Использование в обучении физике технико-тактических основ спортивной деятельности

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ.М.АКМУЛЛЫ»

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра общей  и теоретической физики

Направление: физико-математическое

 образование профиль  «Физика»

Курс IV

КУРСОВАЯ РАБОТА

Сырлыбаевой Назгуль Рустамовны

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В  ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ ЗНАНИЙ ТЕХНИКО-ТАКТИЧЕСКИХ  ОСНОВ СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Научный руководитель:

к.п.н., доцент К.В. Даутова

Уфа 2011

Содержание

  Введение………………………………………………………………… ..3 стр.

§1.Задачи в обучении…………………………………………………….6 стр.

1.1 Учебная задача  с психолого-педагогической точки  зрения………6 стр.

1.2 Учебные задачи по физике…………………………………………..9 стр.

1.3 Качественные задачи по физике…………………………………….14 стр.

§2. Спорт в  задачах по физике…………………………………………19 стр.

Заключение……………………………………………………………….32 стр.

Литература………………………………………………………………..33 стр. 

Введение

Формирование  познавательного интереса у учащихся в настоящее время является одной из самых важных проблем современной школы. В последние годы интерес к предметам естественного цикла заметно упал, что является одной из причин низкого уровня знаний школьников по этим дисциплинам. Работа учителя по организации повышения учебной деятельности школьников должна строиться с учётом постепенного, планомерного и целенаправленного достижения желаемой цели – развития творческих, познавательных способностей учащихся. В курсовой работе предлагается рассмотреть такой прием, как повышение и развитие  познавательного интереса учащегося к физике путем использования в обучении физике знаний технико-тактических основ спортивной деятельности. Без знаний законов физики невозможно достичь результатов в спорте, даже в массовом. Законы физики не только помогают спорту, но и ограничивают его возможности. К сожалению, при изучении физики мало используются примеры из спортивной деятельности. В последнее время возрос интерес общества к спорту, разрабатываются активные стратегии формирования здорового образа жизни у детей, подростков и молодежи.  Их стимулируют, и предстоящие Олимпийские игры в Сочи. Вышли ряд нормативных документов, обеспечивающих  государственную поддержку детско-юношеского спорта и физического воспитания, как на федеральном уровне, так и в масштабах субъектов Федерации: «Закон о детско-юношеском спорте в РБ»,  «Федеральный закон о физической культуре и спорте в РФ» и другие.  Законодательство о физической культуре и спорте основывается на Конституции Российской Федерации. Принята Республиканская программа «Развитие детско-юношеского спорта в Республике Башкортостан» на 2010-2014 годы». Ее реализация в школе должна осуществляться не только в спортивных залах и стадионах, но через учебные предметы.

    Изучение физических основ спортивной деятельности будет не только повышать познавательную активность учащихся  и способствовать пропаганде и информационному обеспечению детско-юношеского спорта. В этом заключается актуальность нашего исследования.

Объект  исследования: процесс обучения физике учащихся в средней школе,

Предмет исследования:

1) познавательный интерес учащихся к физике.

2) технико-тактическая и физическая основа спортивной деятельности.

   Цель исследования: повышение и развитие  познавательного интереса учащегося к физике путем использования в обучении физики знаний технико-тактических основ спортивной деятельности,

   Задачи исследования:

1) изучить психолого-педагогическую, методологическую и спортивную  литературу по проблеме развития  познавательного интереса, 

  2) определить  методическую систему уроков физики, отвечающую цели исследования; виды спортивной деятельности и их технико-тактические основы, доступные для объяснения в школьной физике;

  3) разработать  приложение к учебному материалам  школьной физики, как дополнительный, составить познавательные вопросы и учебные задачи, раскрывающие связь спортивной деятельности с физикой, пропаганда и информационное обеспечение спорта.

 Практическая значимость: разработана система качественных задач к курсу школьной физики, раскрывающие  физические основы фигурного катания, плавания, легкой атлетики и спортивных игр.

Апробация:

1. Опубликованы тезисы доклада на тему: «Использование в обучении физики знаний технико-тактических основ спортивной деятельности» для участия в Межрегиональной научно-педагогической конференции "Проблемы современного физического образования".
2. Сделан доклад и представлена статья «Спорт в учебных задачах по физике» к публикации в сборнике по материалам конференции,
3. Готовится материал к педагогическому эксперименту в средней школе.

