Применение электронного сборника задач при изучении квантовой оптики в средней общеобразовательной школе

 Министерство образования Республики Беларусь

 

Учреждение образования  «Могилевский государственный университет

имени А. А. Кулешова»

 

 

 

 

 

Педагогика. Теория методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования). Социальные проблемы воспитания.

 

 

 

 Применение электронного сборника задач при изучении квантовой оптики в средней общеобразовательной школе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                      -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Могилев, 2013

 

 

 

 

 

 РЕФЕРАТ

Работа 50с., 3 гл. 64 рис., 10 табл., 19 источников, 1 прил.

 ФИЗИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА, ЗАДАЧНАЯ СИТУАЦИЯ, АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ, ФИЗИЧЕСКАЯ  ФОРМУЛА, СБОРНИК ЗАДАЧ, ЭЛЕКТРОННЫЙ СБОРНИК ЗАДАЧ  

Объектом исследования является изучение учащимися средней общеобразовательной школы квантовой оптики.

Цель работы – определение содержания и структуры электронного сборника задач для повышения эффективности обучения учащихся 11 классов решению задач по основам квантовой оптики.

Методами исследования автором выбраны:

• анализ научно-методической литературы;
• моделирование учебного процесса;
• анкетирование учителей;
• проведение экспертизы создания дидактических материалов.

В процессе исследования проблемы создания и использования  электронного сборника задач по квантовой оптике:

• проанализированы содержание обучения, определение понятия о задаче,   структура  и основные этапы решения физических задач;
• проанализированы дидактические и логико–психологические основы сборника задач
• проведено анкетирование учителей физики города Могилева и Могилевской области с целью выявления трудностей учащихся при решении физических задач.

Это позволило автору определить структуру и содержание  многофункционального электронного сборника задач по основам квантовой оптики для средней общеобразовательной школы. Экспертиза созданного дидактического пособия  подтвердила оптимальность его структуры и содержания для обучения решению задач.

Содержание 

Введение…………………………………………………………………..…...…             1. Физическая задача как объект познавательной деятельности

учащихся………..…………………………………………………………….                                                                                                                          

1.1. Содержание понятия о задаче…………………………………….………...                                                                   

1.2. Структура задач по физике………………………….………………….....                                                                

1.3. Уровни сложности физических задач……………………………….……

1.4. Основные этапы решения задач по физике. ………….………………..

2. Теоретические основы создания сборника задач ……………………….

2.1. Логико-методологическая  основа сборника задач……...........................

2.2. Психологическая основа  сборника задач………………..........................

2.3. Дидактическая основа сборника задач…………………………………..

  3. Электронный сборник задач по квантовой оптике

3.1. Структура электронного сборника задач………………………………

3.2 Анализ содержания обучения квантовой оптике……………………….

3.3 Содержание электронного сборника задач ……………………………

3.4 Результаты экспертизы электронного сборника задач ……………….

Заключение………………………………………………………………………

Список использованных источников…………………………………………

Приложение ……………………………………………………………………

 

 

Введение

В изучении курса физики решение  задач имеет исключительно большое  значение. Оно позволяет понять и запомнить основные законы и формулы физики, создать представление об их характерных особенностях и границах применения. Задачи развивают умение в использовании общих законов материального мира для решения конкретных вопросов, имеющих практическое и познавательное значение. Умение решать задачи является лучшим критерием оценки глубины изучения программного материала и его усвоения.

Обучение решению физических задач - одна из сложных проблем в  обучении физике. Анализ научно-методической литературы по теории задач и результатов проведенного автором анкетирования учителей средних общеобразовательных школ города Могилева и Могилевской области позволил выявить ряд трудностей учащихся в решении задач.  Преодоление этих трудностей в обучении решению физических задач возможно с  применением современных компьютерных средств обучения.

В программе развития общего среднего образования в Республике Беларусь на 2007–2016 годы ставится задача создания электронных средств обучения.  Анализ результатов анкетирования учителей физики подтвердил необходимость разработки содержания электронного сборника задач по основам квантовой оптики. Этим и обусловлен выбор темы исследования.

Целью проведения исследования является определение содержания и структуры электронного сборника задач для повышения эффективности обучения учащихся 11 классов решению задач по основам квантовой оптики.

Достижение поставленной цели реализовывалась через решение следующих задач:

- изучение теории обучения решению задач;

- анализ содержания изучения основам квантовой оптики;

- изучение опыта и проблем по созданию электронных средств  обучения;

- создание электронного сборника задач;

-экспертиза созданного сборника  задач.

Объектом исследования явилось изучение учащимися средней общеобразовательной школы  основ квантовой оптики.

Предмет исследования - содержание и структура электронного сборника задач для обучения учащихся средней общеобразовательной школы  решению задач по основам  квантовой оптики.

 Методами исследования автором выбраны:

• анализ научно-методической литературы;
• моделирование учебного процесса;
• анкетирование учителей;
• проведение экспертизы создания дидактических материалов.

