Задачі з динамічною структурою змісту

 

ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ                                                                    3

ВСТУП                                                                                                                     4

РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГІЧНОЇ ТА МЕТОДИЧНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ПОНЯТТЯ ЗАДАЧІ З ДИНАМІЧНОЮ СТРУКТУРОЮ ЗМІСТУ                                                                                                                    8

1.1. Аналіз сутності поняття «задача» в психолого-педагогічній та методичній літературі                                                                                         8

1.2. Особливості та форма задач з динамічною структурою змісту             13

1.3. Значення задач при навчанні фізики і місце серед них задач з динамічною структурою змісту                                                                       18

ВИСНОВКИ ДО ПЕРШОГО РОЗДІЛУ                                                              28

РОЗДІЛ 2. ОСНОВИ МЕТОДИКИ СКЛАДАННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ ЗАДАЧ З ДИНАМІЧНОЮ СТРУКТУРОЮ ЗМІСТУ                                       29

2.1. Створення та використання фізичних задач з динамічною  
структурою змісту на уроках фізики                                                               29

2.2. Фізичні задачі з динамічною структурою змісту: перевірка  
результатів на окремі та граничні випадки                                                     35

2.3. Нестандартні прийоми дослідження розв’язків фізичних задач           41

2.4. Розвиток змісту фізичних задач для аналізу поширених помилок у розв’язках                                                                                                           45

ВИСНОВКИ ДО ДРУГОГО РОЗДІЛУ                                                               58

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ                                                                                      59

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ                                                             61

Додаток А                                                                                                              67

 

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

ЗДСЗ – задачі з динамічною структурою змісту

 

ВСТУП

Сучасна середня загальноосвітня  школа має перед собою взаємопов’язані  завдання, перелік яких уже став традиційним - якомога якісніше навчати учнів основам наук, формуючи відповідні знання та вміння; виховувати їх, прищеплюючи загальнолюдські цінності; розвивати мислення учнів, формуючи ефективні і результативні способи розумової діяльності. Виконання цих завдань неможливе без постійного розвитку інтелекту школярів та підвищення їхнього загальнокультурного рівня. Цій сфері діяльності вчителя довгий час не приділялося належної уваги, але останнім часом принцип активного, пошуково-творчого навчання починає застосовуватися і на практиці.

Важливе значення для реалізації навчальної, виховної та розвиваючої  функцій шкільного навчання має  навчання фізики. В наш час, коли навіть у побуті постійно збільшується вплив сучасних технологій виробництва, відсутність базових фізичних знань  або невміння їх застосувати може призвести до вкрай небажаних  наслідків. Розвиток творчих здібностей учнів може здійснюватися лише в процесі активної розумової діяльності з вирішення проблем, і саме при навчанні фізики існує принципова можливість організувати продуктивну діяльність такого роду. Разом з тим зростає рівень вимог, що пред’являються до учасників олімпіад усіх рівнів, поширюється нова форма роботи-конкурси-захисти науково-дослідницьких робіт учнів. Проводяться турніри юних фізиків, олімпіади. Для успішної участі в цих видах змагань учням потрібно володіти якостями, розвиткові яких традиційно приділялося мало уваги. Мова йде саме про здатність до самостійного аналізу проблеми і вміння сформулювати ідеалізовану модельну задачу, а після її розв’язування оцінити як вірогідність отриманої відповіді в межах власне модельної задачі, так і адекватність обраної моделі тій ситуації, яка досліджується.

У сучасному світі проблема розвитку таких здібностей постає все  гостріше. Вивченню процесів творчості  присвячували свої роботи І.О. Клепіков , В.В. Клименко, В.А. Моляко та інші. Стрімкі зміни соціально-економічних відносин, парадигм суспільної свідомості, ускладнення завдань керування всіма сферами суспільного життя, поява нових, інтегральних проблем (наприклад, екологічної) - все це говорить про потребу розвитку творчого мислення кожної людини ще з шкільної лави.

