Современное образование
Правильная ссылка на статью:

Использование основных методов решения задач по курсу общей физики в высшей школе

Савченко Елизавета Викторовна

кандидат педагогических наук

доцент, кафедра Физика, Севастопольский государственный университет

299053, Россия, г. Г. Севастополь, ул. Университетская, 33

Savchenko Elizaveta Viktorovna

PhD in Pedagogy

Docent, the department of Physics, Sevastopol State University

299053, Russia, g. G. Sevastopol', ul. Universitetskaya, 33

globinaliza@mail.ru
Другие публикации этого автора
 

 

DOI:

10.25136/2409-8736.2020.3.31599

Дата направления статьи в редакцию:

04-12-2019


Дата публикации:

02-10-2020


Аннотация: Предметом исследования является процесс обучения студентов самостоятельно решать задачи по курсу общей физики. Развитие способности у будущих инженеров разделять решение физической задачи на этапы. Обобщение, разработка и применение основных методов решения задач по курсу общей физики в высшей школе на основе предварительно составленной классификации задач по определенным признакам. Создание учебно-методического обеспечения по курсу общей физики в качестве средства подготовки студентов к самостоятельному решению задач В ходе исследования применялись следующие методы: анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы; анализ учебных программ, учебников, сборников задач, пособий по дисциплинам естественнонаучного цикла, моделирование деятельности студентов на практических занятиях; эмпирические: наблюдение, беседы, анкетирования В результате исследования обобщены существующие методы решения задач в систему, используя которую студент сможет осуществить все этапы решения задачи самостоятельно, сможет глубже понять изучаемый материал и получить навыки самостоятельной постановки задач. Приведены примеры поэтапного решения различных классов физических задач по теме "Расчет электрической цепи"


Ключевые слова: высшая школа, курс общей физики, физическая задача, анализ физической задачи, этапы решения задач, классификация задач, методы решения задач, общие методы, электричество, электрическая цепь

Abstract: The subject of this research is the process of teaching students to solve problems in the discipline of general physics on their own, as well as develop skills of future engineers to break up the solution of the problem into stages. The article is aimed ad generalization, elaboration and implementation of the basic problem-solving techniques higher school based on the preliminary compiled classification of problems in accordance with certain characteristics. The author develops educational and methodological support for the discipline of general physics as the means of training students to solve problems on their own. The following methods were applied in the course of this work: analysis of psychological, pedagogical and scientific-methodical literature; analysis of curricula, textbooks, problem books, guidebooks on natural science disciplines, modeling of class activity of the students; empirical methods of observation, conversation, survey. As a result, the author incorporates the existing problem-solving techniques into the system, based on which students are capable to go through all stages of solving the problem on their own, better understand the study material, and acquire essential skills for articulation of the problem. The examples are provided on step-by-step solution of different types of problems on the topic “Calculation of an electrical network”.



Keywords:

common methods, problem solving methods, task classification, problem solving steps, physical task analysis, physical task, general physics course, higher school, electricity, electrical circuit

На данный момент перед высшей школой стоит задача модернизации образования и науки. Изменение высшего образования должно быть направлено на формирование у студента определенного объема знаний и умений, необходимых для дальнейшей самореализации. Поскольку со второй половины 20 века объем информации, необходимый для усвоения, непрерывно возрастает, становится актуальным вопрос усовершенствования существующих и создания новых технологий обучения, интенсификации процесса обучения.

Используя результаты контент-анализа [1, 2] научно-методической литературы (программы, пособия, соответственные нормативные и директивные материалы и т.д.) можно с большой вероятностью говорить о большой истории становления и современном уровне развития методики решения и составления физических задач для средней школы.

Анализ наиболее часто используемых учебно-методических пособий [4, 10, 11, 13] показал, соответствие классических сборников задач критериям содержания дисциплины, однако следует отметить их нехватку на современном этапе и необходимость коррекции методик преподавания с точки зрения обобщения и структуризации задачного поля.

В результате анализа было установлено, что во многих сборниках задач структуризация материала отсутствует или не достаточно подробна. Краткие теоретические сведения отсутствуют в 50% сборниках задач. Методическая часть оформлена в виде указаний общего характера, что делает ее затруднительной для самостоятельной работы студентов. Справочные материалы представлены в недостаточном объеме, особенно по курсу математики. Отсутствует выделение основных типов задач для каждой темы, образцы решения нескольких задач, представленные в пособиях не являются указаниями к решению какой-либо выделенной группы задач. На основе анализа наиболее распространенных сборников задач, используемых в высшей школе, нами составлена сравнительная таблица 1.

