Технология УДЕ как систематизирующий элемент в формировании навыков решения физических задач
Технология УДЕ как систематизирующий элемент в формировании навыков решения физических задач
Аннотация
Цель исследования – выявление возможности применения технологии укрупнения дидактических единиц (УДЕ) при изучении раздела постоянный электрический ток в восьмом и десятом классах. В данной статье рассмотрены различные аспекты системы УДЕ при решении разнотипных задач, так как предложенная методика наиболее эффективна именно в этом виде деятельности. Все используемые элементы УДЕ иллюстрируются наглядными схемами и конкретными примерами задач. Научная новизна исследования состоит в том, что в нем впервые рассматриваемая методическая система апробируется сразу ы нескольких аспектах на одном и том же разделе физики, но на разных уровнях его изучения. В результате работы сделаны выводы об эффективности применения выбранных приемов данной технологии при формировании навыков решения задач по теме «Постоянный электрический ток».
1. Введение
Актуальность данного исследования обусловлена сменой образовательной парадигмы в современной школе. В чем отличия школьного образования «сегодняшнего» от «вчерашнего», ведь цели его не сильно изменились – формирование критического мышления, жизненных навыков, воспитание ценностей, аналитических способностей и способности принимать решения. Поменялись подходы к обучению – на первое место выходит всестороннее развитие личности учащегося, а сама передача знаний перестает быть главной целью, уступая место раскрытию внутреннего потенциала школьника, развитию его духовности и формированию научной парадигмы (ФГОС). Все это направлено на воспитание человека деятельностного, способного к принятию решений и осмыслению практических задач. Этот подход предполагает изменение образовательной системы, когда учителю необходимо адаптироваться к меняющимся требованиям общества и сделать учебный процесс наиболее эффективным. Здесь все большую роль приобретают современные информационные и компьютерные технологии, которые помогают не только сделать процесс обучения более интересным и увлекательным, но и активизировать их пытливый ум, подтолкнуть к научному исследованию и созданию атмосферы доброжелательности и здоровой конкуренции в классе. Именно владение современными технологиями, умение применять полученные знания является залогом развития общества, поэтому выбор образовательной системы является актуальной задачей.
Отправными точками при подготовке к урокам в современной школе являются, во-первых, ориентированность на ученика: объективная реальность такова, что нынешние школьники учатся всю жизнь, а преподаватели являются руководителями этого процесса, поэтому главное – научить учиться. Во-вторых, необходимо использовать целостный подход, так как создание общей структуры обучения, с использованием различных ее форм и видов помогает выстроить четкую логику знания, своеобразный «скелет», на основе которого впоследствии ученики смогут в дальнейшем выстроить успешную траекторию своего профессионального развития. И наконец, третье – междисциплинарность: образование сегодня носит интегративный характер, и его цель дать понять обучающимся, что предметные области так или иначе связаны между собой, это помогает развивать творческий потенциал, способствует эффективной коммуникации и социализации детей.
Указанные выше изменения привели к необходимости внедрения инновационных методик преподавания, направленных на более эффективное достижение результатов обучения, указанных в программах , . Одной из таких, технологией является технология укрупнения дидактических единиц (УДЕ), разработанная еще в прошлом веке академиком Эрдниевым П.М. , но которая до сих пор не потеряла своей актуальности, так как с одной стороны, является отражением базовых философских общелогических принципов, таких как анализ и синтез, индукция и дедукция, абстрагирование и другие, а с другой имеет четко выраженную практическую направленность.
Изначально УДЕ разрабатывалось для математики, поэтому публикуется большое количество статей, посвященных использованию этой технологии именно в этой дисциплине (например, ). Но в последние несколько десятилетий стали появляется научные работы по применению УДЕ и в других предметах, если говорить о физике, то можно упомянуть работу .
Для реализации подходов укрупнения дидактических единиц в школьном курсе физики выбран раздел «Постоянный электрический ток», это сделано прежде всего из-за его «многозадачности» – наглядной практической направленности, формирования научного мировоззрения, междисциплинарного характера и других.
2. Изложение основного материала статьи
Электрический ток в школе изучается в восьмом и десятом классах на разном содержательном и методическом уровнях. В основной школе рассматриваются основные понятия, описывающие протекания электрического тока, закон Ома для участка цепи и закон Джоуля Ленца в довольно узком контексте без использования понятия ЭДС. В средней школе весь уже изученный ранее материал углубляется, дается закон Ома для полной цепи, законы Кирхгофа, протекание тока в различных средах.
Система УДЕ позволяет интенсифицировать процесс обучения, сделать его более творческим и интересным для ученика. Главное отличие этой технологии от других методик заключается в системности и глубоком подходе в решении проблем. Задания должны быть не изолированы, а содержательно взаимосвязаны: упражнения представляют собой четкую логическую систему в виде цепочки взаимосвязанных заданий. Для того чтобы решить любое следующее задание, потребуется использовать лишь те знания, которые у ученика уже есть. Эта технология имеет большой спектр методов и средств. Рассмотрим несколько из них.
Рисунок 1 - Схема. Прямая и обратная задача
Рисунок 2 - Задача 1
2) Одновременное изучение схожих понятий, закономерностей и свойств физических явлений, что позволяет увидеть структуру получаемого знания во всей его глубине и взаимосвязи со смежными предметами (рис. 3).
В 10-ом классе можно одновременно изучать схемы с конденсаторами и резисторами на основе правил Кирхгофа.
Рисунок 3 - Схема Одновременное изучение схожих понятий
Второе правило Кирхгофа: в произвольном замкнутом контуре любой электрической цепи сумма падений напряжений во всех ветвях контура равна алгебраической сумме ЭДС во всех ветвях контура.
Рисунок 4 - Задача 2
Рисунок 5 - Схема. Решение укрупненной задачи
Рисунок 6 - Задача 3
Рисунок 7 - Схема. Табличное представление закономерностей
Примеры таких таблиц приведены в целом ряде статей , , посвященных изучению постоянного тока в школе. Мы предлагаем несколько расширить их на один элемент – расчет мощности электрического тока (рис. 4), добавив последовательное и параллельное соединение лампочек (резисторов), что изменяет мощность в цепи и как следствие выделяемое тепло, что является элементом решения большого чиста практических задач.
3. Заключение
В результате проведенного исследования, можно сделать вывод о том, что технология укрупнения дидактических единиц может успешно применяться на уроках физики, формируя устойчивый интерес к предмету, что впоследствии приведет к глубоким и системным знаниям. Именно эта цель и ставится сейчас на всех уровнях обучения в связи со все возрастающей ролью физики в современном обществе.