Національний педагогічний університет

імені М.П.Драгоманова

АНІСІМОВ Анатолій Юрійович

УДК 372.853

РОЗВИТОК МЕТОДИКИ СКЛАДАННЯ ТА РОЗВЯЗУВАННЯ

ЗАДАЧ В УМОВАХ РЕАЛІЗАЦІЇ СТАНДАРТІВ

ФІЗИЧНОЇ ОСВІТИ

13.00.02. – теорія і методика навчання фізики

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата педагогічних наук

Київ-2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Південноукраїнському державному педагогічному університеті імені К.Д.Ушинського (м.Одеса), Міністерство освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат педагогічних наук, професор Редько Григорій Борисович,

Південноукраїнський державний педагогічний університет

ім.К.Д.Ушинського, професор-консультант

Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, доцент, Павленко Анатолій Іванович,

Запорізький обласний інститут удосконалення вчителів, завідувач

кафедри педагогіки і психології та методики навчання природничо-

математичних дисциплін;

кандидат педагогічних наук, доцент, Зорька Олександр

Володимирович, Національний педагогічний університет

ім.М.П.Драгоманова, доцент кафедри методики викладання фізики.

Провідна установа: Кіровоградський державний педагогічний університет

ім.В.Винниченка, кафедра фізики та методики її викладання,

Міністерство освіти і науки України, м.Кіровоград.

Захист відбудеться “_10_” __ січня_ _ 2001 р., о 13-45 год. на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д26.053.03 в Національному педагогічному університеті імені М.П.Драгоманова, 01601, м.Київ – 30, вул.Пирогова, 9.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного педагогічного університету М.П.Драгоманова, 01601, м.Київ – 30, вул.Пирогова, 9.

Автореферат розісланий 05.12.2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Коршак Є.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність дослідження. Існуюча в Україні система освіти перебуває в стані реформування. Динамізм, притаманний сучасній цивілізації, зростання соціальної ролі особистості, гуманізація та демократизація суспільства, інтелектуалізація праці, швидка зміна техніки і технологій в усьому світі – все це потребує створення нових технологій навчання і виховання, які б відповідали сучасним вимогам. У методиці навчання фізики накопичений багатий досвід застосування різноманітних методів щодо навчання учнів розвязувати і самостійно складати фізичні задачі, але питання підвищення ефективності цих методів залишається актуальним. Так, відповідно до нової концепції та проекту державного стандарту фізичної освіти в Україні посилені вимоги до розвитку наукового мислення учнв, ознайомлення їх з методами наукового пзнання та методологією науки. Виконати таке завдання можливо тльки завдяки пдсиленню практичної частини шкльного курсу фзики, зокрема, бльш широкому використанню фзичних задач на уроках та в позакласнй робот. Розвиток компютерної технки, поширення її використання у загальноосвтнх школах створило передумови для формування єдиної методичної системи розвязування складання задач за допомогою спецального програмного забезпечення. Зявилася можливсть не тльки прискорити процес розвязування задач за рахунок скорочення часу на математичн обчислювання, а проводити певні дослдження. Вдповдно до Державної нацональної програми “Освта” (Україна ХХ столття) посилена роль нацонального виховання у навчальному процес. Зокрема, це формування творчої, працелюбної особистост, патрота своєї держави, розвиток ндивдуальних здбностей талантв учнв, забезпечення умов їх самореалізації. Використання на уроках актуального матералу в умовах складання розвязування фзичних задач, впровадження ндивдуального пдходу та диференцацї у навчанн можуть допомогти вчителю у реалзацї цього важливого завдання. Поширюється робота з пошуку та пдтримки обдарованої учнвської молод. Так, на виконання Указу Президента України “Про додатков заходи щодо державної пдтримки обдарованої молод удосконалюється система навчально-методичного забезпечення закладв освти, розробляються нов пдходи до навчання виховання обдарованих дтей, зокрема, реалзацї дяльнсного пдходу у викладанн фзики через удосконалення методики навчання учнв складати розвязувати фзичн задач.

Крім наведених обгрунтувань, актуальність теми дослідження обумовлена також й рівнем розвитку фізики, педагогіки, техніки та вимогами суспільства до рівня та змісту середньої освіти.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами полягає в тому, що розвязання обраної проблеми та впровадження його результатів в практику роботи шкіл України відповідає вимогам рішення колегії Міносвіти і науки України від 17.08.2000 р. № 2/1-2 “Про перехід загальноосвітніх навчальних закладів на новий зміст, структуру і 12-річний термін навчання”, сприяє розвязуванню основного завдання навчання – розвитку особистості кожного учня та підвищення рівня і якості його знань.

