Задачный метод как одно из средств дифференцированного обучения учащихся физике

Необходимость этого очевидна, ведь учащиеся по разным показателям в значительной мере отличаются друг от друга. Это требование находит отражение в педагогической теории под названием принцип индивидуального подхода.

В советской и постсоветской педагогике обозначились два подхода. Первый - дифференциация содержания образования. Дифференциация должна включать индивидуализацию учебных планов внутри одной и той же школы, одного и того же класса. Суть второго подхода - дифференциация непосредственно самого процесса обучения. В обоих случаях дифференцированный подход строится на основе принципа индивидуализации.

На сегодняшний день написано немало работ, посвященных понятиям дифференциации и индивидуализации [1, 4, 5, 20, 24, 34, 37, 55, 67, 68, 81, 95, 116, 135, 139, 140, 142, 144, 149, 170, 171, 189, 191, 196].

В настоящее время не существует единых общепринятых определений понятий «индивидуализация» и «дифференциация» обучения. Так некоторые исследователи употребляют их как синонимы [4, 53, 59, 67, 68, 81, 88, 102, 140, 149, 170, 187], другие используют один из них, но в достаточно широком смысле, например, некоторые авторы дифференциацию рассматривают как средство индивидуализации [1, 5, 6, 12, 20, 37, 41, 58, 99, 125, 135, 139, 142, 144, 150, 156, 179, 191, 196]. В частности, по мнению некоторых авторов, индивидуализация может проявляться в варьировании темпа учения [1, 5, 6, 41, 53, 59, 68, 81, 100, 102, 109, 135, 139, 142, 147, 149, 156, 170], методов обучения, учебного материала [4, 5, 10, 32, 60, 81, 87, 99, 102, 108, 133, 134, 135, 139, 140, 148, 156, 170, 186, 189], требуемого уровня успеваемости [24, 52, 55, 58, 78, 80, 92, 99, 100, 110, 114, 116, 125, 127, 139, 148, 171] и т.п. К этому добавляется и формирование групп на основании общих признаков. Также необходимо отметить, что большинство авторов предлагают класс делить на 3 группы.

Наиболее типичные точки зрения различных ученых, дающих определение понятия индивидуализации обучения, приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Точки зрения различных авторов по определению индивидуализации обучения учащихся

Авторы	Определение индивидуализации обучения (И.О.)
А.А. Бударный [34] И.Д. Бутузов [37] И.Б. Закиров [66] и др.	И.О. - такая организация учебного процесса, при которой преподаватель выбирает способы, приемы, темп обучения, учитывая индивидуальные особенности учащихся, степень их способностей к овладению знаниями
М.А. Мартынович [115] И.А. Чуриков [187] и др.	И.О. - знание сильных и слабых сторон личности, учет особенностей каждого в отдельности путем создания условий для ее развития
П.Я. Гальперин [44] А.Н. Леонтьев [103] А.С. Лында [106] и др.	Под И.О. подразумевается индивидуальная или самостоятельная работа
Г.И. Щукина [193]	И.О. - самоорганизационная учебная деятельность индивида, осуществляемая в относительной независимости от педагогических воздействий, побуждаемая мотивами, целями, задачами и содержанием обучения, которые изменяются в зависимости от уровня психологической подготовки к учебной деятельности, достигнутого ими
Российская педагогическая энциклопедия под ред. В.В. Давыдова [145]	И.О. - организация учебного процесса с учетом индивидуальных особенностей учащихся, позволяющая создать оптимальные условия для реализации потенциальных возможностей каждого ученика
И.А. Подласый [137]	И.О. - приспособление форм и методов педагогического воздействия к индивидуальным особенностям с тем, чтобы обеспечить запроектированный уровень развития личности
Н.С. Пурышева [139]	И.О. - внутренняя дифференциация в рамках стабильных в целом учебных групп
А.А. Кирсанов [81]	И.О. - система воспитательных и дидактических средств, соответствующих целям деятельности и реальным познавательным возможностям коллектива класса, отдельных учеников и групп учащихся, позволяющая обеспечить учебную деятельность ученика на уровне его потенциальных возможностей с учетом целей обучения
Е.С. Рабунский [140]	И.О. - особая организация учебного процесса в коллективе класса, которая направлена на осуществление требований индивидуального подхода (одного из принципов)
И.Э. Унт [170]	И.О. - это учет в процессе обучения индивидуальных особенностей учащихся во всех его формах и методах, независимо от того, какие особенности и в какой мере учитываются
С.В. Бубликов [32]	И.О. - комплексный процесс, включающий процессы формирования самосознания - от самопознания, вплоть до самореализации, формирования стиля мышления и развития общих и специальных творческих способностей формирующейся индивидуальности учащегося при организации предметной деятельности при изучении физики посредством варьирования методов изучения учебного материала конкретного физического содержания

Под дифференциацией И.Э. Унт подразумевает учет индивидуальных особенностей учащихся в той форме, когда учащиеся группируются на основании каких-либо особенностей для отдельного обучения и обучение в этом случае происходит по несколько различным учебным планам и программам [170]. Многие виды индивидуализации автор подводит под 3 основных [170]:

дифференциация обучения, т.е. группирование учащихся на основе их отдельных особенностей или комплексов этих особенностей для обучения по нескольким различным учебным планам и (или) программам. Так создаются относительно гомогенные группы (классы, школы);

внутриклассная (внутригрупповая) индивидуализация учебной работы;

прохождение учебного курса в индивидуально различном темпе; или убыстренно (акселерация), или замедленно (ретардация).

При таком подходе индивидуализация является общим понятием, чем дифференциация, и включает в себя последнее.

«Термины «дифференцированное обучение», «дифференцированный подход», - пишет О.М. Дружинина, - возникли в связи с разработкой педагогической проблемы индивидуализации учебной деятельности, т.е. понятие «дифференциация» является производным от понятия «индивидуализация» [58].

Существует наиболее распространенный подход, при котором общим (родовым) понятием является понятие дифференциации обучения, включающее в себя понятие индивидуализация как видовое.

