Аналіз результатів вхідного контролю знань з фізичних основ механіки студентів технічного університету

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Основне завдання технічних університетів полягає у підготовці інженерів широкого профілю, кваліфікація яких повинна відповідати світовим стандартам [1, с. 64]. При цьому курс фізики, як відомо, становить фундаментальне підгрунтя технічної освіти. Однак, численні педагогічні дослідження та багаторічний досвід роботи вказують на достатньо низький рівень залишкових знань з курсу фізики випускників загальноосвітніх навчальних закладів. Вище вказане призводить до появи труднощів під час вивчення курсу загальної фізики у більшості студентівпершокурсників технічних університетів. Тобто, виникає деяка віддаленість між курсом фізики загальноосвітньої школи та курсом фізики, який читається в технічному університеті. Останнє призводить до порушення принципу наступності в процесі вивчення фізики. Як наслідок, низький рівень фізичної освіти студентів у подальшому не сприяє засвоєнню ними ряду природничих і загальнотехнічних навчальних дисциплін, для яких фізика є базовим предметом, і в майбутньому негативно відобразиться на рівні їх професійної підготовки.

Подолати віддаленість між курсами фізики, що читаються в загальноосвітній школі та технічному університеті, може вхідний контроль знань, умінь та навичок студентів першого курсу з вказаної навчальної дисципліни. Вхідний контроль є однією з форм здійснення наступності між середньою і вищою школами в процесі неперервної освіти, що дозволяє об'єктивно оцінити рівень і структуру залишкових знань з курсу фізики загальноосвітньої школи на момент початку навчання у закладі вищої освіти (ЗВО) і цілеспрямовано скоректувати навчальний процес, здійснити індивідуальний, диференційований підхід до студентів. За результатами проведення вхідного контролю можливо розробити алгоритми дій щодо подолання труднощів, які виникають у студентів-першокурсників на початку вивчення фізики в технічному університеті.

Успішне використання тестових методик під час проведення контролю знань, умінь та навичок студентів з фізики було обґрунтовано в роботах Аванесова В.С., Атаманчука П.С., Богатирьова О.І., Кулик Л.О., Кулішенка В.М., Матвійчука О.В., Пастушенка С.М., Подласова С.О., Сергієнка В.П., Ткаченко А.В. та багатьох інших вчених. У багаточисленних наукових статтях та дисертаційних роботах представлені ті чи інші системи тестових завдань до вхідного контролю з фізики. Зазвичай, типовий тест до вхідного контролю складався з 12-20 питань, до яких наводилося 3-4 варіанти відповідей, одна з яких була правильна. Однак, робіт, в яких були б представлені завдання на самостійне відтворення відомих законів і співвідношень з фізики з метою розв'язання задач студентами-першокурсниками технічних університетів у літературі не знайдено.

Тому мета статті полягала в аналізі рівня загальноосвітньої підготовки з фізичних основ механіки студентів першого курсу технічного університету за допомогою вхідного контролю, завдання якого містили задачі з вказаного розділу фізики.

Відомо, що протягом вивчення курсу загальної фізики проводяться наступні види контролю знань та умінь студентів: вхідний, поточний, тематичний, модульний та підсумковий. Вхідний контроль це контроль знань та умінь студентів із загальноосвітнього курсу фізики, що проводиться на початку семестру, в якому вивчається відповідний курс загальної фізики [2, с. 179]. Необхідно відзначити, що курс загальної фізики у технічних ЗВО починається, як правило, з вивчення фізичних основ механіки. Тому, насамперед, важливо перевірити знання та уміння студентів саме з шкільного курсу механіки. Крім того, закони, принципи та основні поняття механіки є основою для подальшого вивчення загальнотехнічних дисциплін, таких як: теоретична механіка, опір матеріалів, теорія механізмів і машин, гідравліка, матеріалознавство та ін. Отже, саме з вищевказаних міркувань на вхідному контролі знань з фізики студентам було запропоновано завдання з механіки.

Під час вибору завдань до вхідного контролю та його проведення було враховано наступне: завдання повинні бути доступними для розв'язання; результати контролю повинні бути достовірними; час, що виділявся на вхідний контроль, не повинен був перевищувати 30 хв.

