Язык физической науки в школьном курсе физики: формы представления, функции и методика обучения (на примере темы/раздела, программы/учебника «…» школьного курса физики по выбору студента).
Язык в учебном процессе играет первостепенную роль, которая определяется тем, что подавляющую часть информации учащиеся получают в языковой или знаковой форме. Языковая форма включает в себя терминологию, единицы физических величин, методы изучения природы и др., знаковая форма - буквенные обозначения, формулы, графики, рисунки, схемы, диаграммы, условные обозначения, таблицы, цифры и др. Обе формы представляют собой структуру языка физической науки.
Усвоенный язык науки-физики применяется как важнейшее средство формирования физических понятий, являясь их формой. Взаимосвязь языка и понятий в физике обусловлена принципом единства формы и содержания, определяющего понятийный подход в обучении. Овладение учащимися языком науки-физики, основу которого составляют терминология (необходима для краткого выражения понятий специальным словом), символики и номенклатуры (дополняет физические формулы знаниями о характере связей), представляет собой одну из важнейших задач на современном этапе школьного физического образования.
Характерные черты языка физической науки.
1. В курсе физики изучаются природные объекты, явления и процессы, причем в ходе их изучения можно производить измерения, наблюдения, не изменяя самого процесса или явления, выдвигать гипотезы, экспериментально их подтверждать или опровергать, создавать модели, преобразовывать их с целью детального изучения окружающего мира.
2. Физические величины могут изменяться (скорость, сила, энергия и др.), то есть имеет место временная и функциональная зависимости одних физических величин от других.
3. Физические величины имеют буквенные обозначения, причем одну физическую величину можно выразить через другую.
4. Некоторые физические величины имеют не только числовое значение (масса, плотность, энергия, температура и др.), но и направление (например, скорость), то есть являются векторными.
Усвоенный школьниками язык физики превращается в метод изучения явлений и объектов окружающего мира.
В зависимости от целей и содержания уроков он используется в сочетании с разными средствами обучения и реализует определенные функции, а именно • утверждение единства, многообразия и материальности мира, формирование научного мировоззрения учащихся (убеждение в материальности окружающего мира, диалектике природных процессов и диалектике процесса познания);
• передача и приобретение учащимися новых знаний (чтение литературы, общение с учителем, сверстниками и т. п.);
• освоение разных способов деятельности (от экспериментальных до теоретических), развитие познавательного интереса учащихся, воспитание у них таких качеств, как трудолюбие, усидчивость и др., формирование умения четко выражать свои мысли;
• установление и реализация межпредметных связей;
• развитие мышления старших школьников, приобщение их к творческой деятельности, к проблемному познанию науки.
Содержание знаний о языке физики должно отражать следующие стороны: семантическую, направленную на раскрытие отношений между реальными объектами, явлениями и процессами окружающего материального мира и знаками, символами, которые они обозначают; грамматическую, определяющую правила, способы написания и произношения терминов и символов; практическую, устанавливающую способы предъявления учащимися усвоенных знаний на языке физики и обеспечивающую общение на нем.
Система заданий по кинематике
Задание 1
Продолжите предложение.
-
Тело, относительно которого рассматривается движение, называется…
телом отсчета.
-
Направленный отрезок, проведенный из начала координат в данную точку, это…
радиус-вектор.
-
Если траекторией является прямая линия, движение точки называется…
прямолинейным.
-
Скорость в данный момент времени называется…
мгновенной скоростью.
-
Мгновенная скорость направлена…
по касательной к траектории.
-
Величина, характеризующая быстроту изменения скорости, это…
ускорение.
-
Прямолинейное движение с постоянным ускорением, при котором модуль скорости увеличивается, называется…
равноускоренным движением.
-
Ускорение, сообщаемое Землей всем телам, называется…
ускорением свободного падения.
Задания типа 1 направлены на формирование у учащихся умения определять существенные признаки понятий.
Задание 2
-
От какой величины НЕ зависит координата при равномерном прямолинейном движении:
А) от начальной координаты;
Б) от времени движения;
В) от ускорения;
Г) от скорости.
-
Центростремительное ускорение обратно пропорционально:
А) радиусу;
Б) скорости;
В) квадрату скорости;
Г) времени.
Задание 3
-
Какова единица скорости в СИ:
А) м. Б) с. В) м/с. Г) м/с².
-
Какова единица ускорения в СИ:
А) м. Б) с. В) м/с. Г) м/с².
Задания типа 2-3 представляют собой тесты, в которых учащиеся из предложенного перечня ответов выбирают один правильный.
Задание 2 направлено на формирование у школьников конкретных физических понятий, а также величин, от которых они зависят. Задание 3 способствует усвоению учащимися единиц физических величин и формул для их вычисления.
Задание 4
-
Какие части катящегося вагона движутся и какие находятся в покое относительно дороги, стен вагона?
Покоятся относительно дороги только точки колес, соприкасающиеся в данное мгновение с дорогой. Движутся относительно кузова все точки колес (за исключением точек оси колеса).
-
Какова траектория движения точек винта самолета по отношению к летчику? по отношению к земле?
Окружность. Винтовая линия.
-
Почему говорят, что Солнце восходит и заходит? Что в данном случае является телом отсчета?
Система отсчета, связанная с плоскостью горизонта.
-
В каком случае мгновенная и средняя скорости равны между собой?
При равномерном движении.
-
Какую скорость переменного движения показывает спидометр автомобиля?
Близкую к мгновенной.
-
На улицах городов вывешиваются особые знаки, запрещающие движение со скоростями, превышающими величину скорости, указанную на знаке. О какой скорости здесь идет речь?
О мгновенной.
В ходе выполнения задания 4 учащиеся закрепляют знания о признаках физических понятий, в частности о системе отсчета и о мгновенной скорости.
Задание 5
-
За какое время автомобиль, двигаясь из состояния покоя с ускорением 0,6 м/с², пройдет 30 м?
-
При аварийном торможении автомобиль, движущийся со скоростью 72 м/с, остановился через 5 с. Найти тормозной путь.
-
Велосипедист, движется под уклон с ускорением 0,3 м/с². Какую скорость приобретет велосипедист через 20 с, если его начальная скорость равна 4 м/с?
-
При ударе кузнечного молота по заготовке ускорение при торможении молота было равно 200 м/с². Сколько времени длился удар, если начальная скорость молота была 10 м/с?
Задание 5 направлено на усвоение физических законов и формул, в данном случае это уравнения перемещения и скорости при движении с постоянным ускорением.