Содержание к диссертации
Введение
Глава I . Психолого-педагогический анализ проблемы развития интереса к предмету и творчества учащихся
1.1. Научно-методический анализ понятия интереса 21
1.2. Основные этапы развития познавательного интереса у учащихся 33
1.3. Исследования советских и зарубежных психологов и педагогові связанные с проблемой развития способностей и творчества учащихся 45
1.4. Пути и методы формирования сознательного интереса и развития творчества учащихся 59
Глава II. Подготовка и организация олимпиад по физике для учащихся средних школ и опту
2.1. История возникновения и развития олимпиад по физике 74
2.2. Современная структура олимпиад по физике их организация, цели и задачи, стоящие перед различными ее этапами 83
2.3. Анализ заданий, предлагавшихся на различных этапах олимпиад по физике 91
2.4. Отражение общих тенденций социального развития и научно-технического прогресса в содержании олимпиадных заданий 107
Глава III. Отбор задач для теоретического и экспериментального туров олимпиад по физике и оценка результатов их выполнения
3.1. Критерии отбора задач для теоретического тура олимпиад по физике 114
3.2. Критерии отбора задач для экспериментальных туров олимпиад по физике 127
3.3. Оценка олимпиадных работ и ее роль в развитии интереса к изучению физики 143
3.4. Анализ возможных форм применения вычислительной техники для обработки информации, полученной во время проведения олимпиад 158
Глава ІV. Методика подготовки учащихся к олимпиадам по физике, обеспечивающая развитие интереса к предмету и творчества (на основе психологопедагогического анализа данной проблемы)
4.1. Предлагаемая структура олимпиад по физике 165
4.2. Методика подготовки учащихся средних школ и ОПТУ к олимпиадам по физике 170
4.3. Подготовка студентов педагогических институтов к работе по организации и проведению 1,П,Ш эта
пов олимпиад по физике 177
4.4. Результаты педагогического эксперимента 185
Заключение 196
Список литератуш
- Исследования советских и зарубежных психологов и педагогові связанные с проблемой развития способностей и творчества учащихся
- Современная структура олимпиад по физике их организация, цели и задачи, стоящие перед различными ее этапами
- Критерии отбора задач для экспериментальных туров олимпиад по физике
- Методика подготовки учащихся средних школ и ОПТУ к олимпиадам по физике
Введение к работе
Постановления ХХУ и ХХУІ съездов КПСС, июньского (1983 г.) и февральского (1984 г.) Пленумов Щ КПСС, а также Постановление Верховного Совета СССР иОб Основных направлениях реформы общеобразовательной и профессиональной школы" мобилизуют усилия всех работников народного образования для решения задач, стоящих перед современной советской школой. "Призвание школы -формировать у учащихся марксистско-ленинскую убежденность, способность к самостоятельному, творческому мышлению, развивать сознание своей ответственности за судьбы социалистической Родины" /8,с.7/.
В книге "Эксперимент. Теория. Практика" академик ПЛ.Капица обращает внимание на то, "...что достижения науки влияют на общий уровень жизни людей, но в XX в. эти достижения столь значительны, что их применение стало влиять в глобальном масштабе на структуру общества. Этот процесс, называемый научно-технической революцией, приводит к тому, что сейчас нельзя рассматривать проблему обучения молодежи в отрыве от тех социальных изменений, которые вызваны научно-технической революцией" /44, с.244-245/.
Советская методика обучения физике основывается на прогрессивных традициях отечественной психологии и педагогики. Одной из таких традиций является выделение среди различных задач обучения проблемы развития творческих способностей учащихся. Акту- -. 5 -альной задачей сегодняшнего дня является задача совершенствования обучения и воспитания подрастающего поколения! выдвинутая ХХУІ съездом КПСС, "Главное сегодня в том, чтобы повысить качество обучения, трудового и нравственного воспитания в школе... Более полно надо использовать научный потенциал вузов, в которых сосредоточена почти половина всех наших докторов и кандидатов наук" /5,с,60/.
Развитие творческих способностей является длительным и кропотливым процессом, начинать который необходимо как можно раньше, поскольку именно в этом случае можно ожидать наиболее заметных результатов. В нашей работе основное внимание уделено вопросу воспитания активного интереса к предмету и развитию творческих способностей учащихся 7-Ю классов в процессе их подготовки и участия в олимпиадах по физике.
В последнее время во многих экономически развитых странах, в том числе и в нашей стране, наблюдается падение интереса к изучению предметов естественного цикла, что в период широкого развертывания и внедрения результатов научно-технической революции может повлечь за собой ряд негативных явлений, препятствующих планомерному и всестороннему совершенствованию развитого социализма.
