автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Современный подход к решению задач по механике в курсе физики средней школы

Автореферат диссертации по теме "Современный подход к решению задач по механике в курсе физики средней школы"

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВАМ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени А.Й.ГЕРЦЕНА

На правах рукописи УЖ 53(077.7)

1

д

Голубовская Марина Петровна

СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ ПО МЕХАНИКЕ В. КУРСЕ ЗИЗИКИ СРЕДНЕЙ ПКОЛН

13.00.02 - методика преподавшшя ^изикй

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации «а соискание ученой степей кандидата педагогических наук

Санкт-Петербург 1993

Работа выполнена в Российском государственном педагогической университете ии.А.И.Герцена на кафедре методики преподавания физики.

Научный руководитель - доктор педагогических наук,

профессор И,Я..Панина

Официальные оппоненты -доктор физико-математических

наук,

профессор Ю.А.Гороховатский

доктор педагогических наук, доцент Т.Н.Шамало

Ведущая организация - Челябинский государственный

педагогический институт

Защита состоится VÂ'Ô"■ ^в часов на заседании специализированного совета К 113.05.03 по прису дению ученой степени кандидата педагогических наук в Российс государственной педагогической университете им.А,И,Герцена адресу^ I9II86, Санкт-Петербург, наб.р. Мойки, 48, корпус 3 ауд. ¿С-С^

С диссертацией можно оанакош1Ться в фундаментальной б лнотеке университета.

п

Автореферат разослан "-^'У" ¿frt/fi 1993 г.

/7

Ученый секретарь специализированного советН.К.Михеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования, диссертационная работа посвящена разработке нового подхода в методике обучения решению физических задач в средней школе. Решение физических задач составляет неотъемлемую часть физического образования на всех уровнях, от средней школы до профессионального физического.

На фоне требований к дифференциации и индивидуализации обучения, проявляющихся в создании школ и классов различного профиля, изучение физики играет все более важную роль не только в плане приобретения определенной суммы знаний, но, главным образом, в плане развития творческой личности учащихся.

В процессе решения задач у учащихся вырабатывается умение не только объяснять исследуемые явления на основе приобретенных теоретических знаний, но и в ряде случаев предсказывать физические явления, что является высшей степенью проявления понимания сути явлений и описывающих их законов природы.

Наблюдаемые в настоящее время коренные изменения в преподавании физики обусловлены как внутренней логикой развития самой физики, так и широким внедрением электронно-вычислительной техники, что по существу приводит к замене диада "теоретическая физика - экспериментальная физика" на триаду "теоретическая физика - экспериментальная физика - вычислительная физика" .

. „ Для повышения эффективности обучения решению физических задач необходимо поставить этот процесс на методологическую основу. Проблема обучения решению задач в последние года особенно привлекает внимание ведущих методистов и дидактов, однако, их работы посвящены преимущественно вопросам классификации и систематизации задач по их содержанию или методам решения.

В последнее время стали появляться учебные пособия /I, 2/, статьи и диссертационные работы, посвященные вопросам методоло-гизации методики решения задач, а именно, использованию таких методологических принципов физики, как принципы относительности, симметрии, . математизации, суперпозиции и т.д. Именно на этом пути закладываются основы нового этапа развития методики преподавания физики и, в частности, методики решения физических

задач./3/.

Существующие школьные учебники и сборники задач по физике страдают отсутствием общей методологической направленности и способствуют выработке у учащихся при решении задач исключительно навыков репродуктивной деятельности, направленной на применение конкретных формул и законов, но не на развитие творческого физического мышления. Наиболее остро эти недостатки проявляются на практике в преподавании физики в 9 классе, когда начинается второй этап школьного курса физики.

Изложенное выше определяет актуальность теш диссертации, связанную с необходимостью устранения разрыва между задачами, стощнш перед физическим образованием в настоящее время и уровнем преподавания физики в школе, в частности, при обучении решению физических задач.

Объектом исследования является решение физических задач как одно из основных средств развития творческих способностей учащихся при изучении физики в средней школе.

Предает исследования составляет методическая система обучения решению физических задач на основе использования общих методологических принципов и фундаментальных законов физики в курсе иеханики средней школы.

Цель исследования - теоретическое обоснование современной концепции обучения решению физических задач на основе трехуровневого методологического подхода и разработка методики ее практической реализации в школах разного профиля.