§1. Задачи в обучении физике

1. Учебная задача с психолого-педагогической точки зрения

    Учебная  деятельность включает соответствующие  потребности, мотивы, задачи, действия  и операции. Учитель не формирует  учебную деятельность непосредственно. В практике обучения учебная деятельность формируется в ходе решения цепочки учебных задач. Именно учебная задача является основой обучения в системе развивающего обучения Д.Б.Эльконина - В.В.Давыдова¹. Главным компонентом структуры учебной деятельности является учебная задача.   Она предлагается обучающемуся как определенное учебное задание (формулировка которого чрезвычайно существенна для его решения и результата) в определенной учебной ситуации, совокупностью которых представлен сам учебный процесс в целом.

  Учебная  задача выделяется для того, чтобы  ликвидировать свою несостоятельность,  восполнить свое неумение, решить  данную проблему. В процессе анализа  проблемной ситуации постепенно  “прокручивается” вся, хранящаяся  в памяти информация, связанная с данным явлением.        Убедившись в том, что знания, которыми человек владеет, не помогут ему разрешить проблему, он начинает действовать по-другому, учитывая обстоятельства. При этом чем глубже анализ ситуации, тем точнее определение принципа, который даст возможность решить эту задачу. В конечном итоге цель выступает как некая поисковая область, отделяющая знание от незнания. Человек начинает пробовать видоизменять, преобразовывать предмет, уже имея в виду какие-то соображения относительно условий преобразования.

 Пробы могут  быть разные. Если использовать  пробы слепые (наугад), можно найти  случайно решение, которое таким  и останется. Но проба может  быть и направленной, опирающейся  на предварительное знание о  предмете (проба как эксперимент).

В результате таких  проб выделяются те свойства предмета, которые раньше не учитывались. Осуществляется переход от действия с предметом  к действию с моделью.

 Модель отличается  от предмета только одним: в  ней фиксируются либо материально, либо условно отдельные стороны, отдельные свойства предмета, которые и представляют специальный интерес. Модель позволяет проследить изменение связей между этими сторонами предмета в чистом виде, следовательно, проверить наши предположения о закономерности, внутреннем свойстве, внутреннем строении предмета в чистом виде.

Эти действия с  моделью и позволяют в конечном счете выявить ту внутреннюю связь, которая раньше не учитывалась. Модель становится носителем формы, фиксацией  знаний о внутреннем строении предмета. Действия с моделью приводят к выявлению недостающего в нашем опыте общего принципа.

В теории и практике развивающего обучения учебная задача четко отличается от практической.

Практическая  задача связана с достижением  конкретного результата, с получением ответа на вопрос задачи. Учебная задача, как сказано выше, связана с самоизменением ученика.

 Поэтому  одна из важнейших задач учителя  в системе развивающего обучения - научить воспринимать задачу  практическую как задачу учебную.  Иными словами, задачи в учебнике в равной мере могут восприниматься и как практические и как учебные. Когда говорится "учебная задача", имеется в виду не внешний вид, не особенности условий, а подход, отношение к ней. Если действия ученика направлены на понимание способа решения той или иной практической задачи, а не поиска ответа, заданного в условии, то можно говорить о том, что ребенок решает именно учебную задачу, поскольку в этом случае его действия будут направлены не на результат - получение искомого ответа - а на овладение способом решения. Что представляет собой феномен учебной инициативы и является непосредственным признаком учебной деятельности.

 Но умение  решать учебные задачи не является  надёжным критерием того, что  ребёнок действует по собственной  инициативе (самостоятельно). Гораздо более надёжным критерием субъектности учебных действий ребёнка является самостоятельная постановка учебных задач: указание на противоречие между уже имеющимся у ребёнка способами действия и условиями новой задачи.

 Существенно  отличается учебная задача от многообразных частных задач.

При решении  отдельных частных задач школьники  овладевают столь же частными способами  их решения. Лишь при длительной тренировке школьники усваивают некоторый  общий способ решения отдельных  частных задач, входящих в тот или иной класс. Усвоение этого способа происходит по эмпирическому принципу движения мысли от частного к формально общему.

При постановке и решении общей учебной задачи школьники первоначально овладевают содержательным общим способом решения отдельных частных задач, а затем используют этот способ для безошибочного решения каждой из них.

 Решение  учебной задачи осуществляется  согласно теоретическому принципу, когда такое решение имеет  значение "не только для данного  частного случая, но и для всех однородных случаев". Мысль школьников двигается при этом от общего к частному.

