Задачі з динамічною структурою змісту

Контроль сформованості  творчих якостей особистості:

1) результати виконання  учнями завдань, пов’язаних з  подальшим розвитком пропонованих  задач, дозволяють визначити їх  пошуково-творчі здібності, а  одержати такі відомості при  традиційному підході досить  складно;

2) при розв’язуванні задач такого типу, об’єктом контролю є тривалість розв’язування задачі і кількість та характер звертань учня по допомогу “чим більш узагальнені підказки виявляються достатніми для успішного розв’язання учнями нових задач, тим вищий ступінь самостійності мислення виявляється у них” [26, с. 364].

Контроль навичок  оціночної діяльності:

1) аналіз сформованості  навичок самоконтролю може проводитися  як при виконанні спеціальних  завдань на використання прийомів  самоконтролю, так і при розв’язуванні  ЗДСЗ (у цьому випадку результативність  розв’язування задачі опосередковано  пов’язана саме з умінням самоконтролю);

2) критерієм засвоєння  прийомів оціночної діяльності  може бути успішність дій учнів  по відшуканню помилок і неточностей  у підручниках, визначенню меж  застосування фізичних формул  тощо.

Узагальнюючи викладене  у цьому підрозділі, можна вважати  ЗДСЗ доцільною формою навчальних задач  з фізики. Адже, розв’язуючи достатню кількість таких задач, учень набуває здатності аналізувати умови фізичних задач у вербальній, графічній та іншій формі, будувати фізичні моделі, адекватні умові задачі тощо. Тому доцільним використовувати у процесі навчання фізики ЗДСЗ.

1.3. Значення задач при навчанні фізики і місце серед них задач з динамічною структурою змісту

Перший період - зародження методики викладання фізики у перших підручниках і у процесі навчання за ними (перша половина XVIII ст. - 60-ті роки XIX ст.). Задачі у цей період відіграють переважно ілюстративну роль, використовуються як методичний прийом і з’являються у перших підручниках і посібниках з фізики. Наприкінці цього періоду друкуються перші збірники задач і запитань з фізики, щоправда, перекладені з інших мов. Наприкінці цього періоду сформувалась концепція використання фізичних задач як ілюстрацій теоретичного матеріалу і математичної актуалізації певних фізичних знань, яка дістала подальший розвиток у наступному періоді. Така - суто ілюстративна - роль задач у викладанні фізики, на нашу думку, могла бути пов’язана з ще сильними у той час концепціями схоластичної освіти, за якими основна увага приділялася засвоєнню знань. Оволодіння необхідними вміннями та навичками при цьому не виокремлювалося у самостійну мету освіти, не кажучи вже про розвиток особистості учнів.

Другий період - становлення методики викладання фізики як наукової дисципліни (60-ті роки - кінець 90-х років XIX ст.). Це період появи перших оригінальних вітчизняних збірників задач і запитань з фізики (М. Дерюгіна, В. Бооля, А.Ф. Малініна, А.Ф. Знаменського). У перших оригінальних збірниках задач з фізики “були відображені прогресивні погляди на значення й методику розв’язування фізичних задач, в якій проглядається технологічний підхід”.

За періодизацією А.І. Павленка, цей період хронологічно є першим етапом розвитку і еволюції методики розв’язування фізичних задач, який характерний самою появою задач у навчальних закладах, групуванням задач у підручниках, збірниках і посібниках; поступово фізичні задачі стають предметом окремого самостійного вивчення у середніх навчальних закладах.

Третій період — наукова революція кінця XIX ст. — початку XX ст. і тенденції розвитку вітчизняної методичної думки (кінець XIX ст. — жовтень 1917 р.). Це період розроблення оригінальної вітчизняної методики розв’язування фізичних задач, в основу якої були покладені збірники задач, створені насамперед вчителями - новаторами (Р.Д. Пономарьов, К.К. Пенкложкевіс, О.В. Цінгер та інші). У цих збірниках великого значення автори надають як методиці навчання розв’язування задач різних типів, так і особливо самостійній роботі учнів. Отже, вже усвідомлювалася необхідність навчання розв’язуванню задач як самостійної мети шкільної фізичної освіти. Але цю позицію поділяли лише прогресивні вчителі-новатори, загальнообов’язковим же розв’язування задач у процесі навчання фізики ще не стало.

Це другий етап розвитку методики розв’язування фізичних задач, що супроводжується зародженням окремих спеціальних методик (методика розв’язування задач з механіки, теплоти; експериментальних, теоретичних, текстових, якісних задач тощо); завершується відокремлення фізичних задач від математичних.

Четвертий період — становлення і розвиток методики фізики у перші пожовтневі роки та роки педагогічних шукань (20-ті роки XX ст.). (Третій етап — пошуки нового змісту фізичних задач). У цей час відбуваються активні пошуки нового наповнення фізичних задач, їх розв’язування стає обов’язковим у всіх типах загальноосвітніх шкіл, з’являються перші дослідницькі задачі, до складання фізичних задач залучаються не тільки вчителі, а й учні. Були цікаві пошуки щодо створення методики розв’язування фізичних задач, але самої методики так і не було створено.

