Постановка та обґрунтування актуальності проблеми. Формування нового постіндустріального суспільства, технологічного укладу, що супроводжує цей процес, створює нові вимоги суспільства до освіти [8]. Ці об'єктивні чинники передбачають реформування освітньої системи, освітніх процесів, ядра та змісту природничих дисциплін, серед яких провідне флагманське роль відіграє фізика.

Перед шкільним курсом фізики (ШКФ) на сучасному етапі розвитку суспільних відносин стоїть багатогранна, комплексна задача, реалізація якої здійснюється через досягнення тих завдань, які суспільство висуває до світоглядних наук.

Так, "Фізика. Навчальні програми для загальноосвітніх навчальних закладів. 10-11 клас" визначає, що "Завданнями курсу фізики старшої школи є:

формування в учнів системних знань з фізики та набуття відповідних умінь і навичок їх практичного застосування;

оволодіння учнями науковим стилем мислення та методами фізичних досліджень, як методологією природничо-наукового пізнання, формування цілісного уявлення про сучасну природничо-наукову картину Всесвіту та усвідомлення ролі фізики у її побудові;

оволодіння учнями методами, прийомами та алгоритмами розв'язання фізичних задач;

набуття учнями експериментальних умінь планувати та проводити фізичні дослідження, досліди та експерименти, коректно здійснювати фізичні вимірювання та здійснювати обробку їх результатів, працювати в команді тощо;

формування в учнів на основі знань з фізики, математики, інших предметів, а також умінь та навичок їх практичного застосування, відповідних компетенцій;

набуття учнями навичок пошуку, відбору, аналізу, структурування, узагальнення та синтезу нової інформації; висування гіпотез, здійснення висновків" [15, с.11].

Результатом реалізації цих завдань має стати створення умов для розуміння та усвідомлення учнями фізичного змісту того, що вони вивчають, набуття ними компетентностей, завдяки яким молоді люди зможуть знайти свою нішу в сучасному постіндустріальному суспільстві, отримають можливості подальшого розвитку.

Одним із засобів досягнення комплексної мети та завдань, що стоять перед шкільним курсом фізики є використання у навчальному процесі фізичних задач. Під фізичною задачею розуміють невеличку проблему, яка вирішується на основі методів фізики, з використанням в процесі розв'язання логічних умовиводів, фізичного експерименту і математичних дій [11, с.319].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Серед науковців фізики немає однозначної думки та єдиного підходу до класифікації фізичних задач [2; 4; 5; 7; 9; 10; 11; 12; 13]. Їх класифікують за різними ознаками: за змістом, за призначенням, за глибиною дослідження питання, за способами розв'язання, за способами завдання умови, за ступенем складності, за дидактичною метою і т.д.

Серед всього різноманіття задач існує цікавий тип задач - оцінювальні задачі, які у шкільному курсі фізики використовуються дуже рідко, але цікаві своєю сутністю та обсягом завдань, які ними охоплюються. Проблема оцінювальних задач у дидактиці фізики малодосліджена, хоч ці задачі по - суті є комплексними невеличкими фізичними дослідженнями, моделлю наукового пошуку.

Мета статті: розкриття сутності, особливостей та основних завдань, які дидактика фізики висуває до оцінювальних задач, місце цих задач у освітньому процесі шкільного курсу фізики.

Методи дослідження:

Емпіричні: спостереження за навчальним процесом із фізики, цілеспрямоване вивчення структури і змісту ШКФ.

Теоретичні: системний та порівняльний аналіз літератури з проблеми оновлення змісту ШКФ відповідно до актуальних напрямків розвитку фізичної науки та потреб суспільства.

Виклад основного матеріалу дослідження. У методичній літературі оцінювальні задачі зустрічаються порівняно рідко і не мають чіткого визначення. На нашу думку, оцінювальні задачі - це тип задач, призначення яких моделювати розглядувані явища чи процеси та описувати його фізичний та математичний зміст за умови відсутності або мінімізації чисельних даних з покроковим аналізом істотних та неістотних чинників і умов, що впливають на характер протікання досліджуваного явища чи процесу, а результатом розв'язку є отримання кінцевих формул у загальному вигляді та наближених чисельних значень шуканих величин, співставних з реальними та достовірними.

