Technology of Integrating Didactic Units as a systematizing element in the formation of skills of solving physical problems
Technology of Integrating Didactic Units as a systematizing element in the formation of skills of solving physical problems
Abstract
The aim of the study is to identify the possibility of using the technology of integrating didactic units (IDU) in the study of direct electric current in the eighth and tenth grades. This article examines various aspects of the IDU system in solving different types of problems, as the proposed methodology is most effective in this type of activity. All the elements of IDU used are illustrated with visual diagrams and specific examples of tasks. The scientific novelty of the research consists in the fact that for the first time the studied methodological system is tested in several aspects at the same section of physics, but at different levels of its research. As a result of the work, conclusions are drawn about the effectiveness of the application of the selected methods of this technology in the formation of problem-solving skills on the topic "Constant electric current".
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.