Эти результаты убедительно доказывают, что бессистемные знания, заучивание формул без осмысления сущности физических процессов и явлений, т.е. все то, что можно получить в результате «натаскивания», не приводит к желаемым результатам при сдаче ЕГЭ. Только сформированная система физических знаний, понимание особенностей протекания изученных явлений, выстраивание иерархии физических законов сможет обеспечить успешность сдачи экзамена.
Одним из возможных конструктивных подходов решения проблемы нехватки учебного времени на систематизацию и обобщение материала является опора на внутрипредметные связи. Это позволит при изучении многих разделов курса физики второй ступени в значительной степени увеличить объём времени на отработку понимания основных законов физики. Особенно это относится к таким разделам физики, как механика, термодинамика, законы постоянного тока.
После изучения курса физики основной школы ученики имеют представление обо всех физических величинах и законах механики. Следовательно, изучение механики на уровне теорий может проходить параллельно с отработкой основных идей механики. В рамках электродинамики малоэффективно половину времени, отводимого на изучение законов постоянного тока, тратить на повторение материала основной школы. Более продуктивна педагогическая технология, при которой решение задач, основанных на этом материале, проходит параллельно с изучением закона Ома для полной цепи.
Анализ ответов на задания, представляющие собой качественные задачи, показал, что большинство выпускников могут лишь узнать физические явления или указать на законы и формулы, которые можно использовать в данной ситуации, но испытывают серьезные трудности при формулировании логически связных объяснений. Очевидно, необходимо шире использовать качественные задачи в процессе изучения предмета, включать такие модели заданий в большинство тематических контрольных работ, а также уделять больше внимания устным ответам учащихся на уроках.
Для качественных задач разработана обобщенная система оценивания, которая построена на описании полного правильного решения. Полное правильное решение таких заданий должно включать правильный ответ (например, что будет наблюдаться, как изменятся показания приборов и т.п.), и полное верное объяснение (логически не противоречивое и отражающее все этапы протекания явления или процесса) с указанием наблюдаемых явлений и законов (названий явлений и законов или необходимых формул). Целесообразно использовать данную систему оценивания качественных заданий в практике преподавания предмета и при текущей проверке знаний и умений учащихся.
Особое внимание следует обратить на формирование умения учащихся решать расчетные задачи. В экзаменационной работе по физике требования, предъявляемые к абитуриентам, поступающим на физические и инженерно-технические специальности, наиболее полно отражаются в заданиях с развернутым ответом, представляющих собой расчетные задачи высокого уровня сложности. К выполнению этой части работы приступает две трети участников экзамена, но большинство из них готовы работать лишь на уровне воспроизведения известных моделей задач. В ряде случаев за выполнение такого рода заданий тестируемым удается получить по одному первичному баллу, но говорить об умении решать задачи данного типа не приходится.
Продуктивным при подготовке к ЕГЭ является анализ условия и понимания возможности использования для решения задачи тех или иных законов. Анализ работ развернутых ответов выпускников показывает существенные отличия в подходах к решению задач экзаменуемых сильных и слабых групп. Выпускники с хорошим и отличным уровнями подготовки, как правило, приводят комментарии к выбору модели и системы уравнений для решения, демонстрируя тем самым понимание физической сути описываемых в задаче явлений и процессов. Можно порекомендовать при обучении решению задач подобного типа не ставить перед учеником задачу решения большого количества однотипных задач на применение того или иного закона. Необходимо обращать внимание на отбор задач на применение одного и того же закона или формулы, обеспечивая не тренировку в запоминании формулы и в математических преобразованиях, а дополнительные возможности осмысления описанных в задачах ситуаций, обсуждения условий применимости закона, использования различных подходов к решению задач на применение одного и того же закона, а также анализ численного ответа.