«Дифференциация - организация учебного процесса с учетом доминирующих особенностей групп учащихся. А вот под индивидуализацией следует понимать учет личностных особенностей каждого ученика. В первом случае в расчет берутся групповые, во втором - индивидуальные особенности, и дифференцированное обучение выступает как условие и средства индивидуализации» [1, с. 62].

В этом случае «…учебно-воспитательный процесс, для которого характерен учет типичных индивидуальных особенностей учащихся, называют дифференцированным, а обучение в условиях этого процесса - дифференцированным обучением» [139].

«Дифференциация обучения позволяет организовать учебный процесс на основе учета индивидуальных особенностей личности, обеспечить усвоение всеми учениками содержания образования, которое может быть различным для разных учащихся, но с обязательным для всех выделением инвариантной части. При этом каждая группа, имеющая сходные индивидуальные особенности, идет своим путем. Процесс обучения в условиях дифференциации становится максимально приближенным к познавательным потребностям учеников, их индивидуальным особенностям» [135, с. 5].

Различают при этом внутреннюю и внешнюю дифференциацию.

Н.С. Пурышева под внутренней дифференциацией понимает такую организацию обучения, при которой учет индивидуальных особенностей учащихся осуществляется в рамках обучения в обычных группах (классах) [139].

И.М. Осмоловская, рассматривая внутреннюю дифференциацию, разбивает ее на следующие виды [135]:

по общим способностям;

по психофизиологическим особенностям;

по проектируемой профессии.

При такой организации обучения учащиеся работают по одинаковым учебным планам, программам, учебным пособиям, но учитель использует индивидуальные методы, средства и формы обучения. При этом возможно образование временных групп внутри класса для проведения учебной работы в них на разных уровнях.

Внутренняя дифференциация может осуществляться как в традиционной форме учета индивидуальных особенностей учащихся так и в форме уровневой дифференциации на основе соответствующего планирования результатов обучения.

«Уровневая дифференциация предполагает такую организацию обучения, при которой учащиеся, обучаясь по одной программе, имеют право и возможность усваивать ее на различных планируемых уровнях, но не ниже уровня обязательных требований» [139].

В основе дифференцированного обучения лежит учет психологических особенностей учащихся, прежде всего таких, которые влияют на их учебную деятельность и от которых зависят результаты обучения. Таких особенностей достаточно много.

Изучению, диагностике, составлению на их основе типологий учащихся посвящено достаточное количество специальных исследований:

о свойствах высшей нервной деятельности, особенностях темперамента [9, 118, 126, 159 и др.];

об индивидуальных различиях в психических процессах познавательной деятельности [9, 26, 73, 74, 94, 117 и др.];

о мотивах учения, познавательных интересах [28, 29, 124, 193];

об индивидуальном стиле деятельности [82, 101 и др].

На основании этого, в педагогике, психологии и теории обучения физике были выделены индивидуальные особенности учащихся, представленные в табл. 2.

Таблица 2 - Комплекс индивидуальных особенностей учащихся, выделяемых различными авторами

Автор	Комплекс критериев индивидуальных особенностей учащегося
А.А. Бударный [34]	способность к учению; работоспособность; интерес к учебе; эмоциональные и волевые качества.
А.М. Гельмонт [45]	уровень подготовленности; уровень общего развития; отношение к учению; привычка к организованному труду.
Е.Я. Голант [47]	уровень овладения знаниями, умениями и навыками; уровень познавательной и практической самостоятельности; степень умственного развития; отношение к учению и учебному предмету.
Е.С. Рабунский [140]	уровень успеваемости; уровень познавательной самостоятельности; действенность интереса к учению.
И.Э. Унт [170]	обученность; уровень обучаемости; умения самостоятельной работы; специальные способности; познавательные интересы; отношение к труду.
Л.В. Шмелькова [192]	уровень обученности; обучаемость; интерес к познавательной деятельности.
В.Г. Гороновская, А.В. Самсонова [48]	внимание на уроке; память; предпочтительный вид деятельности; работоспособность; логическое мышление; навыки работы с учебником; воспитанность; интерес к изучению предмета; занятия после уроков, имеющие отношение к физике.
Г.А. Захаров [67]	успеваемость (уровень знаний) по физике и математике; интересы и склонности к физике; умения вести наблюдения (деятельность наблюдения); сформированность практических умений и навыков (навыки постановки опытов и измерений, умения решать задачи, умения и навыки работы с учебной и справочной литературой).
Е.В. Блохина [25]	уровень мотивации учения; уровень сформированности общеучебных умений и навыков; уровень обученности.

Наиболее значимым, по мнению Н.С. Пурышевой, для успешной организации обучения является такое качество учащегося, как уровень умственного развития, под которым понимают как обучаемость (предпосылки к учению), так и обученность (приобретенные знания).

Под обучаемостью автор понимает систему интеллектуальных свойств личности, формирующихся качеств ума, от которых зависит продуктивность учебной деятельности [74]. Уровень и специфика обучаемости определяются рядом качеств ума, к которым относятся скорость усвоения, гибкость мышления, глубина ума, осознанность мыслительной деятельности, самостоятельность ума и т.п.

Понятие обучаемости в узком смысле, учитывающее лишь специфику мышления, рассматривают как общие умственные способности, под которыми понимают обычно комплекс способностей, требуемых для успешного осуществления учащимся учебной деятельности. Иными словами, общие умственные способности - это такие психические свойства личности, которые являются условием успешного выполнения учебной деятельности.

Наряду с общими выделяют специальные способности, определяющие успешность выполнения отдельных, особых видов деятельности (способность к изучению математики или истории, способность к занятиям музыкой или живописью и т.д.).

Существуют различные точки зрения на происхождение способностей. В настоящее время доминирует одна из них, в соответствие с которой способности не даются человеку в готовом виде природой, однако существуют определенные генетически обусловленные задатки или предпосылки развития способностей.