Таблица 1.

Сравнение сборников задач по курсу общей физики

Автор

Структуризация материала

Теоретическая часть

Методическая часть

Трофимова Т.И., З.Г. Павлова

Четыре группы задач

Отсутствует

Общие указания

Волькенштейн В.С.

Четыре группы задач

Набор основных формул

Более подробная

Чертов А.Г.,

Воробьев А.А.

Более пяти групп задач

Набор основных формул

Отсутствует

Савельев И.В.

Десять групп задач

Отсутствует

Подробная, но общего характера

Анализ информационно-методического обеспечения для решения задач по курсу общей физики показал, что наиболее полно материалы представлены для школьного курса: рассмотрены теоретические вопросы, примеры решения задач, созданы виртуальные практикумы, задания для проверки уровня усвоения знаний. Однако методическая часть, представленная общими указаниями к решению задач и отдельными примерами возможна только для обучения в средней школе в связи со сравнительно небольшим количеством рассматриваемых задач. Одновременно следует отметить недостаточное количество информационно-методических материалов для изучения курса общей физики. При изучении современных виртуальных пособий для высших учебных заведений был рассмотрен электронный учебник «Общая физика. Часть 2» [8], который содержит теоретический материал, сопровождаемый видеофрагментами и иллюстрациями, примеры решения типовых задач, упражнения и задачи для самоконтроля. Электронный учебно-методический комплекс «Курс общей физики для технических вузов. Часть 2 Электричество и магнетизм» [7], который состоит из теоретической части, задачника (144 задачи), виртуального лабораторного практикума системы контроля знаний. Анализ этих материалов показал, что теоретическая часть в них представлена достаточно полно, но материал структурирован с теоретической, а не с практической точки зрения. Методические указания носят общий характер или предлагаются отдельно для каждой задачи, что не способствует формированию представлений студентов о единой картине задачного поля.

Исследователь А.Г. Кравец предложил программу автоматизированной оценки уровня компетенций обучающихся и построения индивидуальной траектории обучения на примере курса общей физики, которая предполагает тестирование по теоретическому материалу, а также программу автоматизированного формирования компетенций решения задач, которая может работать в режиме обучения и тестирования [6]. В результате использования этих программ решение задачи осуществляется с помощью разветвленного алгоритма, однако, сам алгоритм скрыт от студента.

Во время исследования выявлено недостаточное количество научно-методической литературы по методике решения и составления учебных физических задач для высшей школы [5, 14].

Поэтому проблема обучениястудентов самостоятельно решать задачи по курсу общей физики требует дополнительных исследований. Ее анализ связан с вопросами улучшения процесса обучения, формирования познавательной активности, улучшения качества знаний студентов. Cуществует проблема с обеспеченностью студентов необходимой литературой. На современном этапе «старые» учебники и задачники не переиздаются, а новые не выпускаются в должном количестве. Также имеется несоответствие между необходимостью овладеть навыками решения задач, разнообразным количеством, материалов и отсутствием обобщенных методик решения задач. В существующих пособиях, в основном, рассматриваются теоретические вопросы и приводятся примеры решения нескольких задач по данной теме [3].

Решение задач по физике вызывает сложности у большинства студентов, даже имеющих хорошую теоретическую подготовку. На практических занятиях, в основном, используется традиционный способ обучения решению задач: преподаватель объясняет общие принципы решения задач по данной теме на примере решения одной или двух определенных задач, а затем следует коллективное решение, при котором студенты, в основном, списывают с доски, не пытаясь анализировать и решать самостоятельно. В процессе обучения решению задач часто используется принцип «от частного к общему», у которого есть существенные недостатки: у студентов вызывает трудности проблема самостоятельного выбора методов и приемов для решения определенной задачи. Обычно обобщенные знания формируются с опытом, в процессе решения задач. Основные способы обучения решению задач представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Способы обучения решению учебных задач

По нашему мнению у обучаемых, в первую очередь, необходимо развивать обобщенное умение решать физические задачи. Обобщенный метод решения задач включает в себя множество известных методов и подходит для большинства задач. Если из общего метода решения выделить частный, подходящий для определенной группы задач, получится алгоритм решения данного класса задач. Для студентов, которые только знакомятся с теоретическим материалом и приобретают необходимые практические навыки, больше, на наш взгляд, подойдет метод индукции, т.е. сначала ознакомление с частными алгоритмами, их усвоение, потом обобщение на различных уровнях, и как итог – получение совместно с преподавателем обобщенного алгоритма определенного типа решения задач. С. Рубинштейн отмечает, что «если человек решает задачи обобщенным способом, то считается, что развертывается мышление теоретического (содержательного) типа» » [9].

