МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

СТАВРОПОЛЬСКИЙ КРАЕВОЙ ИНСТИТУТ ПОВЫШЕНИЯ

КВАЛИФИКАЦИИ РАБОТНИКОВ ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра естественнонаучных дисциплин

Козлов С.А., Киселёв В.В., Коваленко Л.Г.

ПРИМЕНЕНИЕ РЕШЕБНИКОВ

В УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ

Методические рекомендации

для учителей физики

Ставрополь - 2007

ББК

УДК

С.А.Козлов, В.В.Киселёв, Л.Г.Коваленко. Применение решебников в учебной практике. Методические рекомендации для учителей физики

Ставрополь, СКИПКРО, 2007, 36 с.

В связи с широким распространением различного рода решебников и сборников рефератов в печатном и электронном виде перед учителями встал ряд дополнительных проблем, не встречавшихся ранее в практике преподавания соответствующих дисциплин. Настоящая работа содержит попытку оценить дидактический потенциал материалов такого рода, а также некоторые рекомендации по их применению в учебном процессе. Выводы подкреплены примерами, полученными при анализе ряда решебников. Работа, подготовленная физиками и для физиков, может представить интерес для учителей других предметов.

© С.А.Козлов, канд.ф.-м.н., доцент кафедры ЕНД СТИС и СКИПКРО

В.В.Киселёв, ст.пр. кафедры ЕНД СТИС

Л.Г.Коваленко, ст.пр. кафедры ЕНД

Рецензент: Беджанян М.А., канд. ф.-м.н., доцент СГУ

Печатается по решению Научно- методического

совета СКИПКРО. Протокол № от .

Введение

В последние десятилетия в связи с облегчением процесса книгоиздательства и развитием информационных технологий значительно возросли объем и доступность учебной информации. Никогда ранее не появлялось столько книг, содержащих решения задач к стандартным задачникам, диктантов, сочинений, рефератов и курсовых работ по всем учебным дисциплинам. Если в прежних школьных и вузовских задачниках доля решенных задач исчислялась процентами, затем она, медленно прирастая, достигала в ряде задачников десяти процентов. В настоящее время стало обычным явлением, когда авторы учебников и сборников задач выпускают дополнительно специальные пособия, содержащие решения всех задач, находящихся в их учебниках и задачниках. Такого рода пособия принято называть решебниками. Изданы также решебники, не имеющие под собой основы в виде сборника задач, но содержащие типичные задачи школьного курса физики среднего уровня сложности и трудности. Если дополнить этот перечень издаваемыми в периодической печати образцами задач с олимпиад и вступительных экзаменов различных вузов с подробнейшими решениями, то картина становится впечатляющей.

Изобилие и доступность готовых решений в значительной мере изменили педагогическую ситуацию – сократилось поле самостоятельной работы, затруднен контроль качества знаний и умений школьников и студентов. Есть опасение, что уже не осталось вопросов и задач по учебным предметам, на которые с помощью таких пособий нельзя было бы найти готовых сочинений, рефератов, докладов и решений.

Насколько педагогически обоснованы такие пособия? Помогают ли они преподавателю, учебному процессу и образованию в целом? Кстати, в выходных данных большинства таких изданий нет грифа УМО Министерства образования РФ. Не следует ли отсюда, что они не проходили научно-методическую экспертизу?

Вопрос этот далеко не праздный – пособия издаются большими тиражами, их массированное педагогическое воздействие уже началось. Опросы показывают, что преподаватели с большим опытом работы, придерживающиеся традиционного стиля обучения, считают эти пособия безусловно вредными, а соответствующий бум в их производстве – гримасой рыночных отношений, неоправданно широко проникших в сферу образования. Но так же очевидно и то, что прекратить издание таких пособий не удастся – рынок есть рынок. Поэтому представляется целесообразным провести психолого-педагогический анализ сложившейся ситуации с целью выявления всех ее плюсов и минусов. И, если за решебниками будет признано право считаться учебными пособиями, то:

а) определить оптимальные педагогические требования к их содержанию и структуре и в полной мере обеспечить ими школы;

б) внести на основе этого анализа специфические рекомендации для школьных учителей и для преподавателей педвузов.

Попытке решения этой проблемы посвящена настоящая работа. Здесь мы рассмотрим узкую предметную область – решение физических задач, полагая, что многие выводы будут применимы к другим учебным дисциплинам и видам пособий такого рода. Вначале мы предлагаем небольшой обзор мнений о влиянии готовых решений на качество и скорость обучения. Затем изложим результаты анализа некоторых решебников, в какой-то мере иллюстрирующие сложившуюся ситуацию и наши суждения о ней.