Современная реформа школы направлена на преодоление ряда негативных явлений, недостатков и упущений, для чего "...следует усовершенствовать структуру образования, существенно повысить качество общеобразовательной, трудовой и профессиональной подготовки, более широко применять активные формы и методы..." /6,с.40/. Одной из возможных форм развития интереса и творческой активности личности являются олимпиады.
Олимпиады в нашей стране прошли большой путь: от неболь- " б — ших олимпиад в нескольких крупных городах до олимпиад в каждой школе» районе» области» республике и в настоящее время достиг-ли международного уровня.
Основной причиной возникновения и развития олимпиадного движения была заинтересованность ведущих вузов в отборе наиболее подготовленной молодежи. В связи с этим на первом этапе развития олимпиад основной задачей» стоящей перед ними» была задача выявления наиболее одаренных и способных учащихся. В настоящее время круг задач, решаемых олимпиадами, существенно расширился. Современные олимпиады позволяют решать ряд задач: развивать устойчивый интерес к предмету» оказывать помощь учащимся в выборе профессии; привлекать наиболее способную молодежь в вузы; использовать преподавателей, студентов вузов и специалистов научно-исследовательских и проектных организаций в активной работе со школьниками; подводить итоги работы факультативов, кружков, секций, ученических научных обществ, многих форм внеклассной и внешкольной работы.
Приведем сложившуюся к настоящему времени: структуру олимпиад. Первым этапом Всесоюзной олимпиады являются школьные олимпиады. Проводятся они силами школьных учителей, а участвовать в них могут все желающие учащиеся. Следующим этапом олимпиады являются районные олимпиады, обычно его называют вторым этапом. В третьем - областном (в больших городах - городском)- этапе участвуют победители районных олимпиад. В некоторых республиках вместо областных олишиад проводятся республиканские. В РСФСР олимпиады имеют особенность, связанную с существенной территориальной удаленностью отдельных областей, поэтому Рос- . -. 7 -сийские республиканские олимпиады проходят одновременно по четырем зонам» Республиканские олимпиады являются четвертым этапом. Победители зональных олимпиад в РСФСР и других республиканских олимпиад собираются на пятый этап олимпиады - Всесоюзную.
Не случайным является тот факт, что наряду с органами народного образования в организации и проведении олимпиад по физике принимают участие ведущие научно-исследовательские и учебные институты, ЦК ВЛКСМ, общество "Знание", журнал "Квант" и другие научные и общественные организации.
Несмотря на высокий организационный уровень проведения олимпиад, задания для них, зачастую, подбираются случайным образом. Сложность и трудность заданий, предлагаемых школьникам на олимпиадах, к сожалению, определяются лишь на основе опыта, приобретенного членами жюри в процессе их практической работы. Теоретическая основа решения этих вопросов в настоящее время отсутствует.
Кроме того, система олимпиад существует пока как бы вне общей структуры школьного образования по физике и практически недостаточно влияет на развитие интереса к предмету.
Физические олимпиады, как одна из наиболее массовых форм внеклассной работы со школьниками, не могут носить обособленный характер и быть оторванными от всего учебного процесса. Олимпиада в современных условиях должна стать как бы составной частью всеобщего среднего образовани, позволяющей целенаправленно управлять развитием интереса учащихся к предмету и стимулировать их творчество. Необходимо теоретически решить вопрос о методике подготовки и проведении олимпиад, а также вопрос о трудности и сложности олимпиадных заданий, чтобы их подбор не был случайным. Это особенно важно в настоящее время,. т. Q т. так как в олимпиадах по физике ежегодно принимает участие уже более 3-х миллионов учащихся, а не сотни и тысячи, как этх> было на первых порах развития олимпиадного движения в нашей стране.
Учет высказанных выше недостатков в организации и проведении олимпиад, а также более глубокий анализ их содержания, проведенный нами на этапе констатирующего эксперимента, дают возможность утверждать, что несмотря на массовость олимпиадного движения в нашей стране и его более чем сорокалетнюю историю развития, содержание и методика организации их не удовлетворяет требованиям сегодняшнего дня: не определены цели и задачи, стоящие перед олимпиадами на I и II этапах, являющимися самыми массовыми; теоретически не разработаны критерии отбора задач как для теоретических, так и экспериментальных туров различных этапов олимпиады; при организации олимпиад не учитывается углубленная подготовка школьников, обучающихся в специализированных классах, школах и специальных интернатах; полностью "выпали" из структуры олимпиад учащиеся ОПТУ; не разработана методика проведения олимпиад по физике, позволяющая осуществлять преемственность между различными ее этапами; нет методики подготовки учащихся к олимпиадам, способствующей развитию их интересов и творчества; не разработаны психолого-педагогические основы оценки результатов решения задач участниками олимпиад.