Следовательно становится актуальным вопрос обучения студентов обобщенным методам решения задач, обще методическим принципам и соответственным обобщенным понятиям. Для решения задачи студент должен владеть определенными приемами и методами, характерными для данного класса задач, не только знать законы физики, но и проявлять способность к аналитическому мышлению.

Согласно Беликову Б.С., физическая задача – это словесная модель физического явления с некоторыми известными и не известными физическими величинами, характеризующими это явление [3, с.13]. Решить физическую задачу – это значит найти (восстановить) неизвестные связи, физические величины и т.д [3, с.6]. В методическом пособии А.В.Усовой физическая задача - это ситуация, требующая от учащихся мыслительных и практических действий на основе законов и методов физики, направленных на овладение знаниями по физике и на развитие мышления [12, с.8].

Для решения физической задачи важно не только знать суть физического явления, которое она описывает, но и уметь анализировать условие данной задачи и полученный ответ.

В процессе решения задачи следует различать три этапа: физический, математический и анализ решения (см. схему 1).

Схема 1. Этапы решения задач

Решение задачи начинается с ознакомления с условием и анализом физических процессов, далее следует составление замкнутой системы уравнений, что вызывает трудности у большинства студентов. На следующем этапе происходит осуществление решения данной системы и получение численного ответа, после чего ответ анализируется. Во время анализа следует рассмотреть возможные изменения численных данных в условии задачи и допустимые границы изменений с точки зрения понимания физического смысла данных и искомых величин. Для решения задачи недостаточно знать последовательность этапов. Осуществление этапов решения задачи зависит от выбора определенного метода решения.

При описании методов решения во многих пособиях каждая задача рассматривается по отдельности, анализируется только условие данной задачи без возможных вариантов изменения условия. Подобный подход нередко ставит студента в тупик: решение рассмотренной задачи понятно, но можно ли точно так же решать следующую? Приобретая навыки самостоятельного решения задач, студенты чаще всего используют метод «проб и ошибок», который не является эффективным.

Поэтому следует обобщить существующие методы решения задач в систему, используя которую, студент сможет самостоятельно осуществить все этапы решения задачи. Необходимо, чтобы при составлении обобщенной методики анализ (максимально наглядный, состоящий в основном из схем и таблиц) охватывал сразу целую совокупность задач. Это поможет студенту глубже вникнуть в суть описываемого физического процесса. Данная система обобщенных методов построена с учетом анализа каждого этапа решения задачи (см. схему 2).

Схема 2. Общие методы решения задач

Например, метод постановки задачи, применяется для решения творческих задач, требующих самостоятельной постановки. После анализа физического явления формируется определенная модель физической ситуации (например, что при определенных условиях равномерно зараженную плоскость можно считать бесконечной), далее составляется замкнутая система уравнений, которая проверяется на предмет соответствия идеализированной модели, после чего производятся расчеты.

В процессе изучения разделов общей физики студенты сталкиваются с различными типами задач, каждый из которых целесообразно решать определенными методами.

При классификации задач выделяются следующие признаки: методы решения, содержание и уровень сложности. Данные компоненты и их взаимосвязь проиллюстрированы на схеме 3.

Схема 3. Классификация задач

Проанализируем выбор различных методов решения на примере задачи из раздела «Постоянный электрический ток». Основной задачей в данной теме является задача о расчете электрической цепи. Решение различных ее вариантов сводится к нахождению силы тока в цепи [13]. Данную задачу можно разделить на три вида, каждый из которых требует различные методы решения:

· один источник тока в цепи (класс элементарных и основных задач);

· несколько одинаковых источников тока в цепи (класс основных и стандартных задач);

· несколько разных источников тока в цепи (класс основных и стандартных задач).