Завдяки цим вимогам  навчально-виховний процес у загальноосвітній школі поступово переорієнтовується від визнання необхідності та декларації розвитку мислення учнів до реального  використання засобів, методів та прийомів навчання, що забезпечують активну  пізнавальну діяльність школярів. Проблема активізації навчально-пізнавальної діяльності учнів, упровадження діяльнісного підходу в шкільне навчання посідає  чільне місце в дослідженнях з  психології, педагогіки, дидактики. Психологічні аспекти цієї проблеми досліджувалися Г.О. Баллом, А.В. Брушлинським, В.В. Давидовим, Д.Б. Ельконіним, А.Ф. Есауловим, О.М. Матюшкіним, В.О. Моляко, С.Л. Рубінштейном, Ю.А. Самаріним, К.А. Славською, Н.Ф. Тализіною, О.К. Тихомировим, Л.М. Фрідманом, І.С. Якиманською та ін. Завдяки дослідженням психологів було з’ясовано, що творча розумова діяльність є динамічним процесом формулювання та розв’язування різноманітних задач (через оперування матеріальними чи інформаційними моделями), і що розвиток творчих здібностей учнів можливий лише за умови їх активної участі у цьому процесі.

Різноманітні аспекти  активізації діяльності учнів з  точки зору вдосконалення змісту, методів, форм і засобів навчання фізики розглядали П.С. Атаманчук, С.Ю. Вознюк, С.У. Гончаренко, П.О. Знаменський, С.Ю. Каменецький, Є.В. Коршак, І.Я. Ланіна, А.І. Павленко, В.Г. Разумовський, О.В. Сергєєв, В.І. Тищук, А.В. Усова та ін.

У теорії навчання фізики ще надто мало уваги приділяється висновкам  психологів про механізми розв’язування  задач, в існуючих збірниках задач  надто мало таких, що відтворювали б  структуру реальних наукових проблем. Тому одним із можливих шляхів удосконалення  шкільної фізичної освіти є розробка систем задач з динамічною структурою змісту. У методиці навчання фізики розглядалися лише експериментальні задачі такого типу в 50-х роках (В.О. Зібер, С.С. Мошков).

Характерною рисою таких  задач є те, що вони утворюють  певні послідовності підзадач, причому  в межах однієї такої послідовності  розглядуваний об’єкт залишається  відносно сталим. Змінюються лише вимоги задачі, що його стосується, методи її розв’язання, обрана модель. При цьому  здебільшого розв’язування наступної  підзадачі грунтується на результатах  розв’язування попередньої.

Слід зазначити, що аналогічні задачі неявно використовуються в збірниках  задач з фізики (П.О. Знаменського, О.Я. Савченка та ін.), але спеціально вони не досліджувалися. При цьому психолого-дидактичні передумови таких досліджень уже створені в працях П.Я. Гальперіна, І.Я. Лернера, Н.Ф. Тализіної та ін.

Аналіз науково-методичної літератури, актуальність проблеми розвитку мислення, пізнавального інтересу, творчих здібностей учнів, формування вмінь самостійно отримувати й застосовувати знання на практиці обумовили вибір теми “Розв’язування фізичних задач з динамічною структурою змісту в старших класах загальноосвітньої школи”.

Об’єктом дослідження виступає процес розв’язування і складання фізичних задач в сучасній загальноосвітній школі.

Предмет дослідження — використання фізичних задач з динамічною структурою змісту для засвоєння учнями змісту освіти.

Мета дослідження - розробка методичних основ використання задач з динамічною структурою змісту в старших класах загальноосвітньої школи.

Теоретичний аналіз проблеми і вивчення педагогічного досвіду  дозволили висунути гіпотезу: оскільки динамічна структура змісту задач відтворює етапи розв’язування реальних проблем, природним стане залучення учнів до пошуково-творчої діяльності, якщо складати такі задачі які моделюватимуть одержання висновків з основних законів, принципів, постулатів фізичних теорій, то при їх розв’язуванні учні будуть самостійно одержувати і засвоювати переважну частину результатів, знання яких передбачається шкільною програмою.

У відповідності з об’єктом, предметом, метою та гіпотезою дослідження  були поставлені такі завдання:

1. Проаналізувати стан  досліджуваної проблеми в практиці  навчання фізики та ступінь  її розробки в психолого-педагогічній  та методичній літературі.

2. Проаналізувати  можливість  використання ЗДСЗ в шкільному курсі фізики.

3. Розробити  комплекс задач з динамічною структурою змісту з фізики.

Для вирішення цих завдань  використовувалися такі методи дослідження: теоретичні - аналіз, співставлення, узагальнення даних за проблемою дослідження на основі вивчення психолого-педагогічної та методичної літератури, що дозволить на основі виявлених тенденцій розвитку навчального процесу з фізики з’ясувати основні напрямки удосконалення методики розв’язування задач з динамічною структурою змісту, виокремити можливі напрямки удосконалення організації роботи учнів на уроках з фізики і в позаурочний час та розробити систему завдань, спрямованих на такі задачі.