В методических работах чаще всего решение задач, стоящих перед современной школой, связывают с улучшением качества учебных пособий, содержания образования, методики обучения в целом.. - 9 -Решаются задачи формирования научного мировоззрения, политехнической и трудовой подготовки, подчеркивается необходимость единства обучения и воспитания. Однако только решением этих задач не исчерпывается процесс совершенствования обучения. Без продуманной и систематически осуществляемой деятельности по развитию интереса к учению и творческих способностей учащихся невозможно комплексно решить проблему улучшения качества обучения вообще и, в частности, по физике в средней школе.Один из возможных путей решения данной проблемы мы видим в дальнейшем совершенствовании структуры олимпиад, содержания олимпиадных заданий, а также методики их организации и проведения.
Следует отметить, что год от года увеличивается количество сборников задач, составленных из заданий, предлагавшихся учащимся на различных олимпиадах /37, 46, 68, 133, 149 и др./. Они предназначены как учащимся, так и учителям, однако авторы этих пособий чаще всего выполняют функцию "собирателей" задач. Почти во всех сборниках олимпиадных задач отсутствуют методические рекомендации, полезные для учащихся и необходимые учителям для успешного проведения олимпиад. Трудности, связанные с подготовкой и отбором заданий для проведения школьных и районных олимпиад, испытывают, как показывает поисковый эксперимент, не только молодые учителя, но и учителя с большим стажем работы в школе. Подготовкой же победителей олимпиады к последующим турам занимается только очень небольшой процент учителей.
Проблема развития творчества учащихся в процессе обучения занимает значительное место в трудах известных советских ученых в области методики обучения физике (И.Й.Соколова, А.В.Перышки-на, П.А.Знаменского, В.Г.Разумовского, Д.Д.Галанина и др.).
Большой вклад в решение этой проблемы внесли современные - ю - дидакты М.И.Скаткин, И.Т.Огородников, Б.Я.Голант, М.А.Данилов, Б.М.Есипов и др., психологи Н.Г.Морозова, Г.И.Щукина, П.Я.Гальперин, С.Л.Рубинштейн, А.Н.Леонтьев, О.К.Тихомиров, Я.Л.Пона-морев и другие.
Вопрос развития творческих способностей широко исследовался как в психолого-педагогическом аспекте /10, 21, 30, 34, 59, 75, 85 и др./, так и непосредственно, применительно к материалу с физическим содержанием /41, 53, 54, 69, 86, 121 и др./. Одни работы посвящены исследованию развития способности решать физические задачи, другие активизации познавательных интересов на примерах отдельных разделов курса физики средней школы /38, 71, 94/.
Развитие способностей, самостоятельности, познавательных интересов, взятые обособленно, не обеспечивают в достаточной мере творческую деятельность учащихся. Комплексное решение всех этих задач достаточно сложно. На наш взгляд, использование одной из наиболее массовых форм внеклассной работы - олимпиад по физике - сможет оказать существенную помощь в решении этой проблемы.
Еабот, посвященных исследованию возможностей, которые открывают олимпиады по физике вообще для совершенствования подготовки учащихся по физике и конкретно для воспитания активного интереса к предмету и развития творчества учащихся, нам не известно.
В настоящее время существует только две диссертационные работы, непосредственно посвященные олимпиадам по математике. Это диссертационное исследование Г.А.Тоянца "Математические олимниады как средство повышения математической культуры учащихся" и диссертационное исследование И.С.Петракова "Содержание - II - и методика подготовки и проведения олимпиад (на примерах международных математических олимпиад)" /112, I4V»
Первое исследование посвящено развитию математической культуры учащихся в процессе подготовки и проведения олишиад по математике. В этой работе делается одна из первых попыток освещения истории развития математических олимпиад в различных странах мира. Второе - посвящено методике подготовки и проведения международных олимпиад по математике, разработке принципов отбора и подготовки команды учащихся, которая будет принимать участие в международной математической олимпиаде. В исследовании, посвященном углубленной математической подготовке школьников, СИ„Шварцбурд определил роль и место математических олимпиад в углублении и расширении математических знаний учащихся /155/.