Мнение 1. Размышления над готовым решением задачи

полезны по многим причинам

Очевидно, что наличие «решебника» перемещает центра тяжести с самостоятельного решения новых задач на разбор задач, выполненных профессионалами. А это несет в себе ряд совершенно новых моментов. «Когда задача решена, ее очищают от промежуточных, поисковых действий, как освобождают здание от «строительных лесов», которые помогали его строить. Описание решения сжимается, лаконизм и простота придают особую «красоту» всей задаче. А это - немаловажное качество для ее запоминания – красивое помнится дольше, к нему приятно возвращаться, в нем меньше загадочного и непонятного».¹

«Разбор готового решения - это средство «соблазнить» читателя заняться решением задач и побудить его задуматься над методом и средствами, которые он при этом применяет» ² . « Крупное научное открытие даёт решение крупной проблемы, но и в решении любой задачи присутствует частица открытия… Если вы решаете её собственными силами, то сможете испытать ведущее к открытию напряжение ума насладиться радостью победы» ³.

Работа с известной задачей более приятна, комфортна, поскольку требует меньших напряжений и не грозит осложнениями и чувством неуверенности. Поэтому:

а) на таких задачах можно задерживаться дольше и охватывать больший объем учебного материала;

б) наличие готового решения открывают возможность задавать для домашнего выполнения трудные и сложные задачи в большом количестве;

в) увеличение количества рассматриваемых задач способствует формированию прочных и многочисленных алгоритмов и навыков;

г) обилие усвоенных алгоритмов непроизвольно потребует их обобщения и систематизации, а это – обязательная ступень при переходе от репродуктивного к исследовательскому типу мышления.

Уже этот, по-видимому, далеко не полный перечень плюсов «решебника» вполне достаточен для признания их психологических и методических достоинств.

Мнение 2. Решебники пагубно влияют на учебный процесс

и качество обучения решению задач

Так считают многие преподаватели. Вот некоторые основания для такого утверждения:

а) в подавляющем большинстве «решебников» в описании решения приводятся только формулы и рисунки, в то время как анализ физической ситуации отсутствует, в объяснении решения используется не весь, а только рабочий базис. Между тем известно, что решение каждой новой учебной задачи предполагает обязательный выход за рамки задачной информации, при этом в действиях учащихся используется весь запас имеющихся у него знаний.

б) если в пособии обсуждается единственный вариант решения (что характерно для подавляющего числа «решебников»), то нет мысленного поиска прецедентов, не выявляются признаки сходства и различия с аналогами, ученик не привлекается к составлению плана решения. Все это обрекает ученика на пассивность и не способствует формированию навыков альтернативного, творческого стиля мышления.

в) пользуясь таким учебным пособием учащиеся освобождают себя от напряженного поиска, и, следовательно, не получают такого удовлетворения от успеха, как при самостоятельном решении. Известно также, что напряженная работа – одно из ключевых требований в теории развивающего обучения.

г) решения задач, представленные в хорошо отредактированном и лаконичном стиле, создают обманчивое представление легкости как процесса решения данной задачи, так и обучения в целом, что препятствует объективной самооценке учащихся и не способствует воспитанию у них воли и настойчивости.

д) в связи с широким распространением и доступностью «решебников» учитель лишен возможности адекватно оценить текущую успеваемость, качество знаний и, особенно, умений учащихся. Со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Мнение 3. Не всякая задача и не всякое объяснение решения

одинаково эффективно обучают и развивают

Приведенный выше перечень минусов, по-видимому, не полон и его можно продолжить. Тем не менее, многие из недостатков можно отнести к «трудностям роста». Потенциал «решебников» таков, что они могут занять заметное место в системе обучения. Важно только, чтобы по содержанию и стилю они удовлетворяли неким психолого-педагогическим критериям и нормам, а учитель был подготовлен к работе с ними.

Содержание решебника (подбор задач, выбор общего стиля и правил описания решений) должны отвечать определенным нормам и критериям. Нельзя, например, считать достаточным решение без анализа физической ситуации, обоснования применяемых моделей, законов и соотношений («формульное» решение). Очень важно, например, установить, насколько детальным и подробным должно быть описание решения. При решении задач мы непременно используем понятия, суждения принципы, правила и законы. Само решение – это пример, демонстрация доказательства. С позиций классической логики в каждой задаче можно выявить три основные части доказательного суждения: тезис (чаще всего это ответ задачи), аргументы (это законы, соотношения и связи между явлениями) и рассуждения. Именно рассуждения, логические демонстрации, проверяющие соответствие между аргументами и тезисом, являются основой развивающего обучения. Количество аргументов, используемых в доказательстве, определяют сложность, а размеры логических связей между ними и тезисом (длина рассуждений) определяют трудность задачи. Вместо полных силлогизмов мы используем сокращенные, опуская часть суждений ввиду их очевидности. Это ускоряет процесс решения. Но именно отсюда проистекают все наши ошибки и не только учебные. В учебном процессе нельзя бояться избыточности в объяснениях, более того, для него она должна быть одним из обязательных требований. Что касается решебников, то в них авторы, по нашему мнению должны быть просто «занудами» и не бояться проявлять это качество во всех частях решения задачи, включая

- детальный анализ физических явлений, явно или неявно изложенных в тексте задачи;

- соотнесение их с известными идеализированными ситуациями и законами;

- обоснование правомерности вводимых дополнительных условий, превращающих данный литературный текст в абстрактную, идеализированную модель физических процессов;

- лаконичную по форме, но полнейшую по существу демонстрацию окончательного плана поиска ответа:

- формулирование ответа таким образом, чтобы в нём нашли место исходный текст задачи, его конечная трансформированная интерпретация, полученный ответ и заключение о его соответствии реальному заданию.