К генетическим свойствам личности В.П. Беспалько относит: рецепторы, эффекторы, нервную систему и способности, а к интеллектуальным: восприятие, память, внимание, воображение, мышление [23, с. 36].

Как отмечает Н.С. Пурышева, что именно общие и специальные умственные способности являются одним из оснований дифференциации учащихся [139].

Кроме умственных способностей некоторые из авторов выделяют также учебные умения, которые у различных учащихся развиты в неравной степени.

И.Э. Унт выделяет следующие учебные умения [170]: 1) общие учебные умения, которые находят применение в обучении почти по всем предметам (например, навыки чтения, умение писать, составлять план); 2) учебные умения, используемые в определенной группе предметов (например, картографические умения, графические умения); 3) предметные учебные умения (например, умение читать ноты).

Важным для организации дифференцированного обучения, особенно в его жестких формах, является вопрос о том, к какому возрасту у большинства учащихся формируются и развиваются способности. Как показывают исследования психологов, способности к тому или иному виду деятельности начинают формироваться и ярко проявляются в подростковом возрасте. Это объясняется тем, что именно в подростковом возрасте возникают глубокие, действенные, устойчивые интересы, формируется сознательное, активное отношение к окружающему, развивается творческое мышление [91].

Как показывают опыт и исследования психологов, способности и интерес к изучению того или иного предмета или к тому или иному виду деятельности чаще всего совпадают, поскольку внутренними основаниями для выбора профессии выступают обычно склонности, желания, интересы. Учащийся подросткового возраста оценивает различные виды деятельности с точки зрения интересов, затем с точки зрения своих способностей, а затем с точки зрения системы ценностей.

На основании всех этих исследований можно сделать вывод о том, что основаниями для дифференциации могут служить общие и специальные способности учащихся, их интересы и проектируемая профессия.

Многие авторы, реализуя дифференциацию обучения внутри класса, т.е. внутреннюю дифференциацию, разбивают класс, как правило на три группы. Как пишет И.М. Осмоловская «…в понимании дифференциации можно выделить три основных аспекта: 1) учет индивидуальных особенностей учащихся; 2) группирование учеников на основании этих особенностей; 3) вариативность учебного процесса в группах» [135, с. 6]. Причем, данные группы учащихся, формируемые по сходным способностям, как правило, временные и эти группы относительно гомогенные. Хотя существует и другой подход - групповая работа, в которой группы формируются из учащихся, имеющих различные способности к изучаемому предмету. Например, З. Абасов делит учащихся на три группы, основываясь на их работоспособности. К первой группе автор относит учащихся с высокой (36% учащихся) работоспособностью, второй - средней (50-55% учащихся) и к третьей - низкой (8-17% учащихся) работоспособностью [2, с. 62]. Или этот же автор делит учащихся на три группы, различающиеся по типу мышления: 1) учащиеся с практически действенным мышлением; 2) учащиеся с наглядно образным мышлением; 3) учащиеся, имеющие словесно-логическое мышление.

Однако существует и ряд авторов, которые делят класс только на две группы. Например, И.М. Осмоловская предлагает после изучения новой темы делить учащихся на две группы: усвоивших материал и не усвоивших материал. Данное деление происходит на основании результатов сдачи зачета и контрольной работы [135, с. 47]. Или учащиеся делятся на 4 типа, как предлагает А.А. Кирсанов [81]. Автор выделяет 4 типа учащихся с различной памятью: 1) быстро запоминающие и хорошо сохраняющие; 2) медленно запоминающие и плохо сохраняющие; 3) быстро запоминающие и плохо сохраняющие; 4) медленно запоминающие и хорошо сохраняющие.

Таким образом, анализ понятий «дифференциация», «внутренняя дифференциация» и «индивидуализация» позволили сделать следующие выводы:

цель дифференцированного обучения - обеспечить каждому ученику условия для максимального развития его способностей, склонностей, удовлетворения познавательных потребностей и интересов в процессе усвоения им содержания общего образования, т.е. учесть и развить его индивидуальные особенности;

дифференциацию можно рассматривать как средство реализации индивидуального подхода, а можно индивидуализацию рассматривать как средство дифференциации обучения;

выбор индивидуальных особенностей, на основании которых класс делится на типологические группы, зависит от целей и задач, преследуемых авторами.

Поэтому в дальнейшем под внутренней дифференциацией мы будем понимать такую организацию учебно-воспитательного процесса, в котором учитываются индивидуальные особенности учащихся, объединенных в типологические группы, с целью создания условий для реализации потенциальных возможностей каждого ученика.

1.3 Реализация дифференциации средствами задачного метода в теории и методике обучения физике

Дифференциация обучения учащихся физике средствами задачного метода диктуется самими требованиями современного общества, т.к. современное образование все больше и больше ориентируется на развитие личности учеников, на развитие способностей личности.

«…именно дифференциация позволяет в полной мере перейти к учету индивидуальных особенностей детей. Классы, сформированные дифференцированно, с учетом различного типа психического развития детей, позволяют учащимся в процессе обучения развиваться в оптимальном для каждого ребенка режиме» [6, с. 31].

По мнению И.М. Осмоловской, самой распространенной формой внутри классной дифференциации является выполнение учениками заданий различного уровня сложности. При этом усложнение может происходить за счет привлечения пройденного материала, когда ученикам необходимо установить близкие или дальние связи между различными фрагментами содержания. Усложнение заданий может происходить и за счет усложнения видов работы, усиления уровня творческой деятельности, необходимой при выполнении задания [135].