Обращает на себя внимание тот факт, что результаты проведенных исследований по математике, хотя и затронули ряд общих вопросов методики организации и проведения олимпиад, являющимися общими как для физиков, так и для математиков, но результаты проведенных исследований не сняли основные вопросы, стоящие перед олимпиадами по физике.
Все сказанное выше дает основание сделать вывод о том, что разработка структуры олимпиад вообще и, в частности, по физике, а также требований к отбору и оценке олимпиадных задач, позволяющих целенаправленно воздействовать на развитие интереса учащихся к предмету и способствовать стимуляции их творчества, в настоящее время не потеряла своей актуальности. Этим и определяется актуальность темы исследования "Олимпиады по физике как средство развития интереса к предмету и творчества учащихся!!
Основная идея нашего исследования состоит в том, что: при определенных методах подготовки учащихся к олимпиадам; при специальном отборе и составлении заданий для подготовки и проведения олимпиад; при оценке результатов решения олимпиадных заданий, проведенной с учетом современных психолого-педагогических исследований, олимпиады по физике станут не только средством выявления одаренной молодежи, но и будут способствовать развитию интереса к предмету и творчества у основной массы учащихся средней школы и ОПТУ.
Целью исследования является определение структуры олимпиад по физике, критериев отбора и оценки олимпиадных заданий, разработка методики подготовки учащихся средних школ и ОПТУ к олимпиадам по физике, организация их проведения, которые бы способствовали развитию интереса и творческих способностей у большинства участников олимпиады.
Для достижения цели исследования необходимо решить следующие конкретные задачи: изучить существующие структуру и методику подготовки учащихся к олимпиадам по физике; изучить современные психолого-педагогические воззрения на проблему интереса и развития творчества учащихся; выяснить пути и средства развития интереса и творчества учащихся; вскрыть недостатки в существующей структуре организации олимпиад и в подготовке учащихся к олимпиадам по физике; определить критерии отбора олимпиадных задач; разработать критерии оценки результатов выполнения заданий учащимися; предложить структуру олимпиад по физике, позволяющую вовлечь в ~ із - олимпиады учащихся ОПТУ; разработать методику подготовки к олимпиадам по физике учащихся средних школ и ОПТУ, способствующую развитию их интереса к предмету и творчества? проверить эффективность предлагаемой методики.
Для решения поставленных задач применялись следующие методы и виды деятельности: изучение документов ВД КПСС и СМ СССР} анализ литературы, посвященной олимпиадам по естественнонаучным предметам; изучение философской, психологической и педагогической литературы по проблемам развития интереса и творчества; научно-методический анализ содержания школьного курса физики; изучение работ, посвященных физическим задачам в школьном курсе физики; участие в работе жюри (Московской городской, Всероссийской и Всесоюзной олимпиад по физике);
Исследования советских и зарубежных психологов и педагогові связанные с проблемой развития способностей и творчества учащихся
Потребности человека являются первичными психическими процессами по отношению к интересам. В своем развитии потребности становятся все более многообразными, и на их базе формируются другие психические процессы, среди которых немаловажное место занимают интересы. Сформировавшись, они воздействуют и на потребности, их возродившие. Особенно сложными являются взаимосвязи интересов с потребностями в познавательной деятельности. Опираясь на работы Н.Г.Морозовой, Г.И.Щукиной, Ю.В.Шарова /82,153, 157/, в которых проводится глубокий научный анализ различных точек зрения на взаимосвязи интересов и потребностей, можно сделать следующие выводы: - потребности и интересы как психологические процессы теснейшим образом связаны между собой? - неправомерно отождествлять потребности и интересы; - по отношению к интересу та или иная потребность первична и определяет сущность, содержание интереса; - нет интересов, не связанных с определенным видом потребности; - человека может интересовать не только сам предмет потребности, но и средство овладения им.
Наряду с понятием интереса в психолого-педагогических исследованиях существует еще одно понятие, близкое к понятию интереса - это познавательный интерес. Точки зрения на сущность этого психолого-педагогического понятия и правомерность его вве - 29 дения достаточно противоречивы. Рассмотрим различные точки зрения на понятие познавательного интереса. "Мы считаем условным термин "познавательный интерес", т.к. всякий интерес есть познавательное отношение (сплав познавательного И- эмоционального отношения к объекту и деятельности). познавательных отношениях можно говорить применительно к области учебного или научного знания" /82,с.28/.
"На наш взгляд, - утверждает Ю.В.Шаров, - в психолого-педагогической литературе широкое понятие интерес нередко отождествляется со сравнительно узким понятием познавательный интерес" /153,с.120/.