Яка мета використання задач такого типу у шкільному курсі фізики? В чому полягають особливості оцінювальних задач? Яке місце цих задач серед інших?

Фізичні задачі шкільного курсу фізики, як правило, діляться на розрахункові та якісні. Учні з більшим зацікавленням розв'язують якісні задачі, які описують реальні явища та процеси оточуючого їх світу. А розрахункові? Чому вони більш складні і менш очікувані у школярів? Для цього потрібно відповісти на питання: чи багатьом з учителів чи учнів цікаво розраховувати параметри електрона, який влетів у магнітне поле чи примхи математичного маятника?! Звичайно, знаходяться і такі учні, яких цікавить виключно наукова складова задачі. Це найімовірніше нам попався майбутній вчений-теоретик. Але більшість учнів бажає чогось цікавішого, наочнішого, наближеного до реального життя.

У таких задачах отримання відповіді неодмінно призведе до порівняння з передбачуваною реальною оцінкою, а відповідь, що відрізнятиметься від оціночної, буде, найімовірніше, поштовхом для подальшого пошуку правильної відповіді, аналізу, переосмислення, перерахунку та подолання розбіжностей, що виникли.

Тому відсутність можливості довести рішення до чисельного результату у якісних задачах та надмірна теоретизація та віддаленість від реальності у розрахункових задачах об'єктивно призводять до формування ніші проміжних задач оцінювального характеру.

Місце оцінювальних задач між якісними та розрахунковими задачами, між експериментальними та теоретичними задачами творчого характеру. Особливостями цих задач, на нашу думку, є наступне:

в умові задачі або не задаються взагалі або надаються мінімізовані чисельні дані;

розв'язання задачі передбачає аналіз умов та моделювання розглядуваного явища та описання її фізичного та математичного змісту;

виявлення чинників і умови, які будуть найбільш істотно впливати на характер протікання досліджуваного явища, а якими можна знехтувати;

обов'язкове обґрунтування та пояснення кроків та логіки розв'язку задачі;

отримання кінцевих формул у загальному вигляді;

підбір чисельних значень відповідно до індивідуальних уявлень та знань, обрахунок результатів;

аналіз отриманих результатів на предмет реальності та достовірності.

Зрозуміло, що спостерігатиметься деяке відхилення у результатах різних дослідників та при порівнянні з реальними даними. Проте завдання цих задач не отримання правильної відповіді, а формування умінь, навичок та компетентностей школяра проводити оцінку якихось параметрів пропонованих та досліджуваних явищ, отримувати наближені результати та оцінювати дані з похибкою до порядку. Перші ж оцінювальні задачі мають формувати уявлення про існування похибок, які не повинні перевищувати розумних меж.

Яке місце оцінювальних задач в освітньому процесі навчання фізики в школі? Ми вважаємо, що використання оцінювальних задач доцільне:

1. У оцінюванні досягнень учнів високого рівня (задачі високого рівня);

2. При поглибленому вивченні навчального матеріалу;

3. При підготовці школярів до олімпіад;

4. При залученні учнів до дослідницької, проектної, самостійної експериментальної діяльності;

5. У позакласних заходах;

6. При моделюванні та оцінці процесів та явищ (не лише фізичних);

7. При демонстрації прикладного змісту фізики;

8. При мотивуванні школярів до вивчення фізики (особливо на начальному етапі навчання).

Для прикладу розглянемо типову оцінювальну задачу.

Приклад 1. Оцініть об'єм свого власного тіла.