Один из факторов, влияющих на успешность решения задач по физике, — это сформированность вычислительных навыков учащихся. Можно порекомендовать уделять специальное внимание организации вычислительной работы на уроках физики. Она может быть оптимально выстроена с использованием калькулятора. К настоящему времени в отделе средств обучения ИСМО РАО проведена сертификация серии калькуляторов. Эти калькуляторы входят в перечень оборудования современного кабинета физики и включаются в состав наборов «ЕГЭ-лаборатория», они относятся к непрограммируемым калькуляторам и полностью отвечают требованиям, предъявляемым к калькуляторам, использование которых разрешено на ЕГЭ по физике.
Использование калькулятора при решении задач помогает без особых сложностей получить численный ответ, высвобождает время на осмысление физической сути полученных в ответе значений. С использованием калькулятора повышается эффективность и при оценке погрешностей, что крайне важно при столь необходимом в настоящее время увеличении доли самостоятельного ученического эксперимента.
Освоение курса физики и в дальнейшем успешная сдача ЕГЭ невозможна без привлечения опорных знаний по математике. Значительный педагогический эффект при изучении физических законов и величин может быть получен за счет использования межпредметных связей с математикой.
В экзаменационных вариантах расширен спектр контролируемых методологических умений. Последние задания первой части работы целиком направлены на проверку этих умений, причем как на базовом, так и на повышенном уровне сложности.
На базовом уровне сложности контролируются следующие элементы:
На повышенном уровне сложности предлагаются задания, проверяющие умения:
Результаты экзамена показывают, что выпускники успешно справляются лишь с заданиями на выбор экспериментальной установки по заданной гипотезе и интерпретацию результатов опытов, представленных в виде графиков. Серьезные трудности возникают при определении параметра по графику эксперимента, при анализе результатов эксперимента и при выполнении заданий на сравнение результатов измерения двух величин, выраженных в разных единицах. Кроме того, в заданиях с выбором ответа даже выпускникам с хорошим уровнем подготовки не удается на базовом уровне справиться с заданиями, опирающимися на умения, которые формируются при проведении лабораторных работ.
При конструировании заданий для ЕГЭ все шире используется эксперимент, как в заданиях с выбором ответа, так и в серии заданий по фотографиям реальных экспериментов. Основа успешности выполнения этих заданий – формирование экспериментальных умений учащихся, возможное лишь при полноценной реализации в школе практической части программы по физике, при выполнении школьниками всех лабораторных работ.
Курс физики в профильных классах предполагает проведение практикума, который играет огромную роль не только в обобщении материала, но и в системном формировании всего спектра экспериментальных умений.
Для подготовки учащихся к ЕГЭ рекомендуется обратить внимание на работы нового практикума по физике, концепция и содержание которого отражена в публикациях в газете «Физика» (№19, 2009 г.) и журнале «Физика в школе» (№1, 2010 г.) и материалы сайта ФИПИ (http://www.fipi.ru).
На сайте ФИПИ размещены нормативные, аналитические, учебно-методические и информационные материалы, которые могут быть использованы при организации учебного процесса и подготовке учащихся к ЕГЭ (тренировочные задания из открытого сегмента Федерального банка тестовых материалов).
При организации образовательного процесса учитель должен понимать, что в обычной школьной практике нет четкого деления заданий на учебные и контролирующие. Учебные задания составляются в расчете на то, что ученик делает их впервые. Поэтому надо тщательно выбирать специальные «модельные» ситуации, в которых «выпячивается» то новое, с чем ученик впервые встречается при решении этих задач. Это могут быть новое понятие, новая формула, новый вид взаимосвязи физических величин или явлений.
На выполнение учебных заданий должно отводиться достаточное время. Желательно избегать «принудительного» оценивания выполнения таких заданий. Постепенно учебные задания нужно усложнять, вводить «подвохи», требующие не только фактического знания, но и понимания. Контролирующие задания имеют другую цель: они должны проверить, выполнял ли ученик подобные задания ранее и понимает ли он основные закономерности. Одной из причин неприятия физики у многих учеников является то, что контролирующие задания не отделяются от учебных.