Мета дослдження - визначення найбльш ефективних в умовах навчально-виховного процесу з фзики форм органзацї роботи учнв з складання розвязування фзичних задач, як сприяють пдвищенню якост їх знань, отриманню вмнь навичок навчальної прац.

Найбльш природньою послдовнстю проведення дослдження є: вивчення та критичний аналз спецальної методичної та педагогчної лтератури; аналз сучасного стану методики складання розвязування задач на уроках фзики та в позаурочнй робот; розробка змсту фзичних задач; експериментальна переврка запропонованих розробок у навчально-виховнй робот вчителя фзики.

Обєкт дослдження - використання фзичних задач у навчально-виховному процес з фзики в середнй загальноосвтнй школ.

Предмет дослдження - рзн форми органзацї процесу складання розвязування фзичних задач, його вплив на результат навчання виховання учнв у середнй загальноосвтнй школ.

На підставі дослдження особливост даного обєкту в нашй країн та за кордоном, вивчення практичного досвду вчителв, проведення педагогчного експерименту на пдстав отриманих результатв можна сформулювати робочу гпотезу дослдження: використання нових пдходв до складання розвязування фзичних задач на уроках та у позакласнй робот зробить оптимальними змст структуру навчально-виховного процесу з фзики, якщо:

- завдяки задачам буде здйснено комплексний системний пдхд до

навчання фзики;

- при самостйному складанн розвязуванн фзичних задач на основ

вказвок учителя здйснюється вивчення нового навчального матералу;

- впроваджується система вправ з вироблення умнь навичок, як визначен

у концепцї та стандарт фзичної освти.

Виходячи з наведеної вище гпотези дослдження та проблем фзичної освти, в роботі передбачається виршення таких задач:

1. Проаналізувати психолого-педагогічні особливості та методику застосування завдань на складання та розвязування задач учнями під час навчання фізики.

2. Визначити педагогчн умови, при яких найбльш ефективно реалзуються можливост складання розвязування фзичних задач у середнй загальноосвтнй школ.

3. На основ системного пдходу розробити методику технологю складання розвязування фзичних задач.

4. Визначити ефективнсть розроблених методичних рекомендацй щодо складання розвязування фзичних задач.

Методологчною основою дослдження є далектичний та дяльнсний пдхд до процесв пзнання та навчання, принципи дидактики положення педагогчної психологї. Зокрема, принципи взаємозвязку теорї практики при складанн розвязуванн фзичних задач, системний пдхд як конкретизаця загальнодидактичних принципв у частковй методиц викладання фзики. Виховання творчого мислення та формування наукового світогляду в навчанні фізики потребує, по-перше, засвоєння учнями змісту курсу фізики (засвоєння науки – умова формування наукових здібностей), по-друге, засвоєння знань про шляхи і засоби пізнання оточуючого світу.

Теоретичну основу дослдження складають чисельн науков прац втчизняних зарубжних вчених, де викладен провдн психолого-педагогчн концепцї навчання учнв складанню та розвязуванню фзичних задач. Зокрема, це наслдки дослджень П.С.Атаманчука, О..Бугайова, В.Є.Володарського, С.У.Гончаренка, А.А.Давидьона, Є.В.Коршака, А..Павленка, Г.Б.Редька, О.В.Сергеєва та нш.

Пд час виконання поставлених завдань застосовувались так методи дослдження: вивчення державних нормативних документв щодо органзацї навчального процесу у середніх загальноосвітніх закладах; теоретичний аналз флософської лтератури з питань далектичних процесв пзнання та навчання; теоретичний аналз педагогчної, психологчної та методичної лтератури з питань навчання учнв розвязуванню задач; сторичний аналз наслідків використання задач з метою навчання фзики; вивчення стану дослджуваної проблеми в практиц шкльного навчання на основ спостереження навчального процесу, аналз проведення позакласних заходв (олмпад, турнрв юних фзикв, конкурсв-захиств робт малої академї наук), бесд з учнями та вчителями фзики, вивчення узагальнення передового педагогчного досвду та використання власного досвду викладання фзики в школ; проведення контрольно-порвняльного педагогчного експерименту в середнх загальноосвтнх закладах.

Для виршення питання про те, у якому спввдношенн знаходяться уроки розвязування задач з використанням компютерних програм у порвнянн з ншими засобами прийомами проведення таких занять ми використовували у нашому дослдженн коефцєнти повноти знань, умнь навичок, як отримали учн на уроках з застосуванням компютерної технки без неї. Результати, як були отриман за допомогою вказаних вище методв, важлив не тльки для досягнення мети дисертацї, а для впровадження їх у практику роботи з органзацї складання розвязування фзичних задач у середнй загальноосвтнй школ. Вони розглядаються нами як джерело отримання нових знань (в тому числ методологчних), як важливий засб навчання виховання учнв, як засб розвитку їх наукового мислення творчост.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

- розроблена методична система складання розвязування фзичних задач з урахуванням вимог концепцї стандарту фзичної освти в Україн;

- розроблена апробована система оцнювання складност і трудності фзичних задач з урахуванням рвнв їх розумння учнями;

- обгрунтовані мсце роль фзичних задач у навчально-виховному процес з фзики на сучасному етап розвитку середньої загальноосвтньої школи в Україн з урахуванням їх можливостей в реалзацї принципв дидактики, інноваційних технологій сучасного уроку фзики.

