Методическая разработка "О формировании УУД на начальном этапе изучения физики"

О формировании УУД на начальном этапе изучения  физики

Н.А.Ларцева

учитель физики ГКОУ РО «Ростовская санаторная школа-интернат № 28» (ЦДО)

Изучение любой науки начинается с ознакомления с особенностями её терминологии  и основами классификации понятий.  Не является исключением и школьный курс физики

 С первых уроков физики в 7 классе ученики знакомятся с новыми терминами: материя,   физическое тело, траектория, инерция, масса, плотность, сила и т.д. Даже знакомые слова, которые они сами употребляли и слышали от других (путь, скорость, вес, работа, энергия), теперь приобретают неизвестный ранее физический смысл, осознание которого требует определённых усилий.

Использование символьных обозначений физических величин влечёт за собой  необходимость ознакомления с произношением и написанием целого ряда букв латинского и греческого алфавитов. Дополнительные трудности связаны с отражением взаимосвязей между физическими величинами в виде  буквенных формул, с которыми при решении задач надо производить математические преобразования.

Кроме того, при изучении физических явлений часто приходится измерять физические величины, причём используя различные единицы измерения. К сожалению, запоминание соотношений между единицами Международной системы (СИ) и кратными (или дольными) им, а также перевод единиц в СИ у многих учеников вызывает затруднения, хотя действия со степенями к этому времени в курсе математики уже пройдены. Неумение обобщать и проводить аналогии на этом этапе проявляется в непонимании общности смысла даже наиболее часто употребляемых приставок «мега», «кило», «санти», «милли», что приводит к ошибкам при выполнении вычислений. Следует упомянуть и о важности выработки навыка определения цены наименьшего деления различных приборов, применяемых при выполнении лабораторных работ, без чего невозможна правильная запись результатов измерений с учётом их погрешности.

Поскольку выработка любого навыка требует, как известно, неоднократного повторения однотипных действий, то целесообразно каждый достаточно большой раздел курса физики 7 класса  разбивать на отдельные модули, объединяющие связанные общим содержанием темы. Чередование тем  уроков внутри модуля и методика формирования образовательных траекторий обучающихся должна обеспечивать постепенное перемещение «вширь и вглубь» на основе соблюдения принципов преемственности и научности при ознакомлении с учебным материалом.

Содержание и объём разных модулей, естественно, различны, однако их структура и основные методические приёмы на соответствующих этапах уроков схожи, что облегчает ученикам усвоение материала,  развитие соответствующих навыков и, в конечном итоге, формирование когнитивных умений (универсальных учебных действий).

Так, в процессе изучения отдельного модуля, независимо от конкретики входящих в него тем,  этап закрепления материала на каждом уроке полезно начинать предложением ученикам самостоятельно выделить то новое, что они узнали на данном уроке (явление, понятие, закон, физическую величину, её символьное обозначение и единицу измерения, прибор, методику измерений или вычислений и т. д.). После совместного обсуждения соответствующие записи вносятся в рабочие тетради учеников. Такие действия способствуют развитию логичности мышления, умения выделять главное, осознавать внутри- предметные и межпредметные взаимосвязи. В начале каждого следующего урока для актуализации опорных знаний удобно использовать несложные тесты, составленные на базе изученного на данный момент времени материала таким образом, чтобы выполнять не только контролирующую, но и обучающую функцию.

Так, например, раздел «Взаимодействие тел» можно представить в виде совокупности  следующих модулей:

-                  механическое движение, его виды и характеристики;

-                  инерция и взаимодействие тел, масса, объём и плотность тел, способы  их измерения и вычисления;

-                  сила, единицы её измерения, виды сил, динамометр, равнодействующая сила.

На первом уроке модуля, посвящённого изучению механического движения, ученики знакомятся с понятием относительности движения, примерами механических движений и их траекторий, узнают, что такое путь, каким символом он обозначается, какова основная единица измерения пути в СИ, как она связана с другими возможными единицами измерения этой величины.  На следующих уроках этого модуля ученики выясняют, чем равномерное движение отличается от неравномерного, какая физическая величина используется для характеристики быстроты движения, как она называется, каким буквенным символом обозначается, в каких единицах измеряется, по какой формуле её можно вычислить (при этом каждый раз обрашается внимание на установление взаимосвязей нового материала с ранее изученным). Последний урок данного модуля посвящается практическому применению теоретических закономерностей при решении задач.