По-видимому, такие же требования можно предъявить к математической части решения. Решение физических задач существенно расширяет тренировочное поле для математических упражнений. Здесь важно помнить о едином, физико-математическом образовании. По нашему мнению, не следует только перегружать задачи рутинными действиями из элементарной математики, а оптимальной можно считать такую долю математических действия, после которых, в конце процесса решения, ученики ещё помнят физическую составляющую этой задачи.

Как превратить решебник в учебное пособие?

1. Объяснение задачи не следует упрощать

Приведем решения некоторых задач для иллюстрации высказанных выше суждений. Начнём с задачи, предлагавшейся несколько лет назад абитуриентам МГУ. При этом зададимся целью в этой качественной по форме задаче показать в деталях весь ход рассуждений.

Задача 1. На железный сердечник намотаны две обмотки (рис. 1). Ползунок реостата перемещают вверх. Определите направление тока в амперметре.

Возможный вариант ответа:

1. Ток, текущий в первичной (левой) обмотке создает магнитное поле Открыто Эрстедом.

2. Магнитная проницаемость железного сердечника значительно больше, чем воздуха, поэтому линии магнитной индукции в основном замыкаются по сердечнику.

3. В соответствии с полярностью источника тока определяем направление тока в цепи первичной обмотки от «+» к «-» (рис. 2).

4. Направление намотки провода в первичной обмотке – по часовой стрелке, если смотреть «сверху».

5. Учитывая направление тока I₁ в первичной обмотке и направление ее намотки по правилу буравчика, определяем направление линий магнитной индукции магнитного поля первичной обмотки (на рисунке 2 показаны сплошной линией).

6. Линии магнитной индукции входят в верхнюю часть первичной обмотки, следовательно, в верхней части первичной обмотки находится южный магнитный полюс S₁ магнитного поля первичной обмотки.

7. Если магнитное поле, созданное первичной обмоткой, и пронизывающее вторичную обмотку, не меняется, то в ней не возникает ЭДС индукции закон электромагнитной индукции Фарадея.

8. Если во вторичной обмотке не действует ЭДС, то в ней не течет ток. Амперметр показывает нуль.

9. Если ползунок реостата перемещается вверх, то рабочая длина l используемого в реостате провода уменьшается в соответствии с рисунком.

10. Если длина металлического проводника уменьшается, то его сопротивление тоже уменьшается .

11. При уменьшении сопротивления проводника по закону Ома сила тока в нем увеличивается.

12. Следовательно, магнитный поток, созданный током первичной обмотки, увеличивается [Ф₁= LI₁].

13. Если магнитное поле, созданное первичной обмоткой, и пронизывающее вторичную обмотку, меняется, то в ней (вторичной обмотке) возникает ЭДС индукции закон электромагнитной индукции Фарадея ε=- ΔФ/ Δt .

14. Во вторичной обмотке возникает индукционный ток обмотка замкнута на амперметр.

15. Индукционный ток создает свое магнитное поле [Ф₂= LI₂]. Его силовые линии на рисунке 2 показаны пунктиром.

16. Так как магнитное поле, пронизывающее вторичную обмотку увеличивается, то индукционный ток во вторичной обмотке должен создавать магнитное поле такого направления, чтобы препятствовать увеличению магнитного поля первичной обмотки правило Ленца.

17. Следовательно, линии магнитной индукции магнитного поля индукционного тока в данном случае направлены против линий магнитного поля первичной обмотки.

18. Линии магнитной индукции магнитного поля индукционного тока входят в верхнюю часть вторичной обмотки. Там расположен южный магнитный полюс S₂.

19. Направление намотки провода во вторичной обмотке – против часовой стрелки, если смотреть «сверху».

20. Учитывая направление намотки и линий магнитной индукции вторичной обмотки, по правилу буравчика определяем направление тока I₂ .

Приведенное описание решения (из двадцати ступеней!) может показаться излишне подробным, более того, - нудным. Поэтому необходимо найти оптимальный уровень, золотую середину между подробным и очень подробным описанием решения, так, чтобы стиль изложения отличали ясность, лаконизм и точность. Но при этом важно отметить следующее. Перечень физических законов, правил, понятий и соотношений – в тексте они выделены квадратными скобками – это тот минимальный объем учебного материала по физике, без которого ответ нельзя признать полным и обоснованным. Это рабочий базис данной задачи.