Практичне значення одержаних результатів полягає у розробц рекомендацй щодо пдвищення ефективност використання задач у розвязанн проблем середньої фзичної освти; у визначенн вимог до пдбору завдань на складання та розвязування задач в умовах рвневої та профльної диференцацї навчання фзики; у розробц тестових завдань компютерних програм, як повязан з роботою над фзичними задачами, критеріїв оцінки і самооцінки знань та умінь учнів.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні аналізу особливостей використання в сучасних умовах у навчальному процесі завдань на складання та розвязування фізичних задач як невідємної складової частини системи формування практичних умінь і навичок учнів з фізики; у визначенні дидактичних принципів та методичних вимог до змісту та розвязуванню фізичних задач; у розробці тестових завдань і компютерних програм, які повязані з роботою над фізичними задачами в умовах рівневої та профільної диференціації навчання фізики; у розробці структурної схеми уроків творчості, на яких обєктом вивчення є процес постановки задачі та дослідження наслідків її розвязування; у визначенні рівнів розуміння учнями умови та розвязування фізичної задачі, критеріїв оцінювання складності і трудності фізичних задач з урахуванням рівнів їх розуміння; у розробці структурної схеми уроків з використанням тестів для визначення і розвитку конвергентного та дивергентного мислення учнів, а також узагальнення результатів вивчення питання про вплив впровадження методичної системи використання завдань зі складання і розвязування учнями фізичних задач на формування в них почуття задоволення процесом пізнання; у безпосередній організації проведення педагогічного експерименту та обробки його результатів; консультуванні і забезпеченні методичними матеріалами учасників експерименту.

Впровадження та апробація результатів дослідження здійснювались у школах м.Одеси та Одеської області, на лекційних та практичних заняттях Південноукраїнського державного педагогічного університету ім. К.Д.Ушинського, на курсах підвищення кваліфікації вчителів фізики при Одеському інституті удосконалення вчителів, під час підготовки учнів до турнірів юних фізиків, конкурсів-захистів робіт малої академії наук, фізичних олімпіад.

Вірогідність та обгрунтування результатів дослідження забезпечується відповідністю основних положень дисертації наслідкам педагогічного експерименту, повнотою аналізу втілення рекомендованої методичної системи складання та розвязування задач з фізики, обговоренням її структури з вчителями фізики та керівниками шкіл. Теоретичн положення дослдження та результати апробацї висвтлювались на Всеукраїнських науково-методичних конференцях (м.Камянець-Подльський, 1997 р.; м.Одеса, 1997 р.; м.Чернгв, 1998 р.; м.Одеса, 1999 р.; м.Кровоград, 2000 р.; м.Київ, 2000 р.), на постйно дючому Всеукраїнському семнар “Актуальн питання методики викладання фзики” (м.Київ, 1996-1997 р.р.), на засданнях кафедри методики навчання фзики Пвденноукраїнського педагогчного унверситету м.К.Д.Ушинського (м.Одеса, 1997-2000 р.р.), на засіданнях кафедри методики викладання природничо-математичних дисциплін Одеського інституту удосконалення вчителів (1997-2000 р.р.), на засіданні методичного обєднання вчителів фізики м.Одеси (1998 р.). Результати дослдження опублкован в методичних посбниках, науково-методичних журналах, в збрниках матералв Всеукраїнських науково-методичних конференцй (всього 20 публкацй).

На захист виносяться так результати дослдження:

1. Дидактичн принципи та методичні вимоги до змісту та розвязування фзичних задач.

2. Рвн розумння учнями умови та процесу розвязування фзичної задач.

3. Основн критерї щодо оцнювання рвня складност і трудності фзичних задач.

4. Методична система навчання учнів складанню та розвязуванню фзичних задач в межах запропонованої дидактичної модел навчально-виховного процесу з фзики у середнй загальноосвтнй школ.

5. Тематика змст роботи над задачами при проведенн турнрв юних фзикв.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, двох розділів, висновків, списку використаних джерел (222 позиції) та 5 додатків. Текст дисертації викладений на 162 сторінках машинописного тексту. Додатки викладені на 68 сторінках.