Модуль «Механическое движение» изучается в середине первой четверти  7 класса. На этом начальном этапе изучения дисциплины «физика» многие ученики ещё плохо ориентируются даже в названиях физических величин, соотнесении их с символьными обозначениями и единицами измерения.

Данный модуль включает небольшое число тем: «Механическое движение. Равномерное и неравномерное движение», «Скорость» и «Расчёт пути и времени движения». Единый подход к организации уроков по этим темам делает более очевидными для учащихся те приёмы и способы проработки материала, которые в дальнейшем будут способствовать успешному усвоению более объёмных модулей и более трудных тем.

Так, например, уже в конце первого урока данного модуля можно на этапе закрепления материала предложить следующий тест, направленный на усвоение названий физических величин, изучаемых в этом модуле, соотнесении их с символьными обозначениями и единицами измерения.

Тест 1. «Механическое движение»

1. Каково буквенное обозначение пути?

а) s               б) t             в) v

Ответ:

2.  Каково буквенное обозначение времени движения?

а) s               б) t             в) v

Ответ:

3. Каковы единицы измерения пути в СИ?

а) м              б) с             в) м/с

Ответ:

4.  Каковы единицы измерения времени в СИ?

а) м              б) с             в) м/с

Ответ:

5. Во сколько раз 1км больше 1м?

а) 1000            б) 100             в) 10

Ответ:

6 . Сколько секунд в  двух часах?

а) 7200 с            б) 3600 с             в) 120 с

Ответ:

Для учеников, быстро и правильно ответивших на все вопросы теста, должны быть заготовлены дополнительные задания, в которых требуется не   выбор ответа, а демонстрация хода рассуждений, например:

 запишите последовательность своих действий при переводе 0, 2 км в

а) м   б) см   в) мм       и т. д.

Как видно из представленного примера, особенностью теста, предлагаемого на этапе закрепления материала, является предъявление ответов в логической последовательности с чередованием вопросов (например, правильный ответ на первый вопрос находится в пункте «а», правильный ответ на второй вопрос находится в пункте «б» ), что облегчает запоминание. Он может содержать всего 6 вопросов, причём пункт «в» в ответах на первые 4 вопроса, который в данном контексте можно интерпретировать как указание на следующую познавательную проблемную ситуацию,   включается или нет в зависимости от индивидуальных психологических особенностей конкретных учеников.

На втором уроке при проверке домашнего задания можно повторить этот же тест, но уже с изменённым порядком следования ответов, чтобы избежать механического запоминания последовательности правильных ответов

В конце второго урока модуля (на этапе закрепления материала) тест, сохраняя предыдущие вопросы,  расширяется за счёт нового материала.

Тест 2. «Механическое движение»

1. Каково буквенное обозначение пути?

а) s               б) t             в) v

Ответ:

2.  Каково буквенное обозначение времени движения?

а) s               б) t             в) v

Ответ:

3. Каково буквенное обозначение скорости?

а) s               б) t             в) v

Ответ:

4) Какая из физических величин является векторной

а) s               б) t             в) v

Ответ:

5) Каковы единицы измерения пути в СИ?

а) м              б) с             в) м/с

Ответ:

6) Каковы единицы измерения времени в СИ?

а) м              б) с             в) м/с

Ответ:

7) Каковы единицы измерения скорости в СИ?

а) м              б) с             в) м/с

Ответ:

8) Запишите последовательность своих действий при расчёте скорости движения тела, если оно прошло путь 100 м за 50 с:

 а) запишите буквенную формулу скорости  …

б)замените соответствующие буквы их заданными численными значениями  …

в) вычислите численное значение скорости и запишите его с указанием единиц измерения  ...