На первом (физическом) этапе решения задачи используется метода анализа физической ситуации задачи. При ознакомлении с условием следует изобразить электрическую схему, указав на ней все данные и искомые величины (вводная часть метода). Анализируя физические процессы, в задачах первого типа определяется направления тока в цепи, в задачах второго типа необходимо определить тип соединения элементов (последовательно или параллельно), в задачах третьего типа – количество узлов, ветвей и контуров (определить количество необходимых законов Кирхгофа). На данном этапе используется основная часть метода анализа физичесой ситуации – качественный анализ. Для составления замкнутой системы уравнений используется количественный анализ: для задач первого типа записывается закон Ома для полной цепи; для задач второго типа – законы последовательного или параллельного соединения (при изображении эквивалентной схемы используется метод упрощения); для задач третьего типа – законы Кирхгофа [11]. На втором (математическом) этапе решения задачи в задачах третьего типа также используется метод упрощения: данные задачи не рекомендуется решать в общем виде. На третьем этапе (анализ решения) используется метод оценки: для задач первого и второго типа – оценка порядка, для задач третьего типа – сравнение однородных величин (сил токов в ветвях) по порядку. Для наглядности сведем все вышесказанное в таблицу 2.

Таблица 2

Задачи о расчете электрической цепи

Этапы решения

класс элементарных и основных задач класс основных и стандартных задач

Один источник тока в цепи

Несколько одинаковых источников тока в цепи

Несколько разных источников тока в цепи

Физический

Ознакомление с условием

(метод анализа физической ситуации задачи, вводная часть )

Анализ физических процессов

(метод анализа физической ситуации задачи, основная часть,

качественный анализ )

Определить направление тока в цепи

Определить тип соединения источников (последовательно, параллельно)

Определить количество узлов, ветвей, контуров в цепи

Анализ физических процессов

(метод анализа физической ситуации задачи, основная часть,

количественный анализ )

Записать закон Ома для полной цепи

Записать законы последовательного или параллельного соединения источников, изобразить эквивалентную цепь (метод упрощения )

Записать законы Киргхоффа

Математический

Решение в общем виде

Подстановка всех известных величин в систему равнений (метод упрощения )

Получение численного ответа

Анализ решения

Анализ размерности

(Метод оценки)

Анализ истинного напавления токов в ветвях цепи (Метод оценки)

Анализ полученного числового ответа

(Метод оценки, оценка физических величин,

оценка порядка)

Анализ полученного числового ответа (Метод оценки, оценка физических величин, сравнение по порядку)

Преимущество данного подхода к обучению решению задач заключается в том, что он охватывает одновременно целую группу задач. Таким образом, студент сможет самостоятельно с помощью данной схемы решить задачу по расчету электрической цепи, используя предложенные методы.

При изучении темы, содержащей значительный процент нового материала по сравнению со школьным курсом, например «Применение теоремы Остроградского – Гаусса для расчета электростатических полей», «Связь напряженности и потенциала» и т.д. данную таблицу целесообразно дополнить рисунками и основными формулами, что сделает ее более наглядной и удобной для применения.

Например, среди задач по теме: «Потенциал. Разность потенциалов» можно выделить: класс элементарных задач, в которых необходимо определить разность потенциалов между точками, находящимися на данных расстояниях от заряженного тела; класс основных и стандартных задач, в которых требуется определить потенциал поля, создаваемого несколькими заряженными телами или скорость заряженной частицы, двигающейся в электрическом поле. Рекомендации по решению каждого класса задач представлены в таблице 3.

Таблица 3.

В ходе исследования проверка эффективности использования основных методов решения задач осуществлялась путем проведения педагогического эксперимента, который проходил на базе Севастопольского государственного университета с 2018 по 2019 год. Для проведения эксперимента студенты инженерных специальностей, участвующие в исследовании были разделены на две группы: экспериментальную (Э.Г., 90 студентов), где процесс обучения осуществлялся на основе обобщенного подхода и контрольную (К.Г., 85 студентов), которая обучалась традиционно (на примере разделов курса общей физики «Молекулярная физика и термодинамика», «Электричество и магнетизм»). Эксперимент осуществлялся в три этапа: констатирующий, формирующий и контрольный. Приведем сравнение результатов констатирующего и контрольного экспериментов в таблице 4.

Таблица 4.

Сравнение уровней сформированности навыков решения задач

Критерий

Уровни сформированности навыков решения задач

Экспериментальная, % /контрольная группы, %

Э.г. / К.г.

«Неудовлетворительно»

«Удовлетворительно»

«Хорошо»

«Отлично»

Констатирующий эксперимент / Контрольный эксперимент

Э.г.

К.г.

Э.г.

К.г.

Э.г.

К.г.

Э.г.

К.г.

