При подготовке к ЕГЭ не приводит к успешным результатам путь заучивания «типовых моделей задач». Продуктивным 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, в том числе fx-82ES. 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.
Большинство физических законов и соотношений записываются в виде функций. Понимание соотношений между величинами в законах и формулах, а также физического смысла коэффициентов невозможно без усвоения свойств соответствующих функций. (Например, сила тока только тогда прямо пропорциональна напряжению, когда сопротивление не зависит ни от силы тока, ни от напряжения). Таким образом, актуализация знаний о свойствах функций из курса алгебры — системный фактор, в значительной степени помогающий освоению физики.
В экзаменационных вариантах 2010 г. будет 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:
· снятие показаний приборов при измерении физических величин (амперметр, вольтметр, мензурка, термометр, гигрометр);
· правильное включение в электрическую цепь электроизмерительных приборов;
· выбор физических величин, необходимых для проведения косвенных измерений;
· выбор установки для проведения опыта по заданной гипотезе;
· запись результатов вычисления физической величины с учетом необходимых округлений (по заданной абсолютной погрешности).
На повышенном уровне сложности предлагаются задания, проверяющие умения:
· определять параметр по графику, отражающему экспериментальную зависимость физических величин (с учетом абсолютных погрешностей);
· определять возможности сравнения результатов измерения двух величин, выраженных в разных единицах;
· на основе анализа хода опыта выявлять его несоответствие предложенной гипотезе;
· анализировать результаты опыта, представленного в виде графика;
· рассчитывать параметры физического процесса по результатам опыта, представленного в виде таблицы.
Результаты экзамена 2009 г. показали, 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, как правило, на те умения, которые формируются при проведении лабораторных работ. Таким образом, пока не приходится говорить о сформированности системы методологических умений.
Следует отметить, что при конструировании заданий для ЕГЭ все шире используется эксперимент. Речь идет не только о заданиях с выбором ответа, о которых шла речь выше, но и о целой серии заданий по фотографиям реальных экспериментов, о новых заданиях с развернутым ответом (качественные задачи), которые практически полностью реализованы на материале экспериментальной части школьного курса физики.
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.
Учебный физический эксперимент — один из существенных факторов, влияющих на качество освоения и системную подготовку к ЕГЭ. Это связано в первую очередь с тем, что освоение физики невозможно без опоры на эксперимент. Если рассматривать приоритетные направления методики проведения практических работ, то наиболее продуктивный способ повышения педагогической эффективности эксперимента — это перевод его в исследовательскую форму.
Фронтальный эксперимент практически целиком может проводиться в исследовательской форме. В этом случае необходимо шире использовать работы по изучению зависимостей физических величин, заменяя ими традиционные работы, которые по этим же темам предполагают лишь проведение косвенных измерений. Например, не вызывает сомнения, что исследование зависимости напряжения на полюсах источника от силы тока в электрической цепи, в отличие от формального измерения ЭДС и внутреннего сопротивления, вносит решающий вклад в понимание сути закона Ома для полной цепи. Причем эти подходы целесообразно использовать и при изучении физики на базовом уровне.
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. Здесь хочется порекомендовать 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.).
При использовании цифровых и компьютерных средств демонстрационный и ученический эксперимент становится количественным и «графическим». Таким образом, появилась возможность многие демонстрационные опыты перевести из разряда простого наблюдения явлений в количественные эксперименты, а использование компьютерных датчиков позволяет автоматически наблюдать исследуемую зависимость в виде графика. Кроме того, благодаря современным средствам измерения ученики, наконец, могут увидеть броуновское движение, исследовать электрическое и магнитное поля, волны (т.е. сокращается число явлений, которые ранее изучались лишь теоретически).
Материалы сайта ФИПИ (http://www.fipi.ru)
На сайте ФИПИ размещены следующие нормативные, аналитические, учебно-методические и информационные материалы, которые могут быть использованы при организации учебного процесса и подготовке учащихся к ЕГЭ:
- Аналитический отчет «Результаты единого государственного экзамена 2009 года»;
- документы, регламентирующие разработку КИМ ЕГЭ по физике 2010 года;
- учебно-методические материалы для членов и председателей региональных предметных комиссий по проверке выполнения заданий с развернутым ответом;
- методические письма прошлых лет;
- обучающая компьютерная программа «Эксперт ЕГЭ»;
- тренировочные задания из открытого сегмента Федерального банка тестовых материалов;
- Перечень учебных изданий, рекомендуемых ФИПИ для подготовки к единому государственному экзамену; Перечень учебных изданий, подготовленных авторскими коллективами ФИПИ.