На сегодняшний день спектр применения задачного метода как одного из средств дифференцированного обучения учащихся физике достаточно широк:

работа с учениками различной обученности: со слабоуспевающими [7, 63, 162], с одаренными детьми [49, 62, 105, 155];

работа в малых группах на уроках физики [17, 33, 88, 141];

дифференцированная форма контроля знаний [52, 80, 92, 96, 113];

использование при обучении учащихся решению задач, эмоциональных ситуаций [57];

преподавание физики в классах различного профиля [60, 67, 114, 148, 156];

использование задач различного содержания: с элементами экономики [69], о живой природе [79], профориентационные для сельских школ [50], с учетом местных особенностей [161], творческие задачи [51, 160];

использование задач различного уровня в малочисленных классах [36, 99, 125, 150, 179];

обучение в условиях уровневой дифференциации в старших классах [100, 102];

использование дифференцированных домашних заданий [35, 36, 72, 127, 146];

использование задач различного уровня для диагностики уровня достижения учащихся [166, 167].

Индивидуализированное задание лишь условно отличается от обычного. Задание становится индивидуализированным в том случае, когда оно предназначено не всему классу, а лишь группе учеников или отдельным ученикам соответственно их индивидуальным особенностям.

Решению задач, как методу обучения, присущи определенные функции. В теории и методике обучения физике описано довольно полно многообразие функций задачного метода в различных сферах его применения [39, 54, 56, 85, 122, 168, 172]. Функции, которые присущи решению задач, как методу обучения, описаны различными авторами довольно таки полно; они представлены в табл. 3.

Таблица 3 - Функции задачного метода, выделяемые различными авторами

Автор	Выделяемые функции
Е.С. Валович [39, с. 40]	Образовательная Развивающая Воспитательная Контролирующая
Н.И. Михасенок [122]	Обучающая Познавательная Развивающая Воспитательная Практическая
Н.Н. Тулькибаева, Л.М. Фридман, М.А. Драпкин и др. [168, с. 4-9]	Вводно-мотивационная Обучающая Развивающая Воспитывающая Иллюстрирующая Управляющая Контрольно-оценочная
В.А. Далингер [56, с. 78]	Вводно-мотивационная Познавательная Развивающая Воспитывающая Управляющая Иллюстративная Контрольно-оценочная Самооценочная
А. Давлятов [54, с. 63-66]	Вводно-мотивационная Иллюстративная и конкретизирующая Функция применения и использования физических закономерностей и законов Функция формирования физических умений и навыков Функция формирования общеучебных умений Функция формирования общих умений и способностей в решении физических задач Контрольно-оценочная
В.А. Кокин [85, с. 29]	Вводно-мотивационная Познавательная Развивающая Иллюстративная Практического применения изучаемых явлений и закономерностей Формирование специальных навыков и умений Формирование общих умений и способностей Контрольно-оценочная Формирование межпредметных умений и навыков
А.В. Усова [172, с. 18]	Побуждающая Познавательная Воспитывающая Развивающая Контролирующая

На наш взгляд, все многообразие функций, выделяемых различными учеными, можно отнести к функциям задачного метода, которые выделяют Н.Н. Тулькибаева, Л.М. Фридман, М.А. Драпкин и др. [168].

Реализуя дифференциацию при решении задач разные авторы [33, 48, 50, 72, 80, 84, 92, 99, 100, 102, 113, 114, 125, 127, 136, 146, 161] опираются на различные функции задачного метода, представленные в табл. 4.



Таблица 4 - Основные функции, на которые опираются различные авторы, реализуя дифференциацию учебно-воспитательного процесса средствами задачного метода

Авторы	Функции задачного метода
	Вводно-мотивационная	Обучающая	Развивающая	Воспитывающая	Иллюстрирующая	Управляющая	Контрольно-оценочная
1	2	3	4	5	6	7	8
Н.В. Лезина [100]		+	+			+	+
С.А. Козлов [84, с. 57]		+	+
М.Д. Крылова [92, с. 23-24]							+
А.И. Бугаев, С.А. Полетило [33]		+	+
В.Т. Гороновская, А.В. Самсонова [48, с. 40-42]	+	+	+			+
Н.А. Гринченко [50]	+			+
Р.Е. Тимофеева [161, с. 53-54]	+	+	+	+		+
А.М. Левашев [99, с. 30-32]		+	+			+
Л.Н. Ишменева [72, с. 30]							+
Л.А. Кирик [80]		+	+			+	+
А.Е. Марон [113]							+
Е.С. Рубанский [146]		+	+
Д.И. Пеннер и др. [136]							+
Л.Д. Мунчинова [125]		+	+				+
Н.К. Мартынова [114]							+
И.А. Леонс [102]		+	+				+
Ю.Я. Немытченко [127]		+	+

Различные авторы при реализации дифференциации в обучении физике в зависимости от целей и задач, решаемых ими, предлагают по-разному выстраивать систему задач.

Так, например, И.Э. Унт различает индивидуализированные задания, которые учитывают: 1) уровень знаний, умений и навыков учащихся; 2) общие и специальные способности; 3) учебные умения; 4) познавательные интересы. В связи с этим автор предлагает следующие виды индивидуализированных заданий: 1) обязательные задания, назначенные учителем; 2) предложенные учителем альтернативные задания, т.е. выборочные; 3) задания, приведенные учителем для добровольного выполнения; 4) добровольные задания, содержание которых находит сам ученик. Альтернативные и выборочные задания, в свою очередь, автор делит на два вида: 1) задания с более или менее одинаковой степенью трудности; 2) задания с различной степенью трудности [170].

А.Н. Малинин, применяя дифференциацию при решении физических задач, классифицирует последние, основываясь на три уровня познания: экспериментальный, эмпирический и теоретический. По мнению автора, задачи в соответствие с данным подходом, можно классифицировать следующим образом: 1) экспериментальная, эмпирическая, теоретическая задачи; 2) экспериментально-эмпирическая, эмпирико-теоретическая, экспериментально-эмпирико-теоретическая задачи [112].

В работах Л.А. Кирика [80] задачи разбиваются на четыре уровня: начальный, средний, достаточный и высокий. Начальный уровень, как пишет автор, можно предлагать учащимся, у которых есть проблемы при изучении физики (пропущено много уроков по болезни или другой причине). Средний уровень предназначен для среднеуспевающих учащихся и соответствует обязательным программным требованиям. Достаточный уровень предназначен для хорошо успевающих учащихся, применяющих свои знания в стандартных ситуациях. Высокий уровень требует от учащихся более глубоких знаний, умение проявлять творческие способности. Этот уровень можно использовать для подготовки учащихся к олимпиадам.