 Итак, при  решении учебной задачи школьники  овладевают общим способом решения  отдельных и частных задач,  входящих в определенный класс. 

Учебная задача решается школьниками путем выполнения определенных действий. Логическую характеристику этих действий дает В.В. Давыдов:

• преобразование условий задачи с целью обнаружения всеобщего отношения изучаемого объекта;
• моделирование выделенного отношения в предметной, графической или буквенной форме;
• преобразование модели отношения для изучения его свойств в "чистом виде";
• построение системы частных задач, решаемых общим способом;
• контроль за выполнением предыдущих действий;
• оценка усвоения общего способа как результата решения данной учебной задачи;

 Основное отличие учебной задачи от всяких других задач, согласно Д.Б. Эльконину, заключается в том, что ее цель и результат состоят в изменении самого субъекта, а не предметов, с которыми действует субъект. Учебные задачи в понимании Д.Б. Эльконина, В.В. Давыдова, Г.А. Балла даются в определенных учебных ситуациях и предполагают определенные учебные действия — предметные, контрольные и вспомогательные (технические), такие как схематизация, подчеркивание, выписывание и т.д. При этом, по словам А.К. Марковой², усвоение учебной задачи отрабатывается как понимание школьниками конечной цели и назначения данного учебного задания.

2. Учебные задачи по физике

С информационной точки зрения задача рассматривается как сложная система информации о каком-либо явлении, объекте, процессе, в которой четко определена лишь часть сведений, а остальная неизвестна. Она может быть найдена только на основе решения задачи или сведений, сформулированных таким образом, что между отдельными понятиями, положениями имеются несогласованность, противоречие, требующие поиска новых знаний, доказательства, преобразования, согласования и т.д. такое определение соответствует учебным физическим задачам.    Физической задачей в учебной практике обычно называют небольшую проблему, которая в общем случае решается с помощью логических умозаключений, математических действий и эксперимента на основе законов и методов физики. По существу, на занятиях по физике каждый вопрос, возникший в связи с изучением учебного материала, является для учащихся задачей. Активное целенаправленное мышление всегда есть решение задач в широком понимании этого слова.

В   любой задаче, в том числе и в учебной, выделяются цель (требование), объекты, которые входят в состав условия задачи, их функции. В некоторых задачах указаны способы и средства решения (они даны в эксплицированной или  в скрытой форме).

  При решении  задачи одним способом цель  учащегося — найти правильный  ответ; решая задачу несколькими  способами, он стоит перед выбором  наиболее краткого, экономичного решения, что требует актуализации многих теоретических знаний, известных способов, приемов и создания новых для данной ситуации. При этом у обучающегося накапливается определенный опыт применения знаний, что способствует развитию приемов логического поиска и, в свою очередь, развивает его исследовательские способности. В понятие способа решения задачи Г.А. Балл³ включает сам процесс решения, отмечая, что при его описании учитываются не только операции решателя сами по себе, но также временные и энергетические затраты на их осуществление.

 Модель решения  учебной задачи наряду с собственно  ориентировочной включает и другие  части способа действий, прежде  всего контрольную и исполнительную. При этом полноценное функционирование  учебной деятельности предполагает сформированность всех частей способа действия. Для решения задачи субъект-решатель должен располагать некоторой совокупностью средств, которые не входят в задачу и привлекаются извне. Средства решения могут быть материальными (инструменты, машины), материализованными (тексты, схемы, формулы) и идеальными (знания, которые привлекаются решателем). В учебной задаче могут быть использованы все средства, но ведущими являются идеальные, вербальные по форме средства.

 Е.И. Машбиц⁴ выделяет существенные особенности учебной задачи с позиции управления учебной деятельностью, одной из главных является направленность на субъекта, ибо ее решение предполагает изменения не в самой «задачной структуре», а в субъекте, ее решающем. Изменения в задаче важны не сами по себе, а как средства изменения субъекта. Иначе говоря, учебная задача является средством достижения учебных целей.   Вторая особенность учебной задачи состоит в том, что она является неоднозначной или неопределенной. Ученики могут вкладывать в задачу несколько иной смысл, чем учитель. Это влияние происходит в силу разных причин: из-за неумения разобраться в требовании задачи, смешения различных отношений. Нередко это зависит от мотивации субъекта.    Третья особенность учебной задачи состоит в том, что для достижения какой-либо цели требуется решение не одной, а нескольких задач, а решение одной задачи может вносить вклад в достижение различных целей учения. Следовательно, для достижения какой-либо учебной цели требуется некоторый набор, а точнее, система задач, где каждая занимает отведенное ей место.