У ВСТУПІ обгрунтовується вибір теми та її актуальність. Визначені обєкт, предмет, мета, гіпотеза, завдання, викладена методологічна основа, вказані методи дослідження, описані його етапи, охарактеризовані наукова новизна, теоретична і практична цінність роботи, сформульовані основні положення, що виносяться на захист, наведено відомості про достовірність отриманих результатів та їх апробацію.

У ПЕРШОМУ РОЗДІЛІ – “Теоретичний аналіз досвіду та тенденцій розвитку методики складання і розвязування задач з фізики у середній загальноосвітній школі” – проведено критичний аналіз стану вирішення зазначеної проблеми, досліджені роль і місце фізичних задач в навчально-виховному процесі, розглянуті сучасні вимоги до уроку фізики і складанню та розвязуванню задач на уроках і в позаурочній роботі, вивчені психолого-педагогічні основи самостійної творчої роботи учнів, яка звязана з цими процесами.

Складання фізичних задач учнями, як методичний прийом, має більш, ніж пятидесятирічну історію. У багатьох посібниках для вчителів з методики розвязування задач (В.Є.Володарський; П.М.Ерднієв; П.О.Знаменський; І.В.Івах, М.Г.Кікець, М.А.Килимник; С.Ю.Каменецький та В.П.Орєхов) зверталася увага на самостійне складання учнями задач, як корисний педагогічний прийом, який дозволяє останнім отримати найбільш повне уявлення про задачу і процес роботи з нею. . Складання задач учнями повинно входити в систему вправ, як використовуються протягом вивчення усього курсу фзики. Оптимальна кльксть їх має бути достатньою для органзацї самостйної роботи учнв у клас вдома з усх тем, що вивчаються в курс фзики. Така система знайшла найбльш повне вдображення у роботах А..Павленка. У них уточнена мета складання учнями задач в процесі навчання фізики на різних етапах розвитку середньої школи; виявлені основні шляхи удосконалення навчання учнів складанню фізичних задач, взаємний звязок процесів складання та розвязку задач; запропонована методика навчання учнів складанню фізичних задач.

Аналзуючи досвд роботи науковцв методиств з цєї проблеми, можна зробити висновок, що використання завдань на складання задач у середнй школ значно активзує мислення учнв, сприяє ндивдуалзацї процесу навчання. Складаючи задач, учн краще розумють їх генезис, логчну структуру, глибше розумють мотивацйну основу розвязування фзичних задач процесу навчання взагал, що позитивно позначається на формуванн вмння розвязувати задач, самостйно оволодвати навчальним матералом.

Останнім часом, особлива увага приділяється нестандартним, творчим задачам, складання яких грунтується на винаходах. Це зумовлено тим, що навички дослідницької роботи стають для учнів основою пізнання нового в оточуючому світі. Такий підхід закладено у стандартах освіти багатьох країн світу (США, Англія, Росія), а також у проекті стандарту фізичної освіти України.

Найбльш повно питання про використання винахдницьких, дослдницьких та конструкторських задач у навчальному процес з фзики розглянуто у роботах А.А.Давидьона, Г.В.Касьянової, Г.Б.Редька та ін. В них дається визначення винахдницьких задач, їх систематизаця за методом розвязування, рвнем винаходу, рвнем розвитку творчої уяви та за використаним прийомом розвитку творчої уяви. Запропонована система фзичних задач для розвитку творчих здбностей учнв та методичн пдходи щодо розвязування творчих фзичних задач рзних типв. Але в бльшост вище згаданих робт ще недостатньо розроблена методика складання рзних видв задач, не визначен вимоги до їх змсту та критерї оцнювання такої роботи учнв. Тому, хоча важливсть проблеми нхто не заперечує, ще не багато вчителв використовують цей прийом у своєї практиц.

Використання завдань для складання задач має служити основній дидактичній меті – розширенню і поглибленню знань учнів. Нами розроблена система методичних вимог, які мають задовольняти зміст фізичних задач (складених учнями) і процес їх розвязування. Вона дасть змогу узагальнити й упорядкувати засоби і методи підвищення ефективності цього важливого аспекту навчання фізики в середній школі. Основні положення цієї системи подано у вигляді таблиці 1.

Таблиця 1.