Другой точки зрения придерживается Г.К.Гумицкий, считая, что "познавательный интерес можно понять лишь как "надстройку" над интересом в социологическом смысле" /32,с.10/.
Существенную роль в решении этого вопроса сыграла работа Г.И.Щукиной "Проблема познавательного интереса в педагогике" /157/, в которой отстаивается точка зрения о правомерности существования этого понятия в психологии и педагогике.
"Итак, в самом общем определении, познавательный интерес выступает перед нами как избирательная направленность личности, обращенная к области познания, к ее предметной стороне и самому процессу овладения знаниями" /157,с.13/.
Мы приходим к точке зрения, состоящей в том, что познавательный интерес является разновидностью интереса, имеющего в качестве мотива и цели, которые совпадают, - сам процесс обучения. В дальнейшем в нашей работе мы будем придерживаться определения познавательного интереса, данного Г.й.Щукиной. Это дает нам право применять закономерности, свойственные интересу по отношению к познавательно іду интересу.
Любые интересы человека многообразны и имеют предметную направленность. Познавательный же интерес может относиться к различным сторонам человеческой деятельности, но существенным и специфическим для него является объект направленности. Для школьников, в процессе обучения, таким объектом является содержание изучаемых предметов, а также и сам процесс познания. Поскольку любой психологический процесс может быть сформирован только в процессе определенной деятельности, то и познавательный интерес обращен не только к содержательной стороне получаемых данных, но и к познавательной деятельности, которая осуществляется в процессе обучения. Ценность познавательного интереса в частности, как и интереса вообще, состоит в том, что он активизирует в личности те психологические процессы, которые способствуют достижению желаемых целей.
В своем исследовании /83/ Л.И.Мурский и В.П.Шуман проследили взаимосвязь информационного представления о предмете или явлении с познавательным интересом и условиями его развития. Схематически это отражено на рис.1.
Воспринимаемая обучаемым информация о предмете деятельности или явлении должна преподноситься в такой форме, чтобы дать возможность ему почувствовать недостаток имеющихся знаний для решения поставленной задачи. С другой стороны, необходимо создать ситуацию, способствующую возникновению у обучаемого стремления в устранении дефицита знаний и информации о предмете или явлении. Только в этом случае возникший познавательный интерес будет активизировать познавательную деятельность, направленную на достижение поставленной цели. Успешная деятельность вызывает у обучаемого появление и развитие возникшей познавательной
Современная структура олимпиад по физике их организация, цели и задачи, стоящие перед различными ее этапами
Материал, выбираемый для развития интереса, в идеальном случае должен связывать новые интересы с уже имеющимися у учащихся интересами (не обязательно по предметам естественного цикла). Уровень постановки задачи и предполагаемые методы ее решения должны учитывать глубину знаний учащихся и их возрастные особенности.
Использование элементов занимательности на уроках возможно только в том случае, если они занимают незначительную часть времени урока. В противном слувае урок приобретает оттенок развлекательности и перестает выполнять свои дидактические функции. Длительное воздействие элементов, вызывающих развлекательность, может привести к диаметрально противоположным результатам, поскольку развлекательность является сильным раздражителем и при длительном воздействии вызывает торможение в коре головного мозга.
Поскольку процесс формирования познавательного интереса ставит своей конечной целью приобщение учащихся к творческой деятельности, он должен соответствовать основным этапам этой деятельности. Как показал ряд исследований /86, 118 и др./ в творческом процессе можно выделить три этапа.
Первый этап характерен тем, что в процессе деятельности - 68 возникает проблемная ситуация. На начальном этапе важна ее однозначная формулировка и анализ путей ее решения. Второй этап характеризуется активным поиском путей решения проблемы. На этом этапе характерна актуализация имеющихся у учащихся знаний, а также приобретение новых необходимых,с точки зрения индивида, решающего; данную задачу. В процессе решения проблемы возможно возникновение двух вариантов: поиск недостающих данных и осуществление логического решения; обнаружение противоречия в имеющихся данных о проблеме. В последнем варианте чаще всего на первое место выступает процесс интуитивного решения. Третий этап определяется доведением найденного принципа решения до конца и экспериментальной проверкой полученных результатов.