При розв'язанні ми використовуватимемо наближені та оціночні дані. Як розрахувати об'єм людини? На геометрії вивчають знаходження об'ємів правильних тіл: куба, циліндра, конуса, піраміди і т.п. Чи немає іншої, фізичної можливості для обчислення об'єму тіла людини, крім застосування закону Архімеда? Виявляється, що є достатньо проста ідея наближеного обчислення - треба знати середню густину людини (як фізичного тіла). Згадавши, що людина, вдихнувши повітря, може лежати на воді, а видихнувши - починає тонути, легко виконати цю оцінку. Отже, будемо вважати, що маса людини приблизно дорівнює 75 кг, а її густина рівна густині води - 1000 кг/м³. Тоді об'єм однієї людини становить 0,075 м³.

Така порівняно нескладна задача може зацікавити дитину, примусити її замислитись, мотивувати її, посилити міжпредметні зв'язки з математикою, бути використаною у позакласному заході, бути демонстрацією прикладного змісту фізики та інше.

оцінювальна задача дидактика фізика

Використовуючи такого типу задачі, можна отримувати контрольований рефлексивний ефект, що вкрай важливо для формування теоретичного мислення керованого навчання.

Крім суто навчальних, можливі інші застосування оцінювальних задач у освітньому процесі. Має сенс розгляду таких оцінювальних задач, які розраховані на життєвий досвід учнів, екстраполювати такі задачі та сам оцінювальний метод на знайомство на інші, відмінні від фізики області людської життєдіяльності.

Як приклад, можна зазначити, що у навчальній та методичній літературі часто використовуються широковідомі оцінювальні задачі, пропоновані видатними особистостями нашої цивілізації, які, на перший погляд, мало пов'язані з фізикою.

Приклад 2. Відомо, про той факт, що знаменитий вчений, фізик-ядерник Енріко Фермі для з'ясування наукового хисту часто задавав фізикам-початківцям несподівані питання. Одним із таких було запитання: "Оцініть кількість

настройщиків роялів в Чикаго". З одного боку, питання, не має безпосереднього відношення до фізики (окрім приналежності автора запитання), але застосований до розв'язування підхід заснований на широко використовуваному в сучасній фізиці методі оціночних розрахунків. Фермі намагався вчити своїх студентів вирішенню саме таких задач, результат яких перевірити не так просто. Тобто Фермі за допомогою оцінювальних задач формував науковий та дослідницький стиль мислення своїх студентів.

Енциклопедія "Фізика. Аванта + " [1, с.287] наводить один із способів вирішення цього завдання, який ми адаптували до українського суспільства:

Населення Києва порядку 3 мільйонів осіб. При середньому розмірі родини у 3 особи, можна рахувати, що у місті мешкає приблизно 1 мільйон родин. Напевно, кожна 20 родина має рояль чи піаніно. Кожен з цих 50000 музичних інструментів раз на рік-півтора потребує налаштування. Тобто настройщиків у Києві викликають приблизно 33000 разів на рік. Якщо рахувати, що робочих днів 250, а налаштування займає цілий день, то приблизна кількість настройщиків 100-120 осіб.

Приклад 3. Французький письменник Антуан де Сент-Екзюпері якось сказав, нібито все людство можна розмістити на невеликому острівці в Тихому океані. Оцініть розміри найменшого острова, придатного для цієї мети.

Чим ця задача не може бути епіграфом до якогось уроку і мотивацією до роздумів?

Приклад 4. Оцініть, як швидко пройде повз Вас потяг інтерсіті Hyundai?

Розв'язок: У кожному вагоні знаходиться 9 купе шириною по 2 м, та санітарні приміщення, тому оцінимо довжину вагона в 30 м. У поїзді 9 вагонів і локомотив, значить довжина поїзда ~ 300 м. Швидкість поїзда 120 км/год ~ 30 м/с. Шуканий час 300 м: 30 м/с = 10 с.

Така собі задача із життя. А як задачі типу можливо придумати кожному вчителю? Можна взяти майже будь-який реальний життєвий процес:

оцініть який тиск створює кулькова ручка під час написання у зошиті;

з якою швидкістю вдарить людину кінець грабель, на які вона наступила.

Одна лише засторога: щоб не втратити авторитет, учителю потрібно самому вміти розв'язувати задачі і пропонувати такі задачі, які по силам як учням, так і самому педагогу.

Висновки з дослідження і перспективи подальших розробок