:—Гипотеза-исследования формулируется 3 вида следующего положения:

- Эффективное развитие творческих способностей учащихся при изучении физики может быть реализовано при таком подходе к решению задач, который основан на последовательном использовании общих методологических принципов физики и фундаментальных физических законов. При мои выбор задач для школ разного профиля основывается на учете особенностей.ориентации конкретной школы при определяющей роли единой методологической направленности.

Для проверки гипотезы и достижения цели исследования были решены следующие задачи;

I. На основе анализа учебно-методической и психолого-педагогичо-ской литературы, практики преподавания в школе и изучения основ-

ных тенденций развития школы обоснована необходимость реализации качественно нового подхода к обучению учасдехся решению физических задач на методологической основе.

2. Разработана эффективная методика обучения решению задач по механике с последовательным использованием трехуровневого подхода в соответствии с гремя уровнями методологии физики, основанными на: общих методологических принципах физики; фундаментальных физических законах; частных законах, относящихся к различным разделам физики.

3. Проанализирован вопрос о подборе циклов задач, ориентированных на развитие у учащихся уверенных навыков использования методологических принципов относительности и математизации (построение геометрических образов векторных уравнений), и предложены циклы задач по механике для физико-математических и гуманитарных школ.

4. Исследовано влияние применения разработанного подхода на качество умений учащихся по решению физических задач.

Методологическую основу исследования составляют: общие методологические принципы физики, основные положения дидактики и возрастной психологии, теория развивающего обучения, теоретические обобщения тенденций развития общей и частной дидактик. Научная новизна исследования состоит в следующем:

1. В работе впервые обоснована чеобходамость и целесообразность последовательного, использования трехуровневого подхода к решению физических задач и разработана методика обучения решению задач на основе указанного подхода.

2. В отличие от всех предшествующих работ, в которых использование методологических принципов физики осуществлялось Фрагментарно, в данном исследовании разработана целостная методическая система, основанная на последовательной реализации трехуровневого подхода в школах различного профиля. '

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечена:

- правильной исходной концепцией о роли методологических принципов физики в ее развитии и изучении, опирающейся на научно-философские работы ведущих физиков;

- использованием фундаментальных современных положений педагогики, методики и возрастной психологии;

- непротиворечивостью положений и выводов исследования и ях со-

ответствием современным представлениям физики и математики; - положительными результатами и репрезентативностью педагогического эксперимента.

Теоретическое значение исследования определяется разработкой основных принципов трехуровневого подхода к обучению решению физических задач, при котором обеспечивается не только эффективное усвоение основ физики, но и развитие творческих способностей учащихся и уыения и навыков самостоятельного приобретения новых знаний в процессе решения задач, а также разработкой критериев отбора задач для составления циклов, предназначенных для развития навыков использования указанного подхода к решению физических задач в школах разного профиля.

Практическое значение исследования состоит в следующем:

1. Все развитые теоретические положения доведены до уровня конкретных методических разработок, которые внедрены в практику обучения в ряде школ разного профиля Санкт-Пе*ербурга, области и г.Инты республики Коми, а также на подготовительных отделениях некоторых вузов.

2. Изданы методические рекомендации по пропедевтике и использованию разработанного подхода при решении задач, адресованные учителям школ, студентам-практикантам и абитуриентам вузов..

Апробация результатов исследования: теоретические выводы настоящего исследования докладывались на Всесоюзной конференции ШЗО-91 (Ленинград, 1991 г,), на Всероссийском семинаре по элитарному образованию (Санкт-Петербург, 1992 г.), на.Санкт-Петербургском фестивале учителей физики (1992 г.), на постоянно действующем сешшаре учителей физики Дзержинского района при физико-математическом лицее Санкт-Петербурга (1990-1992 гг.)., на _ Герценовских педагогических чтениях (Ленинград,.1989,1990 гг.).

Результаты исследования внедрены в практику работы, ряда топ Санкт-Петербурга и области (Академическая гимназия при СПбГУ, педагогическая гимназия им.И.А.Крылова, средняя школа К? 181 Дзержинского района,' средняя железнодорожная школа. К? 43 пос.Сиверская) и г.Инты республики Коми (Академическая гимн&зи: в практику подготовки абитуриентов на малом факультете физики'] студентов на факультете физики РГПУ им.А.И.Герцена.