Основополагающим исследованием, в котором разработаны и проанализированы теоретические и экспериментальные основы методики развития творческих способностей учащихся при обучении физике, является работа В.Г.Разумовского "Развитие творческих способностей учащихся" Д2І/. В своем исследовании В.Г.Вазумов- ский изучил и обобщил ряд исследований, отражающих взгляды ряда ведущих ученых современности, таких как А.Эйнштейн, М.Планк, М.Борн, Л.де Бройль, П.Л.Капица и убедительно доказал, что процесс научного творчества может быть выражен циклом состоящим из звеньев: факты - гипотеза - следствие - эксперимент - факты /121,с.14/ На основании этой работы можно сделать вывод, о том, что успешное развитие интереса и творческих способностей на базе материала с физическим содержанием возможно лишь тогда, когда процесс обучения строится в соответствии с циклом естественнонаучного творчества. Следует обратить внимание на тот факт, что творческий мыслительный процесс связан с особым видом мышления - интуицией. - 69 Для интуитивного решения (инсайта) характерен скачкообразный процесс получения решения задачи, не имеющий ярко выраженных этапов Проблема инсайта занимает видное место в психологии мышления, однако до настоящего времени она не получила своего окончательного решения Факты внезапной догадки, "получения” решения еще до того момента, когда оно может быть уже логическим образом получено, наличие периода скрытого развития идей, известная этапность в течении мыслительного процесса, моменты особого подъема, дающие результат, недостижимый в других условиях - все это характерно для творчества.
Существенным для нашего исследования является установление того факта, что ключ к феномену "инсайта" нужно искать не в : реорганизации познавательного поля, а в характере реальной деятельности субъекта. К такому выводу приходит А.Н.Леонтьев /62, с 8/. Им показан специфический процесс психологической регуляции человека, решающего интеллектуальные задачи творческого характера. Суть его эксперимента состояла в том, что испытуемым, не сумевшим справиться с предлагаемой задачей, дается дополнительная задача, наводящая на нужное решение, т.е. играющая роль подсказки Существенным результатом явилось установление факта, состоящего в том, что выполнение задачи-подсказки до работы над основной задачей не облегчало решения. В случае же, когда задача-подсказка следовала за основной задачей, испытуемые отмечали феномен "инсайта". Основными выводами этой работы явились следующие положения: - догадка, возникающая у испытуемого, определена обстоятельствами его предшествующей деятельности, которые им самим не осознаются, но могут быть определены экспериментально;
Критерии отбора задач для экспериментальных туров олимпиад по физике
Олимпиады, проводимые под руководством различных оргкомитетов, в целом удовлетворяли целям и задачам, вытекающим из их структуры. Богатый эмпирический опыт, накопленный более чем за сорокалетнюю историю развития олимпиад, нашел свое отражение в концентрированном виде в содержании задач, предлагавшихся на различных этапах олимпиад. Анализ большого числа олимпиадных задач поможет выявить основные тенденции и даст возможность увидеть перспективные направления развития олимпиад.
В качестве примера рассмотрим ряд задач, которые, на наш взгляд, являются наиболее типичными для олимпиад.
Задача № I. Одну и ту же сторону Луны одновременно фотографируют с Земли и со спутника Луны. Орбита спутника круговая. Диаметр изображения Луны на фотографии 4,5 мм, а с ее спутника - 92 250 мм. Найдите период обращения спутника Луны по его орбите» если оба снимка сделаны с помощью одинаковых объективов с фокусным расстоянием F = 500 мм. Принять, что в б раз меньше, чем на Земле и расстояние до Луны Я = 380 10 км. (XI Всесоюзная олимпиада).
Для решения приведенной задачи необходимы знания механики, оптики и астрономии.
Задача № 2. Рисунок (рис.7) сделан со стробоскопической фотографии бруска, движущегося вдоль наклонной плоскости. Промежутки времени между последовательными вспышками лампы - 01 с. Определить коэффициенты трения бруска о плоскость. (XI Всесоюзная олимпиада).
Если при решении данной задачи с самого начала сделать вероятностное предположение о том, что брусок соскальзывает вниз, то результат получится неверным. Дело в том, что после расчета ускорения бруска приходим к выводу, что QTeop &Teop./waA. Следовательно, сделанное вначале предположение неверно и следует считать, что брусок перемещается вверх.
Многие участники XI Всесоюзной олимпиады, получив при первом предположении отрицательное значение коэффициента трения, не смогли объяснить этот "парадоксальный" результат.