Результаты  исследования были апробированы на следующих  конференциях:

1. Международная научно-практическая конференция, посвященная 100-летию МГУ имени А.А.Кулешова «Актуальные проблемы естественных наук и их преподавания (г. Могилев, Могилевский государственный университет  имени А.А. Кулешова, 20-22 февраля 2013 года).
2. Межвузовская научно-практическая конференция, посвященная 370-летию И.Ньютона (г. Брест, Брестский государственный университет имени А.С.Пушкина, 22 марта 2013 года).
3. Региональная студенческая научная конференция «Молодая наука 2013» (г. Могилев, Могилевский государственный университет  имени А.А. Кулешова, 25 апреля 2013 года).

Созданный автором  электронный сборник задач по основам квантовой оптики обсуждался на курсах  повышения квалификации учителей физики средних общеобразовательных школ Могилевской области. Результаты его экспертизы  позволяют судить о новизне и  практической значимости исследования.

 

 1.Физическая задача как объект познавательной деятельности учащихся

1. Содержание понятия о задаче

В настоящее  время однозначного и общепринятого  определения понятия «задача» не существует. Это объясняется тем, что в различных областях знаний (психологии, педагогике, кибернетике, методике преподавания физики и др.) при определении этого понятия используются различные подходы и критерии.

Существуют  даже различные точки зрения на определение задачи в пределах одной области знаний (например, в психологии). Так, психолог А.Н. Леонтьев определяет понятие «задача» как ситуацию, требующую от субъекта некоторого действия, и считает это определение наиболее общим, широким, охватывающим психологические, педагогические, социальные, экономические, учебные и др. задачи [19].

 Среди задач различных видов принципиально выделяются своим назначением и спецификой учебные задачи. Учебная задача по Д.Б. Эльконину представляет собой ситуацию, позволяющую решающему овладеть способами, механизмами, процессами выполнения действий, направленных на овладение определенной системой знаний [19].

Основное  назначение, цель и результат учебной задачи заключается в усвоении этих знаний, т. е. в изменении самого действующего субъекта, а не в изменении объектов, с которыми он действует (как это обычно бывает при решении задач других видов). Таким образом, в процессе решения учебных задач у учащихся формируется система знаний вместе с овладением системой способов деятельности. Овладение способами деятельности делает знания учащихся действенными и активными.

Прежде всего, любая задача – это, с одной  стороны, комплексная проблема, требующая нахождения способа действий для её решения, с другой – средство для переноса общих теоретических знаний в конкретные действия [4].

Распространенным  является понимание задачи как ситуации (проблемной ситуации), в которой человек для достижения стоящей перед ним цели должен установить неизвестное на основе его связи с известным, ситуации с незаполненными местами, которые должны быть заполнены для того, чтобы цель была достигнута.

Проблемная  ситуация возникает у человека, который  в своей деятельности встречает трудности, препятствия. Препятствие может быть самой различной природы: недостача или несоответствие знаний, средств и способов их применения, необходимость провести некоторые неизвестные действия достижения цели. Кроме этого, субъект (человек) должен заметить, уяснить и пожелать устранить это препятствие.

Столкнувшись  с проблемой и уяснив ее, человек начинает активную мыслительную деятельность. Он анализирует ситуацию, выявляет все ее составные части, связи и соотношения с ними, характер и особенности препятствия. Результат такого анализа закрепляется в речи. Полученные при этом описании проблемной ситуации данные, на каком-нибудь языке и есть задача.

Таким образом, задачу можно рассматривать как  модель проблемной ситуации, выраженную с помощью естественного или  искусственного языка.

Познавательная  задача характеризуется наличием у  учащихся конкретной цели, учетом имеющихся условий и требований, необходимых для решения задачи, применением соответствующих цели и условиям способов или приемов решения.

 В методике преподавания физики не существует однозначного определения физической учебной задачи. Так, А.В. Усова и Н.Н. Тулькибаева определяют Физическую учебную задачу как ситуацию, требующую от учащихся мыслительных и практических действий на основе использования законов и методов физики, направленных на овладение знаниями по физике, умениями применять их на практике и развитие мышления» [19] .

С.Е. Каменецкий и В.П. Орехов физической задачей в учебной практике называют небольшую проблему, которая решается с помощью логических умозаключений, математических действий и эксперимента на основе законов и методов физики. По существу, на занятиях по физике каждый вопрос, возникший в связи с изучением учебных знанийявляется для учащихся задачей» [8].

Б.С. Беликов  под физической задачей понимает «физическое явление, точнее – его  словесная модель (или совокупность явлений) с некоторыми известными и неизвестными

 

физическими величинами, характеризующими это явление» [2].

 В современной школе физические задачи являются мощным орудием изучения предмета. Практика показывает, что физический смысл различных определений, правил, законов становится действительно понятным учащимся лишь после неоднократного применения их к конкретным частным примерам-задачам [3].

Анализ содержания понятия задача позволяет более  четко смоделировать процесс  обучения решению задач. Поэтому  важно, чтобы учащиеся представляли, что такое задача, каково ее содержание и структура, из каких частей она состоит, в чем заключается сущность процесса решения и т. д. Понимание сущности задачи достигается, прежде всего, через раскрытие содержания и выявления ее структуры.

2. Структура задачи

Рассмотрим  основные подходы к определению  структуры, выделению элементов учебной задачи, ее компонентного состава. Обычно считают, что физическая задача состоит из двух компонентов: условия и требования.