На защиту выносятся следующее положения: •I. Эффективность обучения физике в средней школе может быть по выжена путем последовательного использования трехуровневого по

хода к решению задач в соответствии с тремя уровнями методологии физики, основанными на: общих методологических принципах физики, фундаментальных физических законах; частных законах, относящихся к конкретным разделам физики.

2. Общие принципы указанного трехуровневого подхода к решению физических задач одинаковы для школ различного профиля, в то время как его. конкретная реализация определяется именно типом учебного заведения. Универсальность разработанного подхода обеспечивает возможность преемственности и непрерывности-образования в учебных заведениях различного типа.

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ Д1ССЕРТАЦЙЙ

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, содержащего 173 наименования, - всего 166 страниц машинописного текста.

Во введении обоснована актуальность теш исследования; определены объект, предает и цель диссертационной работы; перечислены гипотеза и основные задачи исследования; сформулированы научная новизна исследования, теоретическое и практическое значение его результатов и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации - "Научно-методические основы и психолого-педагогические особенности современного подхода к решению физических задач" .- приводится анализ современного состояния проблемы решения задач в курсе физики средней школы и излагается сущность предлагаемого трехуровневого подхода . к решению физических задач, основанного на использовании методологических принщпов физики, фундаментальных физических законов и частных законов, относящихся к конкретным разделам физики и способствующего эффективному развитию'творческих способностей учащихся. Проблема развития творческой личности в процессе решения задач рассматривается также с позиции педагогики и психологии.

Опыт преподавания физики в средней школе и на подготовительных курсах вузов показывает, что наблюдается существенный разрыв между уровнем знаний и практических умений в области физики у выпускников средней школы и уровнем требований, предъявляемых к абитуриентам вузов. Выражается это в отсутствии целостного представления о физической картине мира на основе методологичэс-ких принципов физики, умения анализировать явления, исходя из "общих соображений", и использовать теоретические знания для ре-

б

шения задач. Этот разрыв можно и необходимо ликвидировать путем переориентации физического образования в средней школе на научной основе.

На второй ступени обучения физике в школе, начиная с 9 класса, вводится систематический курс физики, закладывающий основы физического образования. Однако именно в 9 классе наблюдается резкое падение интереса к физике со стороны учащихся и как следствие этого снижение успеваемости. Это обстоятельство, отмеченное в ряде исследований, непосредственно связано с качеством преподавания физики, отсутствием методологической направленности физического образования, что приводит к падению познавательного интереса школьников. Существенную роль здесь также играет перегруженность курса физики, особенно механики, утомительными вычислениями.

Если на первом этапе (7-8 классы) обучение физике носит ознакомительный характер с рассмотрением в основном лишь качественных сторон физических явлений на основе эффектных физических демонстраций, то на втором этапе изложение физики ведется уже на более глубоком уровне, требующем умения применять физические законы для объяснения явлений окружающего мира.

Главным недостатком существующих учебников физики является отсутствие их методологической направленности. Основным методологическим принципам физики, таким как принципы относительности, симметрии, соответствия и др., не уделяется должного внимания или они вовсе не рассматриваются. Принцип относительности, например, .хотя и.входит.в^содертание школьного учебника, но лишь в ознакомительном плане, без иллюстрации его использования при"" . решении задач. При такой подаче материала образуется оторванность теоретических знаний от их практических приложений. Кроме того.^сами знания, приобретаемые, учащимися, становятся чисто формальными, никак не связанными единой методологической канвой. Это приводит к механическому зазубриванию ими определенной суммы знаний к оборачивается практически полным неумением применять ети знания на практике.

Наиболее остро низкий уровень знаний и сформированности *. умений учащихся 9 класса проявляется при решении задач. Именно умение решать задачи служит критерием способности к теоретическому мышлению и самостоятельному анализу исследуемых явлений.

Однако в базовой для второй ступени школьного курса физики сборнике задач практически все задачи являются расчетными, требующими применения конкретных формул. Доля качественных задач невелика и по содержанию они в подавляющем большинстве тривиальны. Как в указанном сборнике задач, так и в учебнике физики для 9 класса не получает должного освещения, в частности, проблема столкновения тел, требующая использования таких фундаментальных физических законов, как законы сохранения энергии и импульса, в то время как задачи на столкновения представляют большой познавательный интерес и носят исследовательский характер.