Дидактичний

принцип | Методичні вимоги до змісту та розвязування

фізичних задач | Науковість | Завдання мають бути тісно повязані зі змістом навчального матеріалу з фізики, доповнювати його новими, конкретними прикладами і відомостями, спрямовуватися на ознайомлення учнів з обєктивними науковими фактами методами наукового пізнання | Достовірність | Робота з конкретними обєктами і явищами природи, однозначність вихідних і кінцевих величин, запитань та відповідей на них | Доступність | Інформація, що міститься в задачі, а також процес її розвязування мають грунтуватися на запасі знань учнів і відповідати їхнім розумовим можливостям

Оптимізація | Кількість завдань на складання фізичних задач має бути достатньою для організації самостійної роботи учнів як у класі, так і в позаурочний час, і охоплювати основні теми курсу фізики, що вивчаються. Підбір задач має враховувати особливості колективу учнів у класі, обладнання фізичного кабінету (особливо для підбору творчих, експериментальних та дослідницьких задач)

Звязок навчання з життям | Завдання на складання фізичних задач мають розкривати звязок між явищами природи, між ними і людиною, природою і технікою

Систематичність і послідовність навчання | Складання фізичних задач учнями має грунтуватися на побудові системи завдань, які спрямовані на досягнення вміння моделювати вихідну ситуацію задачі. Це має бути система розрахункових і якісних задач, які пропонуються учням для розвязування в класі, вдома, на самостійних та контрольних роботах.

Свідомість та активність учнів | Учні повинні розуміти зміст задачі, ставити запитання, що спонукають осмислити її суть, стимулюють пошук відповідей

Поєднання

різних методів і форм навчання | Завдання мають сприяти виробленню в учнів практичних умінь і навичок через складання і розвязування різних видів фізичних задач (текстові, експериментальні, якісні, творчі, розрахункові, графічні), які розвязуються різними методами із застосуванням математичного апарату і прийомів науково- дослідницької роботи

Створення необхідних і

достатніх умов

для навчання | Наявність збірників задач, технічних засобів навчання, створення на уроці доброзичливих стосунків між учнями та учнями і вчителем, планування духу творчого змагання; надання необхідної допомоги учням у процесі розвязування задач на всіх його етапах з боку товаришів та вчителя

При розв'язуванні тієї чи іншої задачі учень обов'язково звертається до умов і вимог з метою уточнення її змісту. Він фіксує при аналізі умови такі процеси і ситуації, які у традиційному викладанні не завжди є сприйнятливими: розділення об'єкту на елементи, орієнтація одного відносно іншого, перестановка об'єктів та ін. Слід також відмітити, що зв'язок цих елементів може бути ще більш помітним, якщо проаналізувати їх у структурно-функціональній послідовності (сукупності гностичних актів), бо на підставі гностичної динаміки у процесі огляду елементів вихідної ситуації, та зіставляючи її з кінцевою, учень уявляє собі динамічну модель цієї ситуації, яку, на наш погляд, можна представити у вигляді схеми (рис.1.).

Вивчення лтературних джерел та передового досвду вчителв фзики свідчить про те, що складання розвязування фзичних задач сприяє мцному свдомому оволоднню знаннями, умннями навичками їх практичного застосування. Необхднсть теоретичних знань та доцльнсть їх практичного використання завдяки фзичним задачам для бльшост школярв є найбльш вагомим мотивом учння.

До недавнього часу навчання в школ взагал фзики, зокрема, було наукоцентричним. В наш час концептуально важливим стало особистсно орєнтоване навчання, пд яким ми розумємо не навчання фзики всх всьому однаково, а кожного з урахуванням його особистсних якостей, здбностей, психологчних особливостей, нахилв до певних видв дяльност. Особливо корисним такий пдхд є при органзацї самостйної роботи учнв із складання та розвязування фзичних задач. Шлях, що веде до досягнення цєї мети, вчитель фзики прокладає через диференціацію та ндивдуалзацю навчання, яка передбачає пдбр задач завдань для рзних рвневих профльних груп учнв Таким чином, розвязування фізичних задач та відповідна діяльність учнів вже не обмежується розглядом лише сформульованих задач у чисельних збірниках та посібниках, а стає предметом реалізації задачного підходу у викладі та поясненні навчального матеріалу. Теоретично обгрунтовані концептуальні основи використання фізичних задач у школі в нових умовах і, зокрема, посилення ролі самостійного складання і розвязування навчальних фізичних задач учнями як метод їх навчально-пізнавальної діяльності, інструменту пізнання. Доведено, що сучасна методика навчання розвязуванню фізичних задач у середній школі повинна враховувати і доповнюватися методикою навчання складанню фізичних задач.

Рис.1.

У ДРУГОМУ РОЗДІЛІ - “Методика організації роботи зі складання та розвязування фізичних задач у середній загальноосвітній школі” – наведена методика навчання складанню та розвязуванню фізичних задач з урахуванням рівнів розуміння та мислення учнів, методична система цієї роботи, визначені критерії оцінювання складності і трудності фізичних задач. Значна увага у цьому розділі приділяється методиці організації розвязування фізичних задач за допомогою використання компютерних програм.

Запропоновану методичну систему навчання учнів складанню та розвязуванню задач, яка розроблена в межах моделі навчального процесу з фізики, можна представити у вигляді схеми (рис.2.).