Результаты констатирующего эксперимента/результаты контрольного эксперимента

Анализ задачной ситуации

15 /9

16 /13

61 /48

59 /57

19 /34

21 /27

5 /9

4 /3

Анализ физических процессов

18 /8

17 /14

61 /51

60 /60

18 /33

20 /24

3 /8

3 /2

Составление замкнутой системы уравнений

20 /11

18 /16

62 /52

62 /61

15 /31

17 /21

3 /6

2 /2

Проверка полученного ответа

23 /12

21 /17

63 /53

64 /61

13 /30

14 /21

1 /5

1 /1

Умение решать задачи в целом

19 /10

18 /15

62 /51

62 /60

16 /32

18 /23

3 /7

2 /2

Таким образом, в результате проведенной экспериментальной работы количество студентов с высоким уровнем сформированности умения решать задачи по курсу общей физики возросло на 4% в экспериментальной группе (в контрольной осталось неизменным); со средним уровнем – в экспериментальной группе возросло на 16% (в контрольной на 5%); с достаточным уровнем – в экспериментальной уменьшилось на 11% (в контрольной уменьшилось на 2%); с низким уровнем – в экспериментальной группе уменьшилось на 9% ,в контрольной уменьшилось на 4%.

Одновременно можно заметить, что сформированность умения анализировать задачную ситуацию выше, чем сформированность анализировать физические процессы, сформированность составлять замкнутую систему уравнений выше, чем способность довести решение задачи до конца и осуществить проверку. Данная тенденция объясняется тем, что для успешного осуществления определенных действий недостаточно только теоретических знаний, а проверка собственных действий и осуществление самоанализа требует высокого уровня подготовки студента.

Следует отметить, что не существует универсального метода для решения задач. Использование системы методов или обобщенных методов, составление подобных схем для разных классов задач, рассматриваемых в высшей школе, поможет глубже понять изучаемый материал и получить навыки самостоятельной постановки задач.