А.Е. Марон задачи, используемые на контрольных работах, разбивает на три уровня [113].

О.Р. Шефер при разработке системы учебно-познавательных задач комплексного характера выделила несколько уровней таких задач [190]:

подсистемный, при решении задач данного уровня используются знания-описания и знания-предписания одного раздела физики;

внутрисистемный, при решении задач данного уровня используются знания-описания и знания-предписания двух и более разделов физики;

межсистемный, решение задач происходит на основе межпредметных связей, т.е. используются знания-описания и знания-предписания из двух и более учебных предметов;

смешанный, решение задач данного уровня требует применения знаний-описаний и знаний-предписаний из двух и более разделов физики и других предметов естественно-математического цикла.

Н.Н. Грязева, разрабатывая систему творческих задач по физике, опирается на степень определенности содержания данных задач и делит их на три типа [51]:

творческие задачи, в содержании которых указаны цель деятельности, предмет и метод. Необходимо определить средства, использование которых привело бы к ответу на вопрос задачи, и способ ее решения.

творческие задачи, в содержании которых указан предмет, цель деятельности учащихся необходимо переформулировать, чтобы задача была более податлива к решению (переформулировать требование задачи).

творческие задачи, в содержании которых указан предмет, задана цель деятельности. Необходимо определить средства, выбрать метод и способ ее решения.

Как отмечает автор, задачи первого типа для учащихся являются наиболее легкими, а задачи третьего типа - трудными.

А.М. Левашев, выстраивая систему количественных задач, делит их на два типа: одноуровневые и многоуровневые. Говоря о многоуровневых задачах, автор имеет ввиду многоступенчатые задачи, «состоящие из нескольких относительно самостоятельных задач, связанных между собой по содержанию, дополняющих и развивающих друг друга» [99, с. 30]. Анализ задач, приведенных А.М. Левашевым, показал, что это задачи, выполняемые в основном в одно (максимум в два) действия, просто в задаче, которую автор называет многоступенчатой, несколько требований выполняются в задаче независимо друг от друга. Также автор многоуровневой называет задачу, выполняемую по алгоритму, что, по нашему мнению, делать нельзя, т.к. алгоритм подразумевает набор операций, приводящих к правильности решения, и его дробить нельзя.

При выяснении сложности задачи В.С. Цетлин рекомендует учитывать, что в их структуру входят два компонента: 1) предписываемая деятельность учащегося и 2) материал, на котором эта деятельность будет осуществляться [182, с. 50]. Автор отмечает, что при построении системы упражнений необходимо учитывать: 1) количество данных в условии, подлежащих учету и взаимному соотношению (чем больше данных, тем сложнее задача); 2) число промежуточных операций, логических звеньев, которые необходимо пройти, чтобы найти решение.

При групповой учебной деятельности задачи для решения, по мнению А.И. Бугаева и С.А. Полетило, необходимо подбирать таким образом, чтобы каждая следующая включала в себя составным элементом предыдущую (или предыдущие) и была сложнее [33, с. 29]. По мнению авторов, это позволяет продвигаться вперед постепенно, сделать каждую задачу посильной для слабоуспевающих, обеспечивает полную занятость наиболее подготовленным.

При этом некоторые авторы опираются, в основном на структурную сложность задачи и ее решения [80, 100, 102, 113], а некоторые - на трудность [99, 112, 51]

Методика использования системы задач в условиях дифференциации обучения физике, выстраиваемая различными авторами, совершенно различна.

Так, например, Н.В. Лезина проводила исследования в 10-х классах. Автор делила класс на 3 рабочие группы. В первую группу вошли учащиеся, которые не проявляли никаких способностей к физике, во вторую - у которых нет ярко выраженных способностей, в третью - способные к изучению физики дети. Несмотря на предварительные результаты, деление учащихся автор предлагает проводить в соответствие с желанием учащихся. Для наиболее эффективного обучения Н.В Лезина предлагает использовать сочетание коллективной, самостоятельной и индивидуальной форм работы. Учащимся предлагались различные многоуровневые задания, и четко определялась работа каждой группы. Сформированность умений решать физические задачи проверялась с помощью самостоятельных серийных работ и завершающей работы (урока-зачета). На уроке-зачете ученикам предлагались три комплекта заданий. Первый комплект представлял собой набор недифференцированных заданий для проверки теоретических знаний учащихся - контрольный тест с выбором ответа. Они предназначались всем учащимся. Второй комплект представлял собой экспериментальные задания для второй и третьей группы, которые учащимся сообщались за несколько недель до зачета. Третий комплект заданий состоял из двух вариантов. Первый, рассчитанный на базовый уровень, включал в себя количественные и качественные задачи, предназначенные для решения учащимися первой группы. Второй вариант содержал задачи по переносу знаний в новые ситуации и предназначен для учащихся второй и третьей групп [100]. Автор пишет, что такая система приводит к улучшению результатов обучения и продвижению умения решать задачи учащимися.

С.А. Козлов предлагает в классах с углубленным изучением физики решать исследовательские задачи, применяя элементы дифференциации. Для этого класс делится на малые группы, состоящие из 2-3 человек. Автор рекомендует не ограничивать время решения задач и ,по возможности, использовать «долгоиграющий» характер для поддержания длительного состояния поиска у учащихся [84].