Мета навчання

Зміст

(програма, підручник) | Методи

(навчання та учіння)

Організація

(урок,позауроч-

ні заходи) | Керування

Контроль та облік

знань

Рис.2.

Зв'язки між елементами моделі достатньо складні і лежать за межами нашого дослідження, але, не дивлячись на різноманітність функції кожного елемента, зв'язуючою ланкою всієї системи може стати фізична задача, бо підручники та посібники з фізики знайомлять учнів тільки з визначеннями, явищами та законами, а сутність фізики може бути пізнана тільки через практичне їх застосування, а саме через складання та розв'язування задач.

Коли йде мова про задачу, яка має стати цементуючим елементом моделі уроку фізики, слід, перш за все, оцінити складність задачі, її відповідність рівневій та профільній диференціації.

Об'єктивними коефіцієнтами структури задачі є: К1 - складність структури умови, К2 - складність структури розв'язку. Суб'єктивний фактор в процесі розв'язування задачі можна позначити коефіцієнтом Ксуб., який визначає об'єм та якість знань, а також залежить від особистості, тобто від індивідуальних здібностей учня. Позначимо, що Ктруд = Коб + Ксуб, де Ктруд – це загальний коефіцієнт трудності. Додамо, що в коефіцієнті Коб, який відповідає по суті за архітектоніку, структуру і логіку розв'язування задачі, доцільно врахувати такі аспекти, як кількість розділів дисципліни, які потрібні для розв'язку задачі, міжпредметні зв'язки і т.п. Для структури розв'язку (складності розв'язку) можна з тим чи іншим наближенням знайти числовий вираз, виходячи з кількості операцій (кроків) розв'язування з врахуванням їх логічного характеру (“і”, “або”), згідно з існуючими ступенями свободи, тобто числом таких переходів. Якщо в алгоритмі розв'язку задачі є тільки переходи типу “і”, тобто немає вибору переходу від кроку n до кроку n + 1, то число ступенів свободи буде 1, якщо в алгоритмі присутні також переходи, які в графі пошуку розв'язку можна представити у вигляді розгалуження, то число ступенів свободи є 2. Тоді кількісна оцінка складності дорівнює: Коб = К1 + К2 = a + b + c, де а – число “і” переходів, b – число “або” переходів та с – число ступенів свободи. Цілком зрозуміло, що при цьому для різних учнів коефіцієнт складності буде різним. Набагато більшу складність має суб'єктивний фактор розв'язку задачі Ксуб, як ми вже говорили, який залежить від великої кількості прийомів розумової діяльності учня та особливостей його психіки. Цей параметр є по суті “чeрним ящиком”, вимір якого дозволяє оцінити кількісно трудність задачі.

Для того, щоб оцнити аналтичн вмння школярв, була розроблена система рвнв розумння учнями умови задач, проблем, про як у нй йде мова, та наявнсть плану її розвязку (або складання розвязку). Узагальнюючі ознаки цього важливого елементу процесу розвязування (складання) фзичної задач наведені у таблиці 2. Постйна ознака вдображає незмнну послдовнсть етапв тлумачення умови та розвязку задач; змнна - ряд альтернатив в поясненн; вдкрита - вмння учня самостйно вводити додатков умови до змсту задач; структурна - вмння учня вдокремлювати з основних компонентв пдкомпоненти; аналогї - вмння учня вдшукувати тотожн подбн обєкти та властивост. Якщо мислення розвинуте, то воно повинно мати конвергентні та дивергентні риси. За Дж.Гілфордом, логічний компонент аналітичного мислення називають конвергентним, а образний, інтуітивний – дивергентним. Для виявлення рвня розвинутост обох складових частин, були розроблені два види теств з урахуванням рвневої диференцацї навчання фзики: на знаходження найбльш оптимального розвязку фзичної задач для визначення наявност ознак конвергентного мислення; на дагностування наявност елементв дивергентного мислення учнв.

Таблиця 2.

Ознака | Рвень розумння | № рвня | Аналогя+вдкрита+структурна+постйна+змнна | Головний | Постйна

Змнна | Основа розумння | Постйна+змнна | Промжний | Вдкрита

Вдкрита+постйна+змнна | Додатковий | У | Структурна+вдкрита+постйна+змнна | Смисловий | У |

