Организации занятий по подготовке к ЕГЭ по физике в средней школе

Знание  основ методов научного познания проверялось в зданиях А24 и А25. Ниже перечислены основные умения , которые проверялись этими заданиями,  а также  средний процент выполнения подобных заданий:

– определение физических величин, прямые измерения которых  необходимо провести для расчета искомой величины, – справились 68%;

– интерпретация графиков зависимости координаты или скорости тела от времени – выполнили 61%;

– по графикам результатов эксперимента (прямая пропорциональность с учетом погрешностей измерений) вычислить коэффициент пропорциональности, соответствующей какой-либо физической величине, – выполнили 45%;

– построение графика  по результатам эксперимента, представленным в табличном виде, – справилось 51%.

Приведенные выше сведения показывают, что о достижении уровня усвоения основ методов научного познания можно говорить лишь по первой позиции в перечне. Остальные проверяемые умения позволяют выделить типичные трудности. При интерпретации графиков движения сложность вызывают участки равноускоренного движения на графиках зависимости координаты от времени: для этих участков экзаменуемые плохо интерпретируют изменение скорости движения (уменьшается или увеличивается).

При вычислении коэффициента по заданному графику выпускники достаточно успешно справились с группой заданий на определение теплоемкости вещества. А в заданиях на построение графика по табличным данным большинством тестируемых были выбраны  неверные ответы, в которых графики представляют собой ломаную линию, проходящую точно через координаты точек таблицы.

Считается, что  ЕГЭ  не позволяет проверить сформированность экспериментальных умений. Однако практически  каждый вариант содержит задания, для выполнения которых необходимо извлечь информацию из рисунка или фотографии какого-либо опыта. Как показал анализ таких заданий, экзаменуемые хорошо справились с заданиями, в которых представлены динамометры или фотографии электрических цепей. Большие сложности отмечены при выполнении подобных заданий, в которых проверяется явление преломления света и знание соответствующего закона.

Таким образом, анализ результатов ЕГЭ выявил недостаточный уровень сформированности методологических умений, что можно связать с недостаточным материально- техническим оснащением  кабинетов физики и, соответственно, с недостаточными объемами лабораторного и демонстрационного эксперимента на уроках физики.

В каждом варианте в части А содержались расчетные задачи повышенного уровня сложности, качественные  задачи с развернутым ответом и по пять расчетных задач с высоким уровнем сложности. В среднем с представленными заданиями с выбором ответа (повышенного уровня сложности), справились 56%, с задачами с развернутым ответом – 17%, в том числе с расчетными задачами – 14%.

Их всех заданий повышенного уровня наибольшие затруднения у экзаменующихся  вызвали задания по механике: задачи на применение закона сохранения энергии к колебательным процессам, в которых период колебаний и амплитуду необходимо было определить по таблице (с такими заданиями справилось не более 39%), а также задачи на движение связанных тел (41% ).

Анализ результатов  выполнения заданий КИМ ЕГЭ по физике позволяет сделать вывод, что участниками экзамена в большинстве усвоены наиболее важные понятия и законы механики, молекулярной физики и термодинамики, электродинамики и квантовой физики. Вместе с тем выявлены недостатки в умении выделять основные свойства физических явлений, а также характеризовать изменение физических величин в ходе различных процессов.

Отмечается некоторое повышение качества решения расчетных задач как повышенного, так и высокого уровня сложности. Однако на низком уровне остаются результаты решения качественных задач, требующих построения развернутого ответа с указанием на изученные физические явления и законы.

Анализ результатов ЕГЭ выявил значительные пробелы в области сформированности методологических умений, которые можно связать с недостаточным количеством демонстрационного и лабораторного эксперимента на уроках физики, что, в свою очередь, может быть вызвано слабым материально-техническим оснащении кабинетов физики.

1.2. Основные методические приемы при подготовке к ЕГЭ по физике

На основании анализа  ЕГЭ 2011 года, а также содержания контрольно – измерительных материалов по физике на 2012 год можно построить работу по качественной и эффективной подготовке к ЕГЭ.