Существенное обстоятельство, связанное с уравнениями, выражающими физические законы сохранения, заключается в том, что они представляют собой уравнения баланса сохраняющейся величины,пр*-чем для разных физических процессов эти уравнения могут иногда иметь одинаковый вид. Это соответствует тому, что при использовании законов сохранения явная разработка модели конкретного явления обычно отсутствует. На практике это приводит к необходимости тщательного анализа физического смысла полученных решений и отбора тех из них, которые соответствуют именно рассматриваемому процессу. .

Правильное понимание законов сохранения и умение пользоваться ими часто позволяет не только проще решить какую-либо задачу из определенного раздела физики, но и взглянуть на конкретную физическую ситуацию с более общих позиций и часто дает возможность найти ответ на вопросы, касающиеся тех явлений, для которых учащимся не известны еще описывающие их конкретные законы.

Идея использования законов сохранения позволяет учащимся приступать к решению так называемых "опережающих" задач (например, задача о нормальном падении монохроматического света на плоское движущееся зеркало и отражении от него). Включение опережающих задач обычно вызывает повышенный интерес у школьников и способствует активизации их учебной деятельности.

Законы сохранения в (физике являются следствием определенной симметрии физического мира. Однако конкретные применения методологического принципа симметрии и законов сохранения в явном виде обладают своими специфическими чертами, что позволяет, вообще говоря, различать подходы к решению физической задачи на каждом из этих уровней. Рассуждения на уровне методологического^

принципа симметрии обладают большей общностью, поскольку позволяют использовать определенную физическую симметрию и в том случае, когда учащимся неизвестна сохраняющаяся благодаря этой симметрии физическая величина.

Появившиеся в последние годы сборники задач для поступающих в вузы содержат много интересных нестандартных задач, зачастую имеющих творческий характер, и позволяют частично заполнить пробел в школьном образовании. Однако им тоже присущи определенные недостатки, а именно: ограниченное использование методологических принципов физики, излишняя математизация решений, использование неадекватного рассматриваемым физическим явлениям математического аппарата, отсутствие качественного рассмотрения задач из физических соображений и пренебрежение исследованием полученных результатов.

Сказанное можно проиллюстрировать на примере задачи о соскальзывании шайбы по поверхности гладкого закрепленного цилиндра, приведенной в сходных формулировках почти во всех сборниках задач. При решении этой задачи используется закон сохранения полной механической энергии рассматриваемой системы и условие отрыва тела от поверхности цилиндра. Однако нигде не проводится анализ условия задачи, а именно, не устанавливается путем качественного анализа уравнения движения обязательность отрыва тела от поверхности цилиндра.

На примере этой задачи отчетливо проявляется возможность использования разных подходов к решению одной и той же задачи в „зависимости_от_преобладающего„типа1мьшления_учаи^хся;_абстракт^

но-математического у учшцихся физико-математических школ и конкретно-образного у учащихся гуманитарных школ. В частности, в диссертации показано, что при использовании частных физических законов важно добиваться, как указывал выдающийся физик П.Дирак /4/, выработки умения предсказывать характер поведения исследу-. шой системы, не решая уравнения, выражающего соответствующий физический Закон. Приведенные в решении указанной задачи логиче,-ские рассуждения позволяют также обосновать нербходимость отрыва тела от цилиндра и без привлечения каких-либо математических выкладок, что соответствует в полной мере реализации методологических принципов толерантности и простоты.

На примерах задач из различных разделов физики в работе де-

ыонстрируются возможности развития творческих способностей учащихся, в частности, навыков предсказания новых для них физических явлений, в процессе решения задач.

Начинать обучение подобному умению в средней школе следует с таких формулировок даже обычно решаемых задач, при которых необходимо анализировать конкретную физическую ситуацию с целью выяснения возможности или невозможности протекания определенных процессов. Наглядной иллюстрацией таких умений является решение задачи о соскальзывании двух досок, находящихся на наклонной плоскости (вывод о невозможности выскальзывания нижней доски из-под верхней). В качестве другого примера можно указать задачу о предсказании эффекта "памяти" в электрических цепях с конденсаторами.

В последнее время в связи с бурным развитием науки резко возрос объем накопленных человечеством знаний. Это привело к усилению роли фундаментальной науки, что должно получить соответствующее отражение в физическом образовании в результате постановки его на научную основу. Главным показателем эффективности школьного физического образования должна стать не столько сумма знаний, сколько развитие у учащихся физического мышления и сформированность умения приобретать знания самостоятельно.