 Школьные  задачники по физике в своем  большинстве содержат логические  и вычислительные задачи. Основные  способы их решения – логический  и математический в различных  проявлениях и сочетаниях.

Процесс решения задачи заключается в постепенном соотнесении условия задачи с ее требованием. Начиная изучать физику, школьники не имеют опыта решения физических задач, но некоторые элементы процесса решения задач по математике могут быть перенесены на решение задач по физике Процесс обучения учащихся умению решать физические задачи основывается на сознательном формировании у них знаний о средствах решения. Наиболее распространенными типами задач являются расчетные (вычислительные, количественные).

Математический  аппарат при решении физических задач определяется изучаемыми законами и формулами курса физики, а также назначением задач в учебном процессе и их содержанием. Все задачи по математическим преобразованиям (алгебраическим), которые выполняются на начальной ступени обучения физике, делятся на 3 основных вида, представленных следующей таблицей.

Классификация стандартных количественных задач курса физики основной школы

Общий подход к решению любой задачи из классификационной таблицы в основном сводится к умению проводить анализ произвольной совокупности физических явлений и умению оперировать с обобщенными понятиями физики, используя их как элементы в структуре методов. При этом метод применения физического закона позволяет решить любую элементарную задачу из курса школьной физики. Метод анализа физической ситуации позволит не только найти подход к решению, но и осуществить различные варианты этого подхода. В практике обучения существует большое количество оснований для классификации учебных задач по физике. Приведем систематизацию по Н.Н.Тулькибаевой⁵, для основания которой выбраны отдельные элементы понятия «задача»: по предметной области задачи, по решателю, по отношению к ней среды.

Большая часть учебных задач по физике классифицируются по способу решения, и в большинстве своем состоят из логических (качественных) и расчетных (количественных) задач. В среднем их соотношение определяется в школьных задачниках как 1/3.

Рассмотрим  особенности качественных задач.

1.3. Качественные задачи по физике

    Известно, что одним из важнейших показателей сформированности системы знаний по физике выступает умение учащихся решать задачи. Они включены в характеристики основных видов деятельности ученика на уровне учебных действий в примерные учебные программы по физике стандартов второго поколения. Сознавая важность задач для изучения физики, многие учителя действуют по принципу: чем больше задач, особенно повышенной сложности, тем лучше. В большинстве случаев это приводит к прямо противоположным результатам: создаёт перегрузку учащихся, порождает неверие в свои силы, отталкивает от предмета.

     Использование решения только простых задач или только количественных приводит к тому, что учащиеся решают задачи, по шаблону подставляя заданные значения уже в готовую формулу, не задумываясь при этом об условии задачи, делают всё машинально. На решение таких задач тратится минимум времени на уроке и решение их очень простое, что нравится ученикам. Но и этот подход при обучении школьников решению задач неправильный. Устранению формального усвоения знаний способствуют качественные задачи. Сейчас они все в большом количестве входят в КИМы ЕГЭ и ГИА. Как показывает анализ ответов учащиеся, их решение вызывает часто большие затруднения. Рассмотрим, с чем это связано.

    Качественные задачи – это задачи решающиеся путем логических умозаключений, базирующихся на законах физики. Математические вычисления при этом не применяются или применяются ограниченно путем использования отношений сравнения. По форме представления предметной области качественные задачи очень многообразны. Мы рассматриваем большинство из них, в которых в условии задается следствие через повествовательные предложения как утверждение факта действительности. Затем ставится вопрос ко всему тексту словами «Почему …?», «Отчего …?» или в повелительной форме: «Объяснить явление».  Решение заключается в поиске причин или условий на основе законов физики, при которых реализуются описанные следствия. Ученик должен построить логическое умозаключение, которое и является ответом. В решении используется  сам факт, вопрос к нему и физические  законы.

    Место качественной  задачи на уроке физики определяется  дидактической целью, выдвигаемой  учителем. Качественные задачи можно использовать в процессе объяснения нового материала, при его закреплении и проверке знаний учащихся. Качественные задачи включают  в самостоятельные и контрольные работы по физике, а также в домашние задания учащихся. Мы рассмотрели некоторые примеры включения качественных задач в учебный процесс по физике.