На пдстав аналзу виконаних учнями завдань, як запропонован у тестах, була зроблена спроба не стільки визначити рвень розвитку конвергентного дивергентного мислення кожного учня, скльки накреслити стратегю та шляхи подальшої роботи в цьому напрямку за допомогою нових пдходв до органзацї роботи з складання розвязування фзичних задач учнями на уроках та в позаурочний час. Тести були розроблені з врахуванням цілей навчання, вимог до знань і вмінь учнів та рівня цих знань. Перед тим, як на підставі відповідей учнів під час педагогічного експерименту робити висновки про встановлення рівня розвинутості того чи іншого типу мислення та вплив задач на цей рівень, ми перевірили зміст тестів на валідність (тобто відповідність їх стандартам фізичної освіти, програмам, підручникам) та надійність (критерієм надійності вважається середня арифметична величина засвоєння всіх питань перевірочних тестів). Встановлено, що розглянута вище цлеспрямована робота з тестами, яка передбачає ряд мислених операцй (порвняння, абстрагування, узагальнення, класифкаця, систематизаця) сприяє правильному формуванню загальних понять та умовиводв, розвитку логчного мислення та вмння самостйно здобувати знання.

Аналзуючи рзн пдходи до визначення системи, ми намагалися зясувати її змст з точки зору методики навчання фзики взагал та сукупност змсту, методв способв розвязування фзичних задач, зокрема. З нашої точки зору, методична система “задача” - це сукупнсть внутршнх та зовншнх звязкв, як забезпечують нтеграцю упорядкованої множини компонентв (умова, самостйне складання умови, аналз умови, здогадка методу розвязування, способи розвязування, застосування математичного апарату, аналз отриманого результату та нше), далектична єднсть взаємодя яких спрямован на досягнення результату, запланованого вчителем при вивченн всього курсу фзики, окремого роздлу або конкретної теми уроку. Крім того, під методичною системою складання та розвязування задач з фізики ми розуміємо дидактичну систему, яка складається з таких частин: цілі і завдання складання та розвязування задач; сукупність задач; методи і прийоми розвязування задач; організація процесу роботи над задачами на уроках та в позакласній роботі; засоби навчання (моделі, компютерні програми, кодотранспоранти, вимірювальні прилади); контроль і самоконтроль вмінь та навичок складання і розвязування задач.

Це дійсно система, бо вона впорядкована, організована, і є результатом становлення та розвитку. Крім того, вона відрізняється цілісністю, співпрацею окремих частин (підсистем), сукупністю звязків між ними, встановленням основних критеріїв ефективності її реалізації. Задачі з фізики повинні розглядатися в органічній єдності з методом конкретної теорії. Тоді метод створює систему, а остання одержує системні властивості, лише перетворюючись в метод.

За розробленою нами системою ми переврили наявнсть певних рвнв розумння учнями умов та розвязування задач. Встановлено, що у рамках розробленої методичної системи ефективно проходять уроки наукової “експертизи”, “винахідництва” та інші види уроків творчості.

На підставі аналізу результатів педагогічного експерименту можна вважати, що проведення таких урокв творчості в сучасних умовах розвитку шкл України є найбльш ефективним шляхом впровадження задачного пдходу в навчальний процес. Фзична задача, на нашу думку, тльки тод отримує конкретний змст, коли з її аналзом розвязком повязується певний визначений метод (прийом, спостереження, вимрювання). накше вона не зможе знайти застосування у дослдженн фзичних явищ.

Крім цього, була проведена експериментальна переврка ефективност використання оригнальних компютерних програм для удосконалення роботи з розвязування фзичних задач.

Для опрацюванння в експериментальних (10-х) класах були запропонован задач, для яких були розроблен компютерн програми їх розвязування. У контрольних класах учні розвязували задачі традиційно, без використання компютера.

Псля роботи з компютером учн експериментальних класв вмли з основних компонентв явища вдокремлювати пдкомпоненти, знайти х у контекст умови розвязку, зясувати х залежно вд ускладення матералу.

Нас цкавила повнота обгрунтування етапв розвязування задач його результати. У цьому аспект головного рвня розумння учн експериментальних класв показали найвищий результат. Крм того, учн цих класв на наступних уроках, як з використанням компютера, так без нього, показали вмння вдокремлювати структурн елементи з головно проблеми розвязувано задач. Необхдно було також зясувати, у якому спввдношенн з ншими засобами розвязування задач застосування компютеру оптимальним. З цю метою, коефцнт повноти вмнь, як були отриман за допомогою компютерно програми, визначався за спввдношенням:

1

К =

=1

де: - кльксть ознак розумння умови процесу розвязування задач;

- загальна кльксть ознак, як перевряються;

- кльксть учнв, як визначен за законами вибрки.

Потм таким же чином знаходилися значення цього коефцнта при використанн нших засобв (традицйний, за допомогою динамчно системи кодотранспорантв, альтернативний вибр запропонованих етапв розвязування, аналз запропонованого розвязування) та визначалися х спввдношення К1 : К2 : К3 : К4 : К5 : ..., за якими можна було мркувати про можливе сполучення прийомв, а не про замну одного ншим.