Естественно, что уровень трудности олимпиадных задач зависит от ранга соревнований. Так, на школьной олимпиаде, которая является первым и самым массовым этапом Всесоюзной олимпиады, рекомендуется давать задачи, которые по своему уровню мало отличаются от задач из школьного учебника. Однако, чтобы придать таким задачам "олимпиадный" характер, следует: - слегка изменить ситуацию, в которой происходит явление» - ввести липший параметр; Рис.8. - 9 ц - убрать какой-либо необходимый параметр, который можно найти по справочнику или оценить приблизительно, исходя из личного опыта и житейских представлений. Приведем примеры подобных задач. Задача 3. Груз массой I кг под действием силы ЗО Н движется вертикально вверх. Определить, какую работу совершает эта сила на расстоянии 5 м. Приведенный пример - задача с лишним параметром I/YI груза. Добавление этого параметра делает задачу сложной даже для старшеклассников, поэтому ее можно предложить в качестве олим- пиадной на школьных соревнованиях. Задача № 4, Шофер автомобиля выключил двигатель и начал тормозить при скорости ІҐв = 20 м/с. Коэффициент трения между колесом и дорогой уМ = 0,2. Определить путь в , пройденный автомобилем за t = 15 с. В таком виде эта школьная задача становится олимпиадной. Дело в том, что ее нельзя решить по наиболее часто применяемой формуле в=ШМ » где 101 = Яг “ яр так как в этом случае автомобиль остановится через 10 с. 6. -Ж » КП Сі = 2 и/с, следовательно t„= Ю с, то есть, последние 5 с он не будет двигаться. Так как t ta %г о то тормозной путь можно найти из выражения: & 2СЇ м.
Безусловно, чем выше уровень соревнований, тем выше и уровень трудности задач. Это связано с тем, что в олимпиадах более высокого ранга принимают участие школьники, прошедшие через первые этапы соревнований. Поэтому, для того, чтобы выявить победителя среди самых способных ребят возникает необходимость выйти за рамки задач школьного типа. - 95 Олимпиады, как и любые другие соревнования, связаны для школьников с большой психолого-эмоциональной нагрузкой. Поэтому, на многих олимпиадах задачи предлагаются в интересной занимательной форме. Это могут быть и рассказы, и парадоксы, и пословицы. Любую, даже суховатую по формулировке и сложную по физическому содержанию задачу, можно сделать привлекательной для участников соревнований.
Приведем примеры задач, имеющих занимательное содержание.
Задача № 5. Научная экспедиция, находящаяся на необитаемом острове, исчерпала все свои источники энергии. На острове нет ветров, не текут ручьи, небо покрыто толстым слоем туч, атмосферное давление постоянно, а температура атмосферы и воды в спокойном океане и днем,и ночью одинакова. На острове был обнаружен источник идеального нейтрального газа, выделяющегося с постоянной скоростью из одной из пещер. Ргаза = Ратм t газа = = 0Кр Ср У членов экспедиции есть две полупроницаемые пленки, из которых одна свободно пропускает частицы газа и не пропускает воздух, а вторая - наоборот. Экспедиция может сконструировать простые механические устройства вроде цилиндров с поршнем и клапанами. Они решили построить двигатель. Доказать, что теоретически нет ограничений мощности идеального двигателя, работающего с использованием этого газа. (УП Международная олимпиада).
По своему физическому содержанию предложенная задача является достаточно трудной. Для ее решения необходимо сначала сконструировать двигатель, а затем теоретически доказать требуемое. Облаченная в форму рассказа с элементами научной фантас
Методика подготовки учащихся средних школ и ОПТУ к олимпиадам по физике
Физика, как известно, является экспериментальной наукой. Этот факт нашел свое естественное отражение в структуре современных олимпиад по физике. Как уже указывалось в 2Л2, в настоящее время олимпиады, начиная с Ш этапа, проводятся в два тура. Один из них является теоретическим, а другой экспериментальным. Следует отметить тот факт, что попытки проведения экспериментальных туров предпринимались в самом начале развития олимпиадного движения, однако широкое развитие они получили лишь, начиная с І9б8 года, когда стали обязательными на заключительном этапе Всесоюзной олимпиады. Введение экспериментального тура на заключительном этапе способствовало развитию эксперимента и на более ранних этапах.
Проведение экспериментальных туров способствует развитию у учащихся экспериментальных умений и навыков, приобретаемых ими в процессе подготовки к различным этапам олимпиады. Кроме того, этот тур настраивает их на более глубокое изучение приборов, с которыми они знакомятся в процессе выполнения фронтальных лабораторных работ и работ физического практикума, формирует навыки исследовательской работы, повышает самостоятельность, развивает физическое мышление, способствует проявлению творчества и создает благоприятные условия для развития интереса к предмету.