В наибольшей степени формированию таких умений на уроках физики способствует самостоятельное решение физических задач. Основной тенденцией современного физического образования становится его методологическая направленность. В связи с этим задача преподавателя состоит в том, чтобы научить учащихся выявлять в рассматриваемых явлениях главное, отбрасывая второстепенное, понять иерархию структуры физики. Школьный курс не может носить узкопредметный характер. Он должен включать в себя методологические знания. При этом критерием качества знаний учащихся должно выступать умение применять общие принципы в. познании конкретных физических явлений при решении возникающих'проблемных ситуаций и учебных задач.

Можно выделить три основных уровня, на которых проводится решение физической задачи /3/. Первый уровень характеризуется, использованием конкретных (частных) физических законов. В механике, например, это законы Ньютона, в электродинамике - закон Кулона, закон Ска, в оптике - законы отражения и преломления

света, в термодинамике - закон Менделеева-Клапейрона для идет ального газа и т.д. Как правило, решение задачи на этом уровне требует использования более сложного (или громоздкого) математического аппарата, чем на последующих уровнях. Второй уровень характеризуется использованием наиболее общих, фундаментальных физических законов, таких, как закон сохранения энергии, закон сохранения импульса, закон сохранения электрического заряда. Обычно математический аппарат, используемый на этом уровне, оказывается проще, чем при решении той же задачи на первом уровне. Решение сводится к созданию качественной картины изучаемого явления, которая позволяет написать уравнение, соответствующее закону сохранения определенной физической величины непосредственно для исследуемого процесса (при этом иногда встает проблема отбора нужных корней). Третий уровень решения физической задачи характеризуется использованием общих методологических принципов физики, таких как принципы относительности, симметрии, математизации, простоты, суперпозиции' и т.д. При решении задачи на этом уровне иногда удается строго получить ответ, вообще не выписывая никаких уравнений, или,сделать математические выкладки более элементарными, чем при решении той же задачи на других уровнях.

Суть разработанного в диссертации подхода к решению физических задач, основанного на указанных трех уровнях методологии, состоит в следующем. Приступая к решению любой задачи, целесообразно прежде всего осознать ее с позиции трех уровней и попытаться сначала найти решение на третьем уровне, исходя из "общих соображений", т.е. на полуинтуитивном уровне (что соответствует осознатгщу~йли~неосознанноыу"обращению к~обпрш методологи-^ чоским принципам физики. Если на таком пути не удается получить ответ на поставленный в задаче вопрос, следует переходить к рассмотрению ее на втором уровне, используя фундаментальные законы физики, и только в последнюю очередь спускаться до решения на первом уровне, т.е.. с использованием частных законов, относящихся к конкретным разделам физики.

Принципиальной особенностью данного подхода к решению физических задач, отличающей его от всех других реализованных в методике преподавания физики Подходов, является то, что поиск ре-

зервов повышения эффективности решения задач проводится, главным образом, не на пути дидактических усовершенствований, а в рамках методологии и внутренней логики самой физики как науки. Отдельные дидактические усовершенствования при этом не отвергаются и зачастую даже становятся необходимыми.

Во второй главе диссертации - "Методика решения задач по механике в курсе физики средней школы" - на примерах задач по кинематике, динамике, законам сохранения механической энергии и импульса, статике и механике жидкостей демонстрируется последовательная реализация указанного трехуровневого методологического подхода.

В решении любой задачи, представляющей собой модель научного исследования, обязательно должны присутствовать следующие основные моменты: разработка физической модели исследуемого явления, сохраняющей его наиболее важные черты и отбрасывающей второстепенные, создание математической модели, а именно, выбор . адекватного рассматриваемому явлению математического аппарата, и исследование полученных результатов (рассмотрение наиболее очевидных частных и предельных случаев). Естественно, в разных задачах удельный вес этих моментов различен.

На примерах конкретных задач иллюстрируются преимущества решений задач на более высоких уровнях методологии, т.е. с использованием общих методологических принципов физики и фундаментальных физических законов, по сравнению с решениями на уровне использования частных физических законов (в частности, законов динамики Ньютона).