Щодо запропонованих нами задач, то спостерігалася значна перевага компютерного їх розвязування. Так, якщо К1 вважати коефцнтом повноти вмнь, як були отриман завдяки компютернй програм, К2 - традицйним способом, К3 - за допомогою кодотранспорантв, К4 - альтернативним вибором, К5 - аналогом готового розвязування, то К1 : К2 : К3 : К4 : К5 = 0,85 : 0,69 : 0,54 : 0,63 : 0,72. Рівень достовірності отриманих результатів визначався за методикою М.І.Грабаря та К.О.Краснянської. Похибка вимірювання визначалася за формулою:

100 - Кn

?К = 2 v Кn m

де: Кn – виміряний тим чи іншим способом результат навчання у відсотках;

n – способ, за яким знаходиться значення кофіцієнта К (n = 1, 3, 2...);

m – кількість учнів, які беруть участь в експерименті.

Визначена похибка для кожної групи учнів була малою, групи практично не відрізнялись.

Отже, можна стверджувати, що застосування компютерних програм розвязування фзичних задач дйсно ефективне, бо веде до формування стйких навичок, до бльш глибокого розумння фзики, але не диним можливим прийомом, про що свдчить незначна розбжнсть значень коефцнтв. Крм того, застосування компютерно технки для розвязування задач не повинне бути самоцллю ма впроваджуватись вдповдно до цлсно системи навчання.

Таким чином, вдалося накреслити основні напрямки у розвитку методики складання і розвязування задач з фізики у середній школі. Це опора на нову концепцію і стандарт середньої фізичної освіти в Україні; врахування і реалізація дидактичних принципів; моделювання навчального процесу з фізики та центральна, звязуюча роль задач у цій моделі; системний підхід до процесу складання і розвязування фізичних задач; використання нових інформаційних технологій навчання.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ ДОСЛІДЖЕННЯ

1.

2.

3.

4.

5.

У процес дослдження були знайден ознаки та рвн розумння учнями умови задач та механзму розвязування:

- головний рвень (наявнсть ознак розумння за аналогю);

- основний рвень (наявнсть постйних та змнних ознак розумння);

- промжний, додатковий та смисловий (розумння теми та структури

умови задач).

Також були визначен дидактичн принципи та методичн вимоги до складання та розвязування задач на уроках фзики (звязок навчання життя, систематичнсть послдовнсть навчання, свдомсть та активнсть поднання рзних методв навчання, створення необхдних та достатнх умов для навчання). Складен оригнальн тести, компютерн програми та сценар творчих урокв складання розвязування фзичних задач. Знайден критер щодо оцнювання рвнв складност фзичних задач та ознак конвергентного дивергентного мислення учнв.

У дисертацйнй робот доведено, що подання нформац у вигляд фзично задач або складання задач на основ навчально нформац дозволя будувати навчальний процес таким чином, що одночасно з засвонням змстовно сторони навчального матералу в учнв формуться емоцйне вдношення до нього, що значно збагачу процес пзнання та позитивно вплива на вибр учнями майбутньо профес. Також доведено, що методика складання розвязування фзичних задач на шляху розвитку методики навчання фзики взагал, безпосередньо звязана з закономрностями педагогчного процесу навчання виховання. Вс елементи системи “задача” специфчн роблять вплив на реалзацю принципв дидактики, закономрностей часткових методик та вимог щодо оптимзац навчального матералу.

Основним завданням педагогчно науки з проблеми розвитку методики складання розвязування фзичних задач можна вважати:

·

·

·

·

·

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ВІДОБРАЖЕНИЙ У ТАКИХ ПРАЦЯХ

1. Анісімов А.Ю., Ятвецький В.М., Ятвецька Л.І. Фізичний зміст рівнянь руху тіл при побудові графіків у задачах з кінематики // Фізика та астрономія в школі. – 1996. - № 1. – С.28-31.

2. Анісімов А.Ю. Готуємось до олімпіад з фізики // Наша школа. – 1997. - № 5-6. – С.59-63.

3. Анісімов А.Ю., Колебошин В.Я. Турніри юних фізиків. Методика організації // Наша школа. – 1994. - № 6. – С.19-20.

4. Анісімов А.Ю., Ятвецький В.М., Ятвецька Л.І. Графічний метод розв'язування задач на рівняння теплового балансу // Фізика та астрономія в школі. – 1996. - № 2. – С.17-19.

5. Анісімов А.Ю. Проект державного стандарту загальної середньої освіти в Україні у дзеркалі деяких міжнародних тенденцій розвитку шкільної освіти // Наша школа. – 1997. - № 5-6. – С.2.

6. Анісімов А.Ю., Редько Г.Б. Розвиток методики складання