Результаты единого государственного экзамена по физике позволяют отслеживать качество освоения выпускниками средней школы знаний и умений  по четырем видам деятельности: воспроизведение знаний; применение знаний и умений в  знакомой ситуации; применение знаний и умений в измененной ситуации; применение знаний и умений в новой ситуации.⁹

Оценить качество результатов школьно  курса физики можно с помощью основных критериев: полнота усвоения содержания  определенного структурного элемента знания (факта, понятия, закона), степень усвоения объема элемента знания (совокупность связей, определяющих меру его общности), полнота усвоения связей данного элемента знания с другими. Выявить качество усвоения умений, способов деятельности, можно с помощью следующих критериев: умение отделять существенные признаки элементов знания от несущественных; умение оперировать знаниями в решении задач познавательного и  практического характера; умение классифицировать элементы знания, обобщать их и систематизировать. Выделенные критерии можно соотнести с уровнями усвоения знаний и умений: первый уровень – запоминание и последующее воспроизведение; второй уровень – применение – знаний и умений на практике и по образцу; третий уровень – применение знаний в нестандартной ситуации  при выполнении заданий высокого уровня сложности.

Знание критериев и уровней  усвоения знаний и умений, например, при решении физических задач позволяет объективно оценить результаты учебных достижений  выпускника. К основным критериям качества усвоения учащимися умения решать задачи относят: умение выполнять операции в процессе решения задач на основе знания их содержательных и структурных компонентов; умение переносить усвоенные операции из одного раздела физики в другой. Названные критерии успешно отслеживаются с помощью совокупности разноуровневых обобщенных умений решать физические задачи. Первый уровень связан с умением  анализировать и кодировать условие задачи; второй уровень характеризует умение решать задачи разного вида; третий уровень предполагает овладение умениями решать задачи по конкретным темам на основе алгоритмических предписаний; четвертый уровень характеризует сформированность обобщенных умений, связанных с переносом  структуры деятельности по решению задач внутри одной дисциплины (физики); пятый уровень определяется умением переносить способы деятельности по решению задач в другие дисциплины.

Качество итоговой аттестации по физике как формы отсроченного контроля знаний и умений зависит от нескольких взаимосвязанных факторов: прочности усвоения знаний и умений; свойств памяти, связанных с забыванием; пропедевтического отсроченного повторения; особенности содержания учебного материала (простой, сложный, трудный).

Итоговая аттестация по физике позволяет  выявить качество усвоения выпускниками знаний, видов познавательной деятельности по решению задач разного уровня. Одним из показателей этого качества является прочность усвоения знаний и умений. Она характеризует устойчивость фиксации в памяти системы знаний и способов их применения для воспроизведения и дальнейшего применения в различных ситуациях и для разных целей (формирование научного мировоззрения, развитие познавательных способностей, подготовка к практической деятельности).

Прочность усвоения учащимися  знаний и умений зависит от свойств  памяти, которая включает три процесса: запоминание (запечатление, непроизвольное запоминание, преднамеренное запоминание); воспроизведение (узнавание; воспроизведение, не вызывающее затруднений; припоминание, требующее волевого усилия); сохранение (собственно сохранение и забывание).

Практический опыт проверки прочности запоминания, сохранения и воспроизведения различных элементов знаний в памяти учащихся выявил определенную закономерность. В начале учебного года учащиеся лучше всего помнят формулы (образы), несколько хуже единицы измерения физических величин. Далее в порядке забывания стоят графические зависимости и определения (сочетание образа и слова). На последнем месте по степени забывания находится понимание физического смысла законов (абстракции). При подготовке к отсроченному повторению эти свойства памяти необходимо использовать и учитывать, потому что отсроченное повторение — это такая проверка и оценка учебных достижений учащихся, которая отделена от самого процесса изучения и повторения учебного материала промежутком времени, а поэтому связана с забыванием.