• Качественные задачи способствует формированию у школьников системы физических понятий; развивают логическое мышление, смекалку, творческую фантазию, умений применять теоретические знания для объяснений  явлений природы, быта и техники; расширяют кругозор учащихся, подготавливает их к практической деятельности.
• Качественные задачи используются как средство закрепления изученного материала. В процессе решения этих задач прививаются навыки наблюдательности и умение различать физические явления в природе, быту, технике, а не только в физическом кабинете.
• Качественные задачи являются средством развития познавательной активности учеников. Они вызывают большой интерес у учащихся, создают их устойчивое внимание на уроке, позволяют учителю оживить урок эмоционально, увлечь учащихся, активизировать их мыслительную деятельность, разнообразить методы изложения.
•      Качественные задачи по физике способствуют углублению и закреплению теоретических знаний учащихся. Приближая изучаемую теорию к окружающей жизни, они усиливают интерес  к предмету, способствуют  развитию наблюдательности. Метод решения этих задач, заключающийся в построении логических умозаключений, основанных на физических законах, служит развитию мышления, вырабатывает отчетливое понимание сущности  физических явлений и их закономерностей, учит школьников практическому применению знаний, воспитывает правильное отношение и к расчетным задачам, приучает начинать решение любой задачи с анализа ее физического содержания.
•        Качественные задачи являются средством устранения формализма в обучении физике. Решить формально качественные задачи невозможно, так как их решение требует анализа физической сущности явления. Отсюда правильное решение учеником качественной задачи свидетельствует о понимании им изученного материала. Они также служат средством устранения абстрактности в преподавании.

По  способу выражения условия и  требования качественные задачи по физике также могут быть в виде текстовых, графических,  геометрических и   задач -рисунков. Их решение может предположить и использование эксперимента.    Наибольшее применение в учебном процессе получили текстовые задачи. Это такие задачи, условие которых выражено словесно, в виде текста, и содержит все необходимые данные, кроме физических констант.

По  трудности решения физическая задачиа должна соответствовать уровню подготовленности учащегося к решению данной задачи, что определяется степенью усвоения учеником учебного материала. Всю учебную деятельность  ученика по степени усвоения учебного материала можно подразделить на три стадии.

    Сначала ученик усваивает материал репродуктивно, то есть, настолько, что в состоянии его воспроизвести: изложить то, что было сказано учителем, или решить задачу, подобную той, которая была разобрана вместе с преподавателем.

    На второй стадии, продуктивном уровне, ученик способен использовать изученный материал для решения задачи, в условии которой только косвенно указывается на то, какие правила или законы надо применить, чтобы решить данную задачу, он ее решает в незнакомой ему ситуации.

    На  третьей, самой высокой стадии  усвоения материала ученик использует имеющиеся знания для решения творческой задачи, условие которой не подсказывает ему (ни прямо, ни косвенно), какие правила или законы надо применить для ее решения.

    Каждой  стадии усвоения материала должны  соответствовать специальные упражнения, в том числе и качественные задачи, подобранные в соответствии с дидактическими требованиями к ним.    Для оценки готовности учащихся перейти к творческим  упражнениям можно пользоваться временной характеристикой успешности их деятельности. С этой целью классу для самостоятельности решения предлагается задача. Если подавляющее большинство учащихся решает ее за отведенное время, можно переходить к творческим задачам.    Систематическое упражнение учащихся в решении творческих задач развивает их способности.

    Обучая  ребят решению качественных задач,  учитель должен приучить их  соблюдать определенную последовательность  действий, облегчающую задачи, то  есть дать алгоритм решения  качественной задачи. Алгоритм их решения скорее следует назвать обобщенными правилами их решения.

    Первый  этап решения задачи состоит  в ознакомлении  с ее условием. Ученик должен представить себе  явление или процесс, который  описан в содержании задачи.

   На втором этапе ученик должен проанализировать условие задачи, то есть  выяснить, что дано в ней, подробно и всесторонне рассмотреть все физические явления и процессы, о которых идет речь.

    На  третьем этапе решения учащийся  должен извлечь из памяти ту  закономерность (закон, формулу,  правило), которые описывают данное явление или процесс, и составить план решения, то есть построить аналитическую цепь умозаключений, начинающуюся с вопроса задачи и оканчивающуюся данными ее условия.

   Четвертый  этап – это осуществление плана  решения задачи, то есть построение  синтетической цепи умозаключений, начинающейся с формулировки соответствующих законов, определений, описаний свойств, состояний тела и оканчивающейся ответом на вопрос задачи.