М.Д. Крылова предлагает дифференцированно подходить к контролю знаний учащихся, устанавливая разные требования к усвоению учебной информации по одному и тому же вопросу [92]. В основу методики автор кладет следующее:

три уровня развития познавательных способностей: знание, понимание, применение;

три степени сложности мыслительной деятельности: первый уровень соответствует умению выполнять отдельные элементарные операции, знания характеризуются запоминанием отдельных формул, законов, единиц измерения, физических величин и умением их узнавать; второй - знанию и осознанию выполняемых операций, требующих более сложных умственных действий, умение устанавливать причинно-следственные связи, решать простейшие задачи, интерпретировать несложные схемы и графики; третий (высший) соответствует осознанному выполнению операций, требующих сложных умственных действий, умений решать задачи с нестандартными условиями в несколько действий и знаний из разных областей, а также применять теорию к конкретным ситуациям и в новых условиях; этот уровень предполагает умение творчески перерабатывать информацию, в результате чего создавать нечто новое.

Для контроля знаний автор предлагает задания 3-х уровней. Выполнение каждого уровня оценивается определенной оценкой. Выполняемый уровень учащиеся выбирают сами [92].

Н.Н. Скаткова предлагает разбить учащихся на 4-5 групп. Группы создаются разноуровневые. Каждой группе дается посильное задание. Автор предлагает применять данную методику на уроках по изучению новой темы, повторении и обобщении [151].

По мнению Р.Е. Тимофеевой, целесообразным для детей Севера является процесс обучения в виде системы заданий различного уровня сложности, что соответствует стремлению учеников к самостоятельности [161]. Однако автор не поясняет, что понимается под уровнем сложности задачи. Так же, по мнению автора, эффективным средством обучения является
включение задач, в содержание которых представлен местный материал, связанный с реальной жизнью региона.

А.М. Левашов предлагает использовать скрытую (неявную) форму уровневой дифференциации [99, с. 30]. На различных этапах урока автор предлагает группам учеников неравные по сложности задания. Для этого А.М. Левашов делит класс на две группы: ведущую и ведомую. Роли этих групп в течение урока меняются несколько раз. Обучение автор предлагает проводить с двумя группами. Причем, ведомая группа выполняет действия попроще, а ведущая посложнее. Этого делать, по нашему мнению также нельзя, т.к. все ученики в классе должны овладеть основными операциями по решению задач.

Л.Н. Ишменева предлагает ученикам задачи различного уровня при определении домашнего задания. Задачи делятся на две части: основная (в нее входит 15 задач, проверяющих основные знания по программе) и дополнительная (в нее входит 5 задач повышенной сложности) [72, с. 29-30]. Система оценок, предлагаемая автором, заключается в следующем: оценка «5» ставится за любые 12 решенных задач, за выполнение дополнительной части ставится дополнительная оценка, но выполнение этой части обязательно для учеников, посещающих факультатив.

Существуют и нестандартные подходы к реализации дифференцированного обучения физике.

Например, В.С. Данюшенков и О.В. Коршунова, реализуя дифференциацию обучения физике в сельских малокомплектных школах, предлагают использовать эмоциональные ситуации на уроках как средство индивидуально-ориентированного обучения физике [57]. При этом авторы делят класс на «физиков» и «лириков». Основными условиями организации учебы с позиции внутренней дифференциации авторы считают «включение» каждого (и «физика» и «лирика») в активную деятельность по усвоению знаний, умений и навыков, причем деятельность посильную для каждого. По мнению авторов, этого можно добиться, если: а) создавать на каждом уроке эмоциональных ситуаций, б) организовывать процесс познания с помощью занимательных ситуаций.

Подводя итоги анализа работ методистов и опыта работы учителей физики в области осуществления дифференцированного обучения учащихся физике средствами задачного метода, можно сделать следующие выводы:

практически все авторы рекомендуют создать систему задач, способствующую осуществлению дифференциации в обучении учащихся физике;

подходы к системе построения физических задач, с помощью которой можно было бы реализовывать дифференцированное обучение, совершенно различны, т.е. нет единого мнения о принципах построения системы физических задач, способствующей реализации дифференцированного обучения учащихся физике;

недостаточно разработано теоретическое обоснование системы построения физических задач, способствующей дифференцированному обучению учащихся физике, т.к. некоторые авторы, выстраивая систему физических задач, опираются на их сложность, а некоторые - на трудность;

не достаточно разработана методика реализации задачного метода как одного из средств дифференцированного обучения учащихся физике, т.к. не учитывается овладение учащимися деятельности по решению физических задач в аспекте формирования у них физических понятий.

Выводы по I главе

Подводя итоги анализа психолого-педагогической литературы, работ методистов и опыта работы учителей физики по проблеме осуществления дифференцированного подхода при обучении учащихся физике средствами задачного метода можно сделать следующие выводы:

Внутреннюю дифференциацию необходимо рассматривать как средство индивидуализации, т.е. такую организацию учебно-воспитательного процесса, в котором учитываются индивидуальные особенности учащихся, объединенных в типологические группы, с целью создания условий для реализации потенциальных возможностей каждого ученика.

Задачный метод как средство дифференцированного обучения учащихся физике необходимо рассматривать через взаимодействие задачной и решающей систем.

Структура задачной системы определяет ее сложность, а индивидуальные особенности решающей системы, т.е. те ресурсы, которыми обладает на данный момент решающая система, определяет трудность задачи для данной решающей системы.

В процессе дифференцированного обучения учащихся физике средствами задачного метода необходимо учитывать одновременно сложность задачной системы и те ресурсы, которыми обладает решающая система на данный момент, т.е. необходимо опираться на трудность задачи (для данной типологической группы) в процессе подбора задач и в процессе их решения.

Систему физических задач для реализации дифференцированного обучения учащихся физике средствами задачного метода необходимо выстраивать таким образом, чтобы происходило целенаправленное усвоение деятельности по решению физических задач в аспекте формирования физических понятий.

Глава II. Система количественных и качественных задач и методика осуществления дифференцированного обучения учащихся физике средствами задачного метода

2.1 Система количественных задач для реализации дифференцированного обучения учащихся физике в основной школе

В процессе изучения физики ученики решают самые разнообразные задачи по содержанию и структуре решения.

В психолого-педагогической и методической литературе одним из практических методов обучения выделяется задачный метод [16, 19, 21, 42, 54, 63, 75, 76, 122, 123, 138, 153, 162, 164, 168, 172, 181, 195]. Наиболее разработан на сегодняшний день задачный метод Н.Н. Тулькибаевой [164].