9) Запишите последовательность своих действий при переводе 0,2 км/ч в

а) м/мин   б) м/с   в) см/с      

Последовательность математических действий и ответ:

а)  0,2 км/ч =

б)  0,2 км/ч =

в)  0,2 км/ч =

Несмотря на элементарность, тесты подобного типа при неоднократном повторении и расширении за счёт включения вопросов по новым темам модуля  помогают ученикам ориентироваться во всё увеличивающемся количестве информации, стимулируют зрительную и моторную виды памяти, позволяют быстро повторить и упорядочить  учебный материал.

При изучении рассматриваемого модуля школьники впервые встречаются с понятием «физическая задача». Первым фактором, зачастую мешающим ученику приступить непосредственно к решению задачи, является неумение внимательно прочесть текст задачи, выделить в нём известные и неизвестные величины, их буквенные обозначения и связывающие их формулы. Для преодоления этого затруднения надо советовать ученикам читать текст очень медленно, останавливаться на каждом численном значении физической величины, обращать внимание на единицы измерения и название, вспоминать буквенное обозначение  и вносить эти данные по очереди в краткое условие («дано»). После этого надо прочесть текст задачи ещё раз и выяснить, какую физическую величину требуется определить, а затем записать буквенное обозначение этой величины после слова «найти».  Регулярная тренировка этих навыков значительно облегчит в дальнейшем восприятие текста более сложных задач.

Следующий этап - перевод данных в одну систему единиц (СИ). Для обеспечения безошибочного выполнения этих действий желательно включать такие задания в тесты на каждом уроке, как было показано выше.

Перед составлением единого алгоритма решения задач целесообразно рекомендовать  учащимся самостоятельно изучить  образец (приведенный, например в § 15 учебника «Физика 7» А.В.Перышкина) и высказать свои предложения. Окончательный вариант алгоритма решения физических задач, справедливый в течение всего школьного курса, может быть оформлен, например, следующим образом.

Непосредственное решение задач в рамках рассматриваемого модуля требует знания формулы скорости и умения находить одну из входящих в неё величин по известным двум другим, что также может вызывать ошибочные математические действия даже при правильной записи исходной физической формулы.

В связи с этим в тест завершающего данный модуль урока по теме «Расчёт пути и времени движения» на этапе актуализации опорных знаний целесообразно включить вопросы о математических действиях при нахождении числителя и знаменателя дроби по известному частному.

Ниже приведён один из возможных вариантов такого теста.

Тест 3. «Механическое движение»

1. Каково буквенное обозначение скорости?

а) s               б) t             в) v

Ответ:

2. Какие  физические величины надо знать для определения скорости?

Ответ:

а) буквенные обозначения этих величин …

б) названия этих величин ...

 3. Как записывается формула скорости?

Ответ:

4. Каким математическим действием  можно найти физическую величину, стоящую в числителе формулы скорости?

Ответ:

5. Запишите буквенную формулу для нахождения пути по известным скорости и времени...

6. Каким математическим действием  можно найти физическую величину, стоящую в знаменателе формулы скорости?

Ответ:

7.                 Запишите буквенную формулу для нахождения времени движения  по известным скорости и пути...

После совместного обсуждения ответов и их корректировки, если она потребуется,  можно перейти к решению задач, опираясь на составленный ранее алгоритм, запись которого должна присутствовать в  рабочей тетради каждого ученика.

Следует отметить, что решение задач, условие которых задано в графической форме, представляет для учеников 7 класса особую трудность. Рассмотрение методических приёмов по преодолению этих затруднений путём формирования универсальных учебных действий  будет произведено в отдельной разработке.

Краткое описание документа:

Рассмотрены методические приёмы, направленные на формирование универсальных учебных действий обучающихся на начальном этапе изучения физики в школе. Отмечается, что эффективность усвоения новой терминологии и классификации физических понятий, приобретения навыков решения задач повышается при модульном структурировании материала. Небольшой объём модулей, каждый из которых объединяет связанные общим содержанием темы, облегчает ученикам самостоятельное выделение главной информации и её обобщение. Конкретные предложения по особенностям организации тестов и выработке единого подхода к решению физических задач могут быть полезны молодым учителям.