Пропедевтика и навыки использования принципа относительности закладываются при обучении учащихся решению задач по кинематике, что проявляется в выработке у них умения переходить от одной системы отсчета к другой.^Необходимо, чтобы девятиклассники четко усвоили различие между физической системой отсчета и математической системой координат. '

. При выборе математического аппарата решения задачи возможны два подхода: . 'г '."•

- использование векторного метода решения путем рассмотрения-геометрических образов векторных уравнений}. •

- использование традиционного, так/называемого "координатного"* метода путем введения системы координат.« записи векторных урав-

нений в проекциях на координатные оси.

В ряде задач по кинематике, динамике и статике (особенно в задачах на нахождение экстремальных значений (физических величин) преимущества векторного метода решения очевидны. Это проявляется в основном в уменьшении громоздкость алгебраических преобразований и в использовании математических средств, в большей степени знакомых учащимся. Кроме того, использование векторного метода увеличивает также наглядность решения, что, в конечном счете, способствует более глубокому пониманию школьниками физической сути рассматриваемого явления. При этом ярко проявляются как межпредметные связи физики и математики, так и внутрипредметные связи самой математики.

Адекватный математический аппарат, используемый при решении физических задач, часто представляет собой комплекс различных математических представлений, относящихся к разным разделам математики. Такое положение находится в полном соответствии с тенденцией развития математики, в которой стирается традиционное деление на алгебру, геометрию и т.д. и возникают новые промежуточные разделы (например,, дифференциальная геометрия). Поэтому при решении физических задач не следует стремиться получать "чисто аналитическое" или "чисто геометрическое" доказательство.. Важно только, чтобы выбранный математический аппарат был адекватен рассматриваемому явлению. Именно на таком пути мышление учащихся будет развиваться в соответствии с методологическим подходом современной науки.

Определенный класс задач по динамике допускает также широкое использование принципа симметрии,_что приводит к существен-_____

ному упрощению как идейной части решения, так и необходимых математических выкладок. В качестве примера можно привести задачу , о нахождении силы тяжестидействующей на тело заданной массы в воображаемом туннеле, прорытом по радиусу до центра Земли. Подобные задачи обычно вызывают у учащихся явное психологическое неприятие из-за иллюзии необходимых громоздких расчетов результирующей силы гравитационного взаимодействия тела с отдельными элементами массы земного шара. Использование, же соображений симметрии позволяет принципиально упростить задачу и свести ее решение к доказательству ряда простых фактов, в совокупности приводя^* к ответу на поставленный вопрос.

Кроме применения обидах методологических принципов физики решение динамических задач существенно облегчает использование фундаментальных законов сохранения энергии и импульса. В этом случае степень детализации физической модели явления ниже, чем при использовании законов динамики, а математические расчеты, соответственно, существенно проще. Преимущества использования закона сохранения энергии отчетливо проявляются также при решении некоторых задач по статике и механике жидкостей.

В отдельных задачах по гидростатике эффективным в плане реализации методологического принципа простоты оказывается использование приема, основанного на гидростатическом взвешивании.

Необходимо отметить, что в наибольшей степени развитию физической интуиции и навыков творческого подхода к решению задач способствует одновременное использование различных методологических принципов и фундаментальных законов физики.

В третьей главе дассертации - "Методика подбора задач для развития навыков использования методологических принципов физики при их решении" - рассматриваются проблемы отбора задач при составлении циклов, предназначенных для развития навыков использования трехуровневого подхода в школах различного профиля и приводятся циклы задач, ориентированных на использование принципов относительности и математизации (построение геометрических образов векторных уравнений) в двух вариантах: для физико-мате-ыатических и гуманитарных школ.

Большое значение для активизации оамостоятельной работы и развития творческих способностей учащ1хся с преобладанием различных типов мышления в процессе решения задач имеют как подбор самих задач и выбор методов их решения, так и выбор различных форм организации уроков /5/.

При составлении циклов задач следует учитывать общую ориентацию школы и специфику контингента учащихся конкретного класса. Однако, как показано-в диссертации, иногда ряд одинаковых задач с определенными вариациями условия может быть предложен как в физико-математических, так и в гуманитарных' школах. Эта следует из того факта, что глобальные цели физического образования, связанные с выработкой мировоззрения, совпадают для школ разноге профиля. Конкретные же цели, которые стоят перед обучением решению задач, при етом могут существенно отличаться. Исходя из эаих

требований и следует формулировать вопросы к задачам.

В циклах задач по различным разделам целесообразно использовать так называемые "сюжетные" задачи, когда последующая задача является логическим продолжением предыдущей.