Выбор этого метода для занятий по физике, как условия дифференцированного обучения, связан с тем, что практически на каждом этапе урока учащиеся сталкиваются с постановкой и решением самых разнообразных задач. Даже вопрос, поставленный учителем «…можно определить как знаковую модель (обычно-словесную формулировку) требования познавательной или коммуникативной задачи (или же части такого требования, относящейся хотя бы к одному из фигурирующих в задаче искомых предметов)» [16, с. 89].

Ю.Н. Кулюткин отмечает, что «…соотношение между двумя главными фазами решения - построением гипотез и их проверкой и коррекцией - оказывается весьма подвижным и неодинаковым у разных испытуемых, что обусловливает различный характер индивидуальных маршрутов в процессе решения одной и той же задачи» [93, с. 97].

Для наиболее успешного применения задачного метода как одного из средств дифференцированного обучения учащихся физике необходимо выстроить систему задач, учитывающую структурную сложность задачи и позволяющую учащимся целенаправленно овладевать деятельностью по решению физических задач в аспекте формирования у них физических понятий.

Системы построения задач и заданий для реализации дифференцированного обучения предложены рядом авторов [51, 65, 80, 99, 112, 170, 190, 195 и др.].

Так, В.И. Загвязинский выделяет следующие типы задач [65]:

репродуцирующие;

вопросы, проверяющие познание;

тренировочные и творческие вопросы по применению знаний;

поисковые познавательные задания.

И.Э. Унт предлагает 3 типа заданий, зависящих в основном от характера предварительных знаний [170]:

позволяющие ученику интегрировать свои предварительные знания и жизненный опыт с новым материалом;

заставляющие ученика кратко повторить новый учебный материал; затем ему представляют материал для обогащения;

заставляющие ученика сразу выполнять обогащающее задание и тем самым освобождающие его от проработки нового материала.

Встраивая систему задач, В.П. Беспалько предлагает их разделить на четыре уровня [23, с. 55]:

I уровень. Если в задаче заданы цель, ситуация и действия по ее решению, а от учащегося требуется дать заключение о соответствии всех трех компонентов в структуре задачи, это деятельность по узнаванию. Учащиеся могут ее выполнять только при повторном восприятии ранее усвоенной информации об объектах, процессах или действиях с ними. Это алгоритмическая деятельность при внешне заданном алгоритмическом описании (с «подсказкой»). Условно мы назвали ее «ученическим» уровнем деятельности;

II уровень. Если в задаче заданы цель и ситуация, а от учащегося требуется применить ранее усвоенные действия по ее решению, это репродуктивное алгоритмическое действие. Учащиеся выполняют его, самостоятельно воспроизводя и применяя информацию о ранее усвоенной ориентировочной основе выполнения данного действия. Такую задачу назовем типовой;

III уровень. Если в задаче задана цель, но не ясна ситуация, в которой цель может быть достигнута, а от учащегося требуется дополнить (уточнить) ситуацию и применить ранее усвоенные действия для решения данной нетиповой задачи, это продуктивное действие эвристического типа. Учащиеся в процессе выполнения деятельности добывает субъективно новую информацию в ходе самостоятельной трансформации известной ориентировочной основы типового действия и построения субъективно новой ООД для решения нетиповой задачи. Это эвристическая деятельность, выполняемая не по готовому алгоритму или правилу, а по созданному или преобразованному в ходе самого действия;

IV уровень. Если в задаче известна лишь в общей форме цель деятельности, а поиску подвергаются и подходящая ситуация и действия, ведущие к достижению цели, это продуктивное действие творческого типа, в результате которого создается объективно новая ориентировочная основа деятельности. В процессе выполнения деятельности добывается объективно новая информация. Человек действует «без правил», но в известной ему области, создавая новые правила действия, - творческая (исследовательская деятельность).

Такое построение системы задач ориентировано в основном на предварительные знания, усвоенные учащимися ранее, но никак не учитывает структуру самой задачной системы.

Е.В. Ермакова под системой задач понимает их множество, упорядоченное на основе общей цели использования и характеризуемое определенной последовательностью введения в учебный процесс [61, с. 99].

Какова бы ни была система задач, она должна строится на определенных количественных и качественных характеристиках, отражающих степень сложности задач данной системы и степень трудности задач.

«В процессе решения задач, - пишет А.Ф. Эсаулов, - педагог остро нуждается в классификации задач по степени сложности так, чтобы более простая в структурном отношении задача от более сложной отличалась конкретными количественными и качественными характеристиками» [195, с. 93]. Причем, по мнению автора, система задач для реализации дифференцированного обучения строится таким образом, чтобы каждая задача включала в себя элементы предыдущих. «Человек решает задачу с помощью последовательных, а не хаотичных проб. Опираясь на свой прошлый опыт, он уже при первом знакомстве с задачей может отбрасывать часть ее данных, зафиксированных в условии как абсурдные, и уточнять, дополнять другие, как наиболее приемлемые для успешного решения. В процессе преобразования компонентов задачи человек с помощью характерных для него мыслительных проб предвидит последствия операций с теми или другими исходными данными и, тем самым, отбирает одни способы решения и отбрасывает другие» [195, с. 121].

Ряд авторов, опираясь на теорию графов [22, 40, 54, 83, 154, 183 и др.], предлагают алгоритмы разбиения количественных задач на уровни сложности [185, 188]. Однако исследования показывают, что с помощью теории графов разбиение задач на уровни сложности получается слишком детализированным. Так, например, исследования Н.П. Чьямовой и И.С. Кычкина показывают, что относительная сложность задач по механике доходит до 15-20. Наши собственные исследования задач по темам «Тепловые явления» и «Изменение агрегатных состояний вещества» [104] показывают, что относительная сложность задач доходит до 5-8.