Саме у цей період (1925 р.) у Ленінграді вийшов з друку І випуск книги В.О. Зібера “Живі задачі з фізики” (з підзаголовком “Методичні шукання”). Саме у цій книзі вперше розглядаються експериментальні фізичні задачі з розвитком змісту, а саме такі, де з однієї фізичної ситуації постає декілька задач, запитань, що пов’язані між собою, розширюють і доповнюють одне одного.

П’ятий період — генеза і еволюція радянської методики фізики на основі використання та розвитку вітчизняної методичної думки (30-ті — кінець 50-х років XX ст.). Це період інтенсивного розвитку спеціальних методик, до яких належить і методика розв’язування задач з фізики. Виходять друком перші вітчизняні методики фізики П.О. Знаменського (Ленінград, 1934 р.), І.І. Соколова (Москва, 1934 р.) та З. Приблуди (Київ, 1937 р.), в яких уперше окремий розділ було присвячено методиці розв’язування фізичних задач. Майже водночас після Великої Вітчизняної війни були надруковані український посібник з методики розв’язування фізичних задач В.А. Франковського (1947 р.) і російський — Д.А. Александрова (1948 р.). Це перші монографічні видання, у яких детально розглядаються як теоретичні, так і практичні питання методики розв’язування задач.

Багато в чому питання, порушені у цих посібниках, актуальні  і сьогодні. Так, розглядаючи значення задач при навчанні фізики, згадується не лише засвоєння теоретичного матеріалу, його повторення та узагальнення, але  й одержання нових знань; розвиток кмітливості, самостійності та працелюбності; виховання волі; розвиток функціонального мислення тощо. Однією з вимог, що пред’являються до фізичних задач, є “суворий добір задач для розв’язування і порядок або послідовність їх розв’язування”, у чому можна побачити початки системного підходу до використання задач. Велика увага приділяється тому, щоб розв’язування задач було свідомим, а не формальним. З цією метою вимагається, щоб фізичний зміст задачі не заступався математичними чи технічними нюансами; як один із способів розв’язування задач розглядається усне розв’язування; пропонується самостійне складання задач учнями; вимагається, щоб формули записувалися не по пам’яті, а шляхом міркувань. Разом з тим невирішеною залишається проблема роботи з обдарованими дітьми. Хоча й розглядаються творчі, проблемні, дослідницькі задачі, але вказується на необхідність додаткових досліджень цього питання.

У цей період були створені принципово нові збірники задач з  фізики, до яких належить відомий задачник за редакцією П.О. Знаменського для старших класів та В.І. Лукашика для середніх класів, які багато разів перевидавалися.

За А.І. Павленком, це четвертий етап розвитку методики розв’язування фізичних задач, який співпадає з енциклопедичним розвитком окремих спеціальних методик розв’язування задач; на цьому етапі було звернуто увагу на можливості самостійного складання фізичних задач учнями як найціннішого прийому для повного засвоєння пройденого матеріалу (В.І. Кармілов, 1938 р.).

Шостий період — основні досягнення і тенденції розвитку методики фізики в умовах науково-технічного прогресу (кінець 50-х — кінець 80-х років XX ст.). П’ятий етап за А.І. Павленком. Відбувається становлення загальної методики розв’язування фізичних задач, головним результатом якого стало усвідомлення і проголошення призначення навчальних фізичних задач не тільки як елемента і засобу навчальної діяльності з фізики, але і як мети навчання і методу навчання, розвитку і виховання на прикладі фізики.

Відбувається розквіт  вітчизняної методики розв’язування  задач з фізики. Створюється низка  оригінальних методик розв’язування  фізичних задач: О.С. Іванова, С.Є. Каменецького і В.П. Орєхова. Подальше вдосконалення дидактики фізики і методики розв’язування фізичних задач привело “не тільки до визначення фізичних задач як елемента та засобу навчальної діяльності, джерела нових знань, а й мети та методу навчання, розвитку й виховання школярів”. Виникає новий напрям у методиці розв’язування задач — складання задач учителями й учнями (А.І. Павленко, О.В. Сергєєв).

Виходить з друку ціла низка нових збірників задач  з фізики для середньої загальноосвітньої  школи, орієнтованих як на рівень обов’язкових результатів (А.П. Римкевича тощо), так і на рівень поглибленого вивчення фізики (Є.І. Бутікова і багато інших). З’являються посібники для вчителів, у яких докладно розглядаються методи розв’язування фізичних задач (В.А. Балаша, та В.А. Бодика тощо).