Для забезпечення доступності завдань вхідного контролю було проаналізовано програми 10-11 класів, за якими вивчають фізику у загальноосвітніх навчальних закладах. На сьогодні випускники вищезгаданих навчальних закладів, що вступають до ЗВО, навчаються за різними програмами, які передбачають вивчення фізики за різними рівнями підготовки: на рівні стандарту, на академічному рівні та на рівні профільного навчання [3]. Проаналізувавши програми з фізики різних рівнів підготовки, завдання до вхідного контролю були підібрані таким чином, щоб рівень їх складності не виходив за рамки програми з фізики рівня стандарту. Тобто, завдання, що пропонувалися, були доступними для усіх студентів, незалежно від того, за яким рівнем підготовки вони вивчали фізику у загальноосвітніх навчальних закладах.

Щоб результати вхідного контролю були достовірними, студентам було заборонено використовувати допоміжні засоби (мобільні телефони, підручники і т.п.) та спілкуватися один з одним (контроль проводився у великій аудиторії, де кожен студент мав можливість працювати за окремим столом). Числові дані в завданнях були підібрані таким чином, щоб студенти могли виконувати обчислення без використання калькулятора.

В сучасних умовах, коли кількість годин, що виділяються на проведення практичних занять і так недостатня [4, с. 140], витрачати усю пару (80 хв.) на проведення вхідного контролю виглядає недоцільним. Тому для забезпечення оперативності до вхідного контролю було підібрано лише 5 завдань з механіки, кожне з яких складалося з двох частин. Тобто, студентам пропонувалося розв'язати 10 нескладних задач з механіки. Час, що виділявся на розв'язання кожної задачі не повинен був перевищувати 3 хв. Отже, за таких умов вхідний контроль тривав не більше 30 хв.

Завдання до вхідного контролю знань та умінь студентів з механіки наведені нижче.

1. Автомобіль рухається рівномірно зі швидкістю 72 км/год. Визначити: університет тестовий студент

1.1. Відстань S, яку проходить автомобіль протягом 1 с.

1.2. Проміжок часу t, за який автомобіль проходить шлях 1 км.

2. Автомобіль розвиває швидкість 108 км/год за 6 с (стартуючи з місця). Визначити:

2.1. Прискорення автомобіля a.

2.2. Шлях S, який проходить автомобіль за 6 с.

3. Автомобіль рівномірно рухається по колу радіусом 500 м зі швидкістю 72 км/год. Визначити:

3.1. Кутову швидкість автомобіля о .

3.2. Доцентрове прискорення автомобіля an .

4. Тіло масою 1 кг рухається рівномірно і прямолінійно зі швидкістю 2 м/с. Визначити:

4.1. Кінетичну енергію тіла K .

4.2. Імпульс тіла P .

5. Матеріальна точка здійснює гармонічні механічні коливання за законом синуса. Амплітуда гармонічних коливань A = 10 см, період коливань T = 4 с, початкова фаза коливань ф = 0 .

5.1. Визначити циклічну частоту коливань о .

5.2. Записати рівняння гармонічних механічних коливань матеріальної точки X(t).

Як видно, перші три завдання були з кінематики, четверте завдання на визначення імпульсу і кінетичної енергії поступального руху тіла, п'яте завдання на гармонічні механічні коливання. Максимальна кількість балів, яку могли отримати студенти, 10 балів (кожна вірно розв'язана задача 1 бал).

Таким чином, вхідний контроль було проведено на перших практичних заняттях у 2016-2017 та 2017-2018 навчальних роках у 6 академічних групах першого курсу, що навчаються за спеціальностями 274 «Автомобільний транспорт» (2 групи), 275 «Транспортні технології» (2 групи), 131 «Прикладна механіка» та 015 «Професійна освіта(транспорт)». Загальна кількість студентів, що прийняла участь у вхідному контролі у 2016-2017 навчальному році, становила 121 особу, в 2017-2018 році 127 осіб.

Результати вхідного контролю з фізичних основ механіки представлено на рис. 1. На вказаному рисунку видно, яка кількість студентів (у відсотках, оскільки в зазначених двох навчальних роках у вхідному контролі приймала участь різна кількість осіб) із загальної кількості розв'язали ту чи іншу задачу з механіки.