Такое детальное разбиение, на наш взгляд, невозможно применить при дифференцированном обучении, особенно в классах с большой накопляемостью (>25 человек), каковыми являются в основном классы городских школ.

Невозможность данного разбиения для реализации дифференцированного обучения диктуется тем, что класс, в основном разбивается на три группы. При таком количестве групп, по мнению многих дидактов и методистов, наиболее оптимально можно применять дифференцированное обучение.

Можно применить другой подход при построении системы задач. Сложность структуры решения задач возможно определить с помощью пооперационного анализа, предложенного А.В. Усовой [172] и реализованного в работах Н.Н. Тулькибаевой и И.И. Прониной [167]. Авторы выделяют следующие операции, выполняемые при решении количественных задач:

Краткая запись условия задачи.

Краткая запись требования задачи.

Перевод единиц в систему СИ и обратно.

Выполнение схематического чертежа, рисунка (для 9 класса).

Запись основного уравнения.

Получение соотношений между условием и требованием задачи (получение решения в общем виде).

Запись дополнительных уравнений.

Нахождение дополнительных данных (из графика, таблиц).

Вычисление неизвестной величины.

Проверка правильности полученного ответа действием с наименованиями.

Запись ответа.

Если взять элементарную задачу, то для ее решения необходимо выполнить операции 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11. Примером такой элементарной задачи может служить следующая: «Вычислите среднюю скорость лыжника, прошедшего путь 20 км за 3 ч». Такой задачи можно было бы присвоить первый уровень сложности.

Однако, в школьном курсе физики существуют темы, элементарные задачи в которых не могут быть решены без привлечения справочных данных. Например, задачи по теме «Тепловые явления». Решение элементарных задач на данную тему предполагает выполнение операций 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 11, т.е. решение задач данной темы предполагает выполнение уже не восьми, а девяти операций. Тогда, опираясь на пооперационный анализ выполнения решения, мы должны присвоить такой задаче второй уровень сложности. В результате первого уровня задач по данной теме не будет.

«Элементы, входящие в структуру задачи, соединены определенными логическими связями. Если условие задачи заключает одну элементарную связь, то задача может быть названа простой; задача, включающая несколько элементарных связей будет уже сложной» [27].

«Применение отдельного соотношения (определения, закона, принципа и т.п.), - пишет В.И. Сосновский, - можно называть решением элементарной задачи» [153, с. 10]. По мнению автора, решение любой расчетной задачи целесообразно рассматривать как решение некоторой совокупности взаимосвязанных элементарных задач. Причем, «…наметить план решения задачи - значит определить в основных чертах, на какую систему элементарных задач должна быть разбита основная» [153, с. 10]

По мнению В.С. Цетлин [182] сложность задачи зависит от:

количества данных в условии, подлежащих учету и взаимному соотнесению (чем больше данных, тем сложнее задача);

числа промежуточных операций, логических звеньев, которые необходимо пройти, чтобы найти решение.

При построении системы количественных задач для реализации дифференцированного обучения учащихся физике в основной школе нами были проведены исследования, которые показывают, что в целом задачи можно разбить по характеру применения усвоенных знаний.

Анализ понятий «задача» и «решение задачи» привели нас к выводу, что при построении системы задач для реализации дифференцированного обучения, необходимо учитывать следующие условия:

количество объектов в задаче;

количество явлений, происходящих с объектом (объектами);

система знаний, используемая при решении задачи;

способ или метод решения (известен или нет).

Например, В.И. Сосновский [153, с. 6] графически предъявляет состав задачи (рис. 1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

где: С - ситуация;

МС - модель ситуации;

Т - требование задачи;

ИД - исходные данные;

ФКЗ - физическая картина задачи.

Нами выполнен анализ количественных задач, который показывает, что их можно разбить на 4 типа.

В содержание задач 1-го типа входят один объект и одно физическое явление, происходящее с объектом. Решение данных задач предполагает использование знаний, приобретенных по пройденной теме. Способы и методы решения известны. Приведем примеры таких задач.

Задача 1. Лифт поднимается равномерно со скоростью 10,8 км/ч. За сколько времени поднимется лифт на высоту 90 м?

Задача 2. Определите массу ведра с водой, на которое действует сила тяжести 0,12 кН.

Задача 3. Некоторое тело производит на поверхность давление в 1 кПа, действуя на эту поверхность с силой 50 кН. Чему равна площадь поверхности тела?

Также в задачи данного типа входят задачи со скрытыми данными (справочные величины, которые необходимо найти в справочнике).

Задача 4. Какое давление на дно сосуда оказывает слой керосина высотой 0,5 м?

Задача 5. Определите объем куска алюминия, на который в керосине действует архимедова сила величиной 0,12 кН.

Задача 6. Стальная деталь массой 0,02 т при обработке на токарном станке нагрелась на 50 °С. Какое количество теплоты пошло при обработке на нагревание этой детали?

Применяя теорию графов для анализа структуры этих задач (рис. 2), можно увидеть, что данные задачи имеют одинаковую сложность.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Если применить к данным задачам пооперационный анализ, предложенный Н.Н. Тулькибаевой [164] и примененный И.И. Прониной при определении уровня достижения учащихся [167], то сложность приведенных выше задач практически одинакова. 1-3 задачи отличаются от 4-6 одной операцией: нахождение дополнительных данных (из графика, таблиц). Однако, во время прохождения данных тем ученики обучаются работать с таблицами справочных данных. К тому же, все приведенные выше задачи решаются при помощи одной элементарной операции. Поэтому и задачи 4-6, и задачи 1-3 по сложности одинаковы.

В содержание задач 2-го типа входят один объект и одно явление или несколько объектов и одно явление. Решение данных задач предполагает использование знаний не только по пройденной теме, но также из тем, пройденных ранее, т.е. использование системы физических знаний. Также к данному типу задач можно отнести задачи, в которых участвуют несколько объектов, с которыми происходит одно явление, т.е. использование системы объектов. Способы и методы решения известны. Некоторые исследователи называют такие задачи составными [117].

...