Все це склало передумови для  створення нової методики розв’язування  фізичних задач. Методика розв’язування  фізичних задач увійшла до навчальних планів педагогічних вузів як обов’язковий предмет. В Україні вперше було створено методику такого курсу колективом авторів (С.У. Гончаренко, Є.В. Коршак, Н.М. Коршак, П.Я. Михайлик, А.І. Павленко, О.В. Сергєєв). У цьому навчальному посібнику здійснено (вперше у методичній літературі) комплексно-системний підхід до методики розв’язування задач з фізики. Головні проблеми, які дістали свого розв’язку в цьому посібнику: навчальна задача з фізики, її структура, характерні особливості та специфіка; фізичні задачі як суттєвий елемент структури фізичного знання; навчально-пізнавальна діяльність учнів у процесі розв’язування задач; тестова перевірка знань, умінь і навичок учнів з фізики; алгоритмічні способи та прийоми розв’язування фізичних задач; експериментальні задачі з фізики; творчі й олімпіадні задачі з фізики; методи, способи та прийоми розв’язування задач з фізики; методика навчання учнів розв’язуванню задач і методика проведення уроку, присвяченого розв’язуванню задач з фізики; методика складання фізичних задач тощо.

Але, незважаючи на майже  енциклопедичний обсяг інформації, зібраної у посібнику, він, на нашу думку, недостатньо повно розкривав особливості методики розв’язування задач на рівні поглибленого вивчення фізики. Потреба ж у такій методиці вже існувала в учителів, що працювали у школах і класах фізико-математичного профілю. Адже вміння розв’язувати задачі було головним об’єктом контролю та критерієм відбору при участі в олімпіадах, прийомі до вузу тощо. Видавалися збірники задач вступних іспитів до вузів (за ред. О.Я. Савченка, Г.В. Мєлєдіна, за ред. С.М. Козела тощо); посібники для підготовки до вступних іспитів (Г.А. Бєндрикова та ін., С.П. Мяснікова і тощо); книга М.О. Савченка з аналізом типових помилок на вступних іспитах з фізики; збірники задач всесоюзних та міжнародних олімпіад з фізики. Разом з тим окремі питання навчання учнів розв’язуванню задач високого рівня складності, підготовки їх до дослідницької діяльності висвітлювалися хіба що в окремих статтях учителів-практиків [19; 22]. Тому не можна не відзначити появу посібника Б.С. Бєлікова [5], в якому зроблено спробу впорядкувати навчання розв’язуванню фізичних задач на основі використання узагальнених методів, загальнометодологічних прийомів, гранично загальних понять тощо. У посібнику [5] досить докладно розглядаються поняття нестандартної, оригінальної, непоставленої, проблемної, довільної задачі та загальні методи розв’язування таких типів задач.

Сьомий період — інноваційні процеси в дидактиці фізики (кінець 80-х років — теперішній час). Шостий етап — поширення задачного підходу: у викладі навчального матеріалу підручника, у постановці і проведенні дослідницького фізичного експерименту тощо.

Сучасний етап розвитку вітчизняної методичної думки відзначається  широкими інноваційними процесами  в дидактиці фізики, активними  методичними пошуками, проектуванням  нових динамічних теорій навчання. Методика навчання розв’язуванню задач є невід’ємною складовою дидактики фізики, отже, для неї сьогодні також характерні інноваційні процеси. В Україні видаються нові збірники фізичних задач для школярів (О.Ф. Новака, І.М. Гельфгата, П.С. Атаманчука та ін), методичні вказівки щодо розв’язування задач С.У. Гончаренка. Не обійдено увагою і такий важливий аспект методики розв’язування задач, як задачі фізичних олімпіад: одним з нових збірників у цій галузі є збірник С.У. Гончаренка та Є.В. Коршака.

У теоретичних статтях  розглядаються проблеми сучасної методики навчання розв’язуванню фізичних задач: “розробки методики навчання складанню й розв’язуванню учнями задач в умовах диференціації навчального процесу з фізики; впливу системного використання цієї методики в роботі з учнями середньої школи на розвиток їхнього інтелекту; визначення місця постановки (складання) і розв’язування навчальних фізичних задач як навчально-пізнавального методу в стандарті фізичної середньої освіти в Україні” [2].

Розглянемо зміст деяких основних напрямків сучасних вітчизняних  досліджень у галузі методики навчання розв’язуванню задач.

• Реалізація еталонних вимірників якості знань учнів як засобу об’єктивізації контролю результатів навчання фізики (П.С. Атаманчук [3; 20]).
• Використання винахідницьких задач у шкільному курсі фізики з метою розвитку творчого мислення учнів (А.А. Давиденко [12]).
• Використання нових інформаційних технологій при розв’язуванні задач (Ю.О. Жук).
• Застосування графічного методу розв’язування фізичних задач як засобу активізації навчально-пізнавальної діяльності учнів (А.В. Примаков [37]).
• Конструювання багаторівневих систем задач і методів їх розв’язування для певних профільних курсів фізики (Т.О. Лукіна [29]).

Зрозуміло, цей перелік  не є вичерпним. Коротко хотілося б згадати про такі окремі цікаві напрямки досліджень, як використання фотографій при розв’язуванні фізичних задач [21], задачний підхід до здійснення міжпредметних зв’язків [16].