 Цінність роботи полягає у тому, що її результати можуть бути використані вчителями загальноосвітніх шкіл та закладів нового типу при розв’язуванні задач з динамічною структурою змісту.

РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГІЧНОЇ ТА МЕТОДИЧНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ПОНЯТТЯ ЗАДАЧІ З ДИНАМІЧНОЮ СТРУКТУРОЮ ЗМІСТУ

1.1. Аналіз сутності поняття «задача» в психолого-педагогічній та методичній літературі

 

Розвиваючи ідеї про  задачу, що контролює і спрямовує  мислення, О. Зельц при розгляді процесу розв’язування задачі особливе значення надавав першому етапу - утворенню “загальної задачі” (проблеми). Між елементами задачі існують визначені взаємозв’язки, у яких є характеристика відомого, визначене невідоме (шукане), але не встановлений зв’язок між ними. Саме в незавершеності О. Зельц бачив суть проблемності. Вперше в історії експериментальних досліджень мислення О. Зельц розглядав його як процес, у якому попередні стадії підготовлюють й обумовлюють наступні з постійним поверненням до умов задачі [35, с. 37-38].

Російський психолог А.Ф. Есаулов – терміном “задача” називає “більш чи менш визначені системи інформаційних процесів, неузгоджене чи навіть суперечливе співвідношення між якими викликає потребу в їх перетворенні” [45, с. 17]. Аналізуючи зміст, який вкладає в поняття задачі А.Ф. Есаулов, можна виділити такі властивості задач:

1) ступінь визначеності  умов задачі залежить від ступеню  визначеності систем інформаційних  процесів, тобто одні й ті самі  умови (задачна ситуація) можуть  розумітися по-різному, з них  можуть постати різні задачі;

2) перетворення систем  інформаційних процесів може  відбуватися різними шляхами:  задача може мати неоднозначні  розв’язки;

3) метод перетворення  систем інформаційних процесів, тобто метод розв’язування задачі, може бути заздалегідь не відомим.

Порівняно з поняттям задачі в широкому розумінні цього слова  поняття фізичної задачі, зрозуміло, є більш вузьким. Одне з перших його означень дали С.Ю. Каменецький та В.П. Орєхов: “Фізичною задачею у навчальній практиці звичайно називають невелику проблему, яка у загальному випадку розв’язується за допомогою логічних умовиводів, математичних дій та експерименту на основі законів і методів фізики” [20, с. 5]. Основну мету, якій слугує процес розв’язання фізичної задачі, можна визначити слідом за А.В. Усовою та А.О. Бобровим: “фізична задача -це ситуація (сукупність певних чинників), яка вимагає від учнів розумових і практичних дій на основі законів і методів фізики, спрямованих на оволодіння знаннями з фізики та на розвиток мислення” [36, с. 79]. З цього означення видно, що розв’язання навчальної фізичної задачі має за головну мету навчання фізики шляхом оволодіння знаннями та розвитку мислення. Окреслення методів розв’язування задачі (дозволяється використання тільки законів та методів фізики) дає змогу за цим критерієм відокремити клас фізичних задач від задач у широкому розумінні [4].

Фізичні задачі мають важливе значення для формування творчих здібностей учнів [11, c. 18]. Успішне розв’язування фізичних задач – запорука успіху у розумінні фізики. Розв’язування навчальних задач загальновизнане одним з найефективніших засобів розвитку мислення учнів.

Вирішення фізичних задач  відіграє велику роль у формуванні навичок самостійної роботи. Саме це вміння найбільш широко характеризує рівень засвоєння знань, показує, як учні можуть практично застосовувати набуті знання.

Головна мета, яку ставлять при розв’язуванні задач, полягає  в тому, щоб учні глибше розуміли фізичні закономірності, вчилися  розбиратися в них і використовувати при аналізі фізичних явищ та практичних питань [6, c. 78].

Оскільки діяльність з  розв’язування реальних задач є  досить складною то необхідно переформульовувати задачу, ставити та розв’язувати підзадачі, включати об’єкт задачі до нових зв’язків, переосмислювати свої знання на основі здобутих результатів, перевіряти правильність розв’язку, навчання такій діяльності повинно відбуватися поступово [10, c. 96]. Ця система змістовно пов’язаних між собою під задач і є задачі з динамічною структурою змісту (ЗДСЗ). Вони повинні конструюватися так, щоб при їх розв’язуванні відпрацьовувалися всі зазначені вміння. Для цього структура ЗДСЗ має моделювати реальні розв’язки складних задач, самостійне розв’язування яких учням не під силу.