Р.Аткинсон сформулировал  еще одну закономерность сохранения информации в памяти. Она связана с повторением (текущим, тематическим и итоговым). Все эти виды повторения имеют характер пропедевтики знаний и умений, потому что пропедевтика — это дидактическое условие преемственности в системе непрерывного физического образования.¹⁰

Известно, что планируемые  результаты качества усвоения знаний и умений (теоретические) не совпадают с фактическими (реальными) результатами. Теоретические результаты растут линейно с течением времени, а реальные вследствие ряда объективных и субъективных причин (забывания, сложности и трудности учебного материала) изменяются медленнее. Эта зависимость носит нелинейный характер. Система дополнительных мероприятий: коррекция, пропедевтическое повторение знаний и умений (текущее, отсроченное) позволяет достичь результатов планируемого качества усвоения знаний и умений. Информация первоначально поступает в сенсорный регистр памяти (СР). За доли секунд память ученика «должна отобрать главное» и передать в кратковременное «хранилище» памяти (КВХ). Благодаря повторению, обобщению и систематизации она упорядочивается, запоминается надолго и переходит в долговременное «хранилище» (ДВХ). В процессе пропедевтического отсроченного повторения информация из ДВХ периодически припоминается. В этом суть профилактики забывания. Отсроченное повторение лучше осуществлять с помощью обобщающих таблиц, схем, потому что в процессе обобщающего повторения упорядочение информации, ее систематизация уже осуществлялись, поэтому в ДВХ она хранится в обобщенном виде. Примеры подобных схем, целесообразных для повторения разделов механики, приведены в приложении к данной работе (Приложения 1-5).

В рекомендациях ФИПИ на 2012 год  по подготовке к ЕГЭ по физике указано, что целесообразно выстраивать контроль над усвоением материала таким образом, чтобы обеспечивать отдельную проверку усвоения понятийного аппарата и проверку умения решать задачи по каждой из тем школьного курса физики.  В первом случае целесообразным, на наш взгляд, будет использование проверочных работы, составленных из заданий с выбором ответа и кратким ответом, а во втором – использование задач, представленных заданиями как с выбором ответа, так и с развернутым ответом. Поскольку наибольшие трудности отмечаются по результатам ЕГЭ при выполнении качественных задач, то на них следует обратить особое внимание. Необходимо при проведении любых контрольных мероприятий использовать качественные задачи, при решении которых учащиеся должны представить развернутый логически обоснованный ответ в устной или письменной форме.¹¹

Критерии оценивания выполнения заданий, представляющих собой качественные задачи, строятся исходя из описания полного правильного решения. Такое решение обязательно должно включать следующие элементы:

• верное указание на наблюдаемое физическое явление и правильное использование в объяснении (если это необходимо) физических величин и законов, характеризующих протекание явления;
• логическую цепочку рассуждений, приводящую к правильному ответу.

При обучении школьников письменным развернутым ответам на качественные задачи рекомендуется придерживаться следующей схемы решения.

• Ознакомление с условием задачи, краткая запись условия или создание рисунка, поясняющего условие задачи. (Как правило, в перечисленных выше типах заданий использование рисунков при анализе условия наиболее эффективно.)
• Анализ условия задачи. Вычленение в задаче цепочки вопросов, на основании которых в дальнейшем строится логическое объяснение.
• Выделение физических явлений и характеризующих их физических величин и законов, которые необходимо использовать при ответе на состав 
  ленную цепочку вопросов.
• Запись цепочки рассуждений, представляющей собой последовательные ответы на поставленные вопросы и включающей указания на выделенные физические явления, величины и законы.
• Формулировка вывода, представляющего собой 
  ответ на вопрос задачи.

Традиционно при преподавании физики большое внимание уделяется  формированию умения решать расчетные задачи. В настоящее время в едином экзамене предполагается, что полное правильное решение таких задач должно включать следующие элементы: анализ условия задачи (указание на описанные в условии задачи физические процессы и явления), запись комментариев, поясняющих выбор физической модели и соответствующих уравнений и законов: запись формул, выражающих физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; проведение необходимых математических преобразований и расчетов, приводящих к правильному ответу, и запись ответа.

Указанный выше первый этап решения является крайне важным для всех типов расчетных задач, поэтому целесообразно использовать его уже с первых шагов обучения решению задач в основной школе. Рекомендуется пересмотреть подходы к методике обучения решению задач, внести в традиционную запись решения пункт «анализ условия задачи», что поможет обеспечить полноту усвоения обобщенного алгоритма решения расчетных задач.