость тела в определённые моменты времени. Полученные данные приведены в таблице.

Чему равна скорость тела в момент времени 3 с?

1) 4 м/с        2) 2 м/с        3) 14 м/с        4) 0

13. Ученик выполнял лабораторную работу по исследованию условий равновесия рычага. Значения сил и их плеч, которые он получил, представлены в таблице.

Чему равно плечо l1,если рычаг находится в равновесии?

14. Ученик выполнял лабораторную работу по исследованию условий равновесия тела на наклонной плоскости. Значения массы тела, длины и высоты наклонной плоскости представлены в таблице.

Чему равна сила, с которой ученик равномерно тянет тело вверх по наклонной плоскости, если считать, что сила трения пренебрежимо мала?

1) 0,2 Н        2) 1,2 Н        3) 2 Н               4) 12 Н

15. Ученик изучал зависимость силы трения от качества обработки поверхности (от коэффициента трения µ), по которой перемещается брусок с грузами. Он измерял силу тяжести, действующую на брусок, и силу трения при движении тела по столу (1) и полу (2). В таблице представлены значения измеренных величин. Какой вывод о коэффициенте трения µ можно сделать по результатам эксперимента?

1. коэффициент трения между бруском и столом равен коэффициенту трения между бруском и полом
2. коэффициент трения между бруском и столом больше коэффициента трения между бруском и полом.
3. коэффициент трения между бруском и столом меньше коэффициента трения между бруском и полом
4. сравнивать коэффициенты трения между бруском и столом и между бруском и полом нельзя, поскольку брусок с грузами имеет в опытах разную массу

16. В таблице представлены результаты исследования зависимости силы трения от силы нормального давления. Какое значение силы трения должно стоять в пустой клетке?

1. 1,2 Н           2) 1 Н       3) 0,9 Н        4) 0,8 Н

17. В таблице представлены результаты исследования зависимости удлинения пружины от веса, подвешенного к ней груза. Какое значение удлинения должно стоять в пустой клетке?

1)3 см        2) 4 см       3) 6 см          4) 7 см

18.  При нагревании и плавлении кристаллического вещества массой 100 г измеряли температуру вещества и количество теплоты, сообщённое веществу. Данные измерений представили в виде таблицы. Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии.

1) 192          2) 240 3) 576         4) 480

19.  В таблице представлены результаты исследования зависимости силы тока от напряжения на концах резистора. Какое значение напряжения должно стоять в пустой клетке?

1. 11 В                2) 12,5 В         3)13,5 В              4) 15 В

20.  В таблице приведены значения коэффициента, который характеризует скорость процесса теплопроводности вещества, для некоторых строительных материалов.

В условиях холодной зимы наименьшего дополнительного утепления при равной толщине стен требует дом из

1. силикатного кирпича
2. газобетона
3. дерева
4. железобетона.