Чрезвычайно важно, чтобы подбор задач при составлении циклов осуществлялся не только по формальному признаку соответствия программе, но и обеспечивал высокий научный уровень преподавания.

В четвертой главе диссертации - "Экспериментальная проверка эффективности обучения решению физических задач на основе методологического подхода" - приведены результаты педагогического эксперимента, проводившегося в течение 1988-1992 учебных годов и на различных этапах (констатирующем, поисковом и формирующем) включавшего свыше 1000 человек (учащихся, учителей, абитуриентов, студентов и преподавателей подготовительных отделений вузов). , .

Целью педагогического эксперимента являлось определение влияния применения разработанной методики, реализующей трехуровневый методологический подход к решению физических задач, на качество умений учащихся и уровень интереса к этому виду деятельности на уроках физики. Для анализа эффективности методики использовались: метод медианного критерия и расчет показателей результативности и эффективности обучения, а также анкетирование учащихся.

Результаты педагогического эксперимента полностью подтвердили выдвинутую гипотезу исследования и позволили сформулировать следуюпдее' основные вывода диссертации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Применение разработанной методики обучения решению задач по механике, основанной на последовательном использовании трехуровневого методологического подхода, приводит к повышению качества умений учащихся и уровня их интереса к проблеме решения задач.

2. Использование трехуровневого подхода способствует не только эффективному усвоению учапщмися основ физики, но и развитию их творческих способностей и навыков самостоятельного приобретения знаний в процессе решения задач.

3. Развитие творческих умений учащихся может быть обеспечено последовательным и регулярным использованием нестандартных задач, носящих исследовательский и проблемный характер.

4. Общие принципы трехуровневого подхода к решению физических задач совпадают для школ различного профиля, поскольку методологические основы физического образования являются во всех рассматриваемых случаях общими.

5. Конкретная реализация трехуровневого подхода к решению физических задач определяется профилем школы, что должно учитываться в каждом случае при составлении циклов задач, предназначенных для развития навыков использования указанного подхода.

6. Универсальность трехуровневого методологического'подхода обеспечивает возможность преемственности образования в средних учебных заведениях разного типа.

7. Использование трехуровневого подхода к решению физических задач позволяет эффективно реализовать идею непрерывного образования и самообразования на различных уровнях, включающих как среднюю, тан и высшую школу.

8. Результаты и материалы диссертации могут бить рекомендованы к использованию:

- учителями средних школ и средних учебных заведений разного профиля с преподаванием физики;

- методистами кабинетов ЙУУ;

- преподавателя;™ физики педвузов и подготовительных отделений вузов.

Литература

1. Бутиков E.H., Быков A.A., Кондратьев A.C. Яиэика в примерах и задачах: Учеб. пособие для подгот. отд-ний вузов.-

М.: Наука. 1979, 1983, 1989,- 464 с.

2. Задачи'по физике: Учеб, пособие/Под ред.О.Я.Савченко.-М.: Наука, 1981,1988.- 416 с.

3. Кондратьев A.C. Физические, задачи в системе школьного образования//$ССО-91: Тезисы докладов.- Л., IS9I.- С.З

4. Фейнмановские лекции по физике.- Вып.5,- М.: Мир, 1966,-С.29. л* "л '

5. Ланина И.Я. Проведение уроков решения-задач: Методические рекомендации.- Л.: ЛГПИ, 1990.- 03 с.

Основные результаты диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Методические рекомендации к использованию принципа относительности в курсе физики средней школы,- Л.: ЛГПИ,1989,-62с. (в соавторстве).

2. Методические рекомендации по решению задач по механике векторный методом.- Л.: ЛГПИ, 1989.- 51 с. (в соавторстве).

3. Методика решения физических задач.//Преподавание физики, математики и информатики (на азерб.яз.).- 1990.1-2,- С.45-50. (в соавторстве).

4. Методические рекомендации по подготовке к вступительным екзаменам по физике: Для заочных подгот. курсов (Механика).-Л.: ЛГПИ, 1990.-89 с. (в соавторстве).

5. Новый подход к проблеме решения физических задач. //Тезисы докладов Всесоюзной конференции ФСС0-9К"Физика в системе современного образования", Ленинград-Репино, 1991 г.).-

Л., 1991.- С.19.

РТП РГПУ э.е т.100 21.01.93.