Заметим, что олимпиады, начиная с третьего этапа, каждый год проводятся в разных местах. Это создает благоприятные условия для активизации работы со школьниками. Во-первых, в местах проведения олимпиады ведется большая подготовительная работа, связанная с созданием жюри олимпиады. В жюри обычно входят видные деятели науки и культуры, преподаватели вузов, научные сотрудники, ведущие учителя школ. Во-вторых, материальная база, которая создается для проведения экспериментального тура, в дальнейшем используется для работы со школьниками. В-третьих, дополнительно на основании положения о проведении олимпиад, в соревновании принимает участие команда города или поселка, в котором проходит олимпиада. Это способствует привлечению к подготовке олимпиады большого числа местных школьников и активизирует всю внешкольную работу по эксперименту.
Экспериментальная задача, предлагаемая школьнику, является, как правило, небольшим самостоятельным научным исследованием. Единого мнения о том, какой должна быть экспериментальная задача, еще не выработано. В одних случаях школьникам предлагалось выполнить одну из работ физического практикума по общей физике для студентов, в других предлагались видоизмененные школьные лабораторные работы. Ни то, ни другое, на наш взгляд, нельзя принять за образец задач экспериментального тура.
Экспериментальные задачи предлагаются всем участникам олимпиады. Это создает определенные трудности при подготовке приборов для проведения олимпиады. Это ограничивает число экспериментальных задач, которые можно предложить участникам.
Несмотря на то, что экспериментальные туры начинаются в последнее время с Ш этапа и накоплен большой практический опыт их организации, до сих пор нет критериев отбора заданий, учитывающих последние достижения исследований психологов и педагогов. Необходимы критерии, которые позволяли бы учителям, вне зависимости от опыта их работы, подготовить или отобрать экспериментальные задания таким образом, чтобы они способствовали — 129 — развитию творчества и интереса к предмету.
Наиболее массовые I и П этапы олимпиад до настоящего времени проводятся без экспериментального тура. Этот вопрос еще не нашел своего окончательного решения. Несмотря на то, что именно экспериментальные задачи позволяют выявлять и развивать способности учащихся в области физического эксперимента.
В настоящее время уже назрела необходимость введения экспериментальных туров на всех этапах олимпиады. Отсутствие этих туров связано не столько с организационными трудностями, сколько со слабой методической разработкой этого вопроса.
Так, например, в книге "Физико-математические олимпиады" авторы отмечают необходимость детального обсуждения и решения этой проблемы. "Отметим еще, что в книге отсутствуют описания экспериментальных задач, предлагавшихся школьникам в физическом практикуме. Это связано, как с тем, что экспериментальные туры олимпиад пока еще очень молоды, так и с тем, что описания задач студенческого практикума здесь были бы совсем неуместны. Авторам кажется, что при подборе экспериментальных задач нужно исходить, прежде всего, из реальных возможностей тех физических кабинетов, на базе которых проводятся соответствующие экспериментальные туры. И во всяком случае вопрос о возможных олимпи- адных заданиях требует совершенно отдельного обсуждения /149,с.7/.
Как правило, экспериментальные туры олимпиад проводятся на базе университетов, педагогических и технических вузов. Использование отработанной системы вузовских лабораторий позволяет существенно разнообразить круг задач, решаемых на экспериментальном туре. Однако в этом случае школьникам приходится работать на приборах, принцип устройства которых им не известен.
В обосновании такого подхода к отбору оборудования лежит ут- . верждение о том, что в своей практической деятельности физики используют приборы, принцип работы которых им не всегда известен. Мы считаем такой подход к отбору экспериментальных заданий для проведения олимпиад школьников по физике неправомерным. Поскольку только ясное понимание физических явлений и процессов, лежащих в основе работы используемых приборов, может способствовать их осознанному применению для решения задач творческого характера.
П.Л.Капица, О.Ф.Кабардин и В.А.Орлов /42,с.52; 47; 23,с.168/ выдвигают точку зрения, состоящую в том, что использовать приборы и установки, принцип действия которых школьнику не известен, не следует. Наиболее предпочтительным, указывают они, является использование школьных лабораторных приборов, а также оборудования для проведения физического практикума. Эти приборы имеются в школах в достаточном количестве, удовлетворяют требованиям техники безопасности и дают точность измерений, необходимую для решения поставленных задач. Использование этих приборов позволяет организовать экспериментальный тур и на самых первых - наиболее массовых этапах олимпиад. їакой подход к материальному обеспечению экспериментального тура создает одинаковые возможности вне зависимости от места проведения олимпиады.