Библиография
1.
Архипова, А. И. Теоретические основы учебно-методического комплекса по физике: дис. … д-ра. пед. наук: 13.00.02 / Архипова Алевтина Ивановна. – Краснодар, 1998. – 454 с.
2.
Бабанский, Ю.К. Оптимизация процесса обучения (общедидактический аспект) / Ю.К. Бабанский – М.: Педагогика, 1977.-256 с
3.
Беликов Б. С. Решение задач по физике: общие методы./Б. С. Беликов –М.: Высш. шк., 1986. –256 с.
4.
Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики / В.С. Волькенштейн. – М.: Наука, 1985.
5.
Киселева, О. М. Использование математических методов для формализации элементов образовательного процесса / О.М. Киселева // Концепт. – 2013. – №2 (18). – С.51-57.
6.
Кравец, А.Г. Автоматизированное управление практико-ориентированным обучением естественнонаучным дисциплинам (на примере дисциплины «Физика») / А. Г. Кравец, А.С. Бобков // Образовательные технологии и общество. – 2013. – №3. – С.521-540.
7.
Курс общей физики для технических вузов. Ч. 2. Электричество и магнетизм [Электронный ресурс] : электрон. учеб.-метод. комплекс / Моск. энергетич. ин-т ; Белокопытов В. М. [и др.]. — Электрон. дан. – М. : МЭИ, 2014.-Режим доступа : http://ftemk.mpei.ac.ru/ctlw/pdfs/000625.pdf.-Загл. с экрана.
8.
Общая физика. Часть 2: электронный учебник [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://crefo.mati.ru/site/files/Kursi/15Fizik2.pdf
9.
Рубинштейн, С.Л. Основы общей психологии. / C.Л. Рубинштейн. – С.-Пб.: Питер ком, 1998. – 688 с.
10.
Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1982.
11.
Трофимова Т. И. Курс физики: учеб. пособие для инженерно-техн. вузов/Т. И. Трофимова. – 7-е изд., стер. –М.: Высш. шк., 2002. –554 с.
12.
Усова А. В. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики/А. В. Усова, А. А. Бобров –М.: Просвещение, 1988. –112с.
13.
Чертов А. В. Задачник по физике: учеб. пособие для студ. втузов/А. В. Чертов, А. А. Воробьев –М.: Высш. шк., 1988. –527 с.
14.
Шкерина, Л. В. Моделирование математической компетенции бакалавра – будущего учителя математики / Л. В. Шкерина,, А. Н. Панасенко // Инновации в непрерывном образовании. – 2012. – № 4. – С. 59–63.
References (transliterated)
1.
Arkhipova, A. I. Teoreticheskie osnovy uchebno-metodicheskogo kompleksa po fizike: dis. … d-ra. ped. nauk: 13.00.02 / Arkhipova Alevtina Ivanovna. – Krasnodar, 1998. – 454 s.
2.
Babanskii, Yu.K. Optimizatsiya protsessa obucheniya (obshchedidakticheskii aspekt) / Yu.K. Babanskii – M.: Pedagogika, 1977.-256 s
3.
Belikov B. S. Reshenie zadach po fizike: obshchie metody./B. S. Belikov –M.: Vyssh. shk., 1986. –256 s.
4.
Vol'kenshtein V.S. Sbornik zadach po obshchemu kursu fiziki / V.S. Vol'kenshtein. – M.: Nauka, 1985.
5.
Kiseleva, O. M. Ispol'zovanie matematicheskikh metodov dlya formalizatsii elementov obrazovatel'nogo protsessa / O.M. Kiseleva // Kontsept. – 2013. – №2 (18). – S.51-57.
6.
Kravets, A.G. Avtomatizirovannoe upravlenie praktiko-orientirovannym obucheniem estestvennonauchnym distsiplinam (na primere distsipliny «Fizika») / A. G. Kravets, A.S. Bobkov // Obrazovatel'nye tekhnologii i obshchestvo. – 2013. – №3. – S.521-540.
7.
Kurs obshchei fiziki dlya tekhnicheskikh vuzov. Ch. 2. Elektrichestvo i magnetizm [Elektronnyi resurs] : elektron. ucheb.-metod. kompleks / Mosk. energetich. in-t ; Belokopytov V. M. [i dr.]. — Elektron. dan. – M. : MEI, 2014.-Rezhim dostupa : http://ftemk.mpei.ac.ru/ctlw/pdfs/000625.pdf.-Zagl. s ekrana.
8.
Obshchaya fizika. Chast' 2: elektronnyi uchebnik [Elektronnyi resurs]. — Rezhim dostupa : http://crefo.mati.ru/site/files/Kursi/15Fizik2.pdf
9.
Rubinshtein, S.L. Osnovy obshchei psikhologii. / C.L. Rubinshtein. – S.-Pb.: Piter kom, 1998. – 688 s.
10.
Savel'ev I.V. Sbornik voprosov i zadach po obshchei fizike / I.V. Savel'ev. – M.: Nauka, 1982.
11.
Trofimova T. I. Kurs fiziki: ucheb. posobie dlya inzhenerno-tekhn. vuzov/T. I. Trofimova. – 7-e izd., ster. –M.: Vyssh. shk., 2002. –554 s.
12.
Usova A. V. Formirovanie uchebnykh umenii i navykov uchashchikhsya na urokakh fiziki/A. V. Usova, A. A. Bobrov –M.: Prosveshchenie, 1988. –112s.
13.
Chertov A. V. Zadachnik po fizike: ucheb. posobie dlya stud. vtuzov/A. V. Chertov, A. A. Vorob'ev –M.: Vyssh. shk., 1988. –527 s.
14.
Shkerina, L. V. Modelirovanie matematicheskoi kompetentsii bakalavra – budushchego uchitelya matematiki / L. V. Shkerina,, A. N. Panasenko // Innovatsii v nepreryvnom obrazovanii. – 2012. – № 4. – S. 59–63.

Результаты процедуры рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.

Статья посвящена актуальному вопросу обучения студентов физике и повышения их успеваемости в современных условиях. Авторы отмечают необходимость развития аналитического мышления, необходимость коррекции методики преподавания, вызванную изменениями в системе образования. Рецензент считает необходимым подчеркнуть соответствие существующих классических сборников задач критериям содержания дисциплины, отметив их нехватку на современном этапе и необходимость коррекции методик преподавания.
Необходимо привести анализ существующих методик преподавания физики (см. библиографию).
Приведенная схема этапов решения задачи наглядна и интересна, однако описание её в тексте статьи выглядит упрощенным, желательно использовать более емкие формулировки.
Авторы акцентируют внимание на необходимости научить студента смотреть в суть задачи, однако на начальном этапе изучения каждого раздела рассматривать задачу с различными вариантами изменений условий вряд ли методически верно.
Выполненная авторами систематизация методов решения задач в физике интересна, необходимо добавить пояснение в тексте, например, к циклу в блоке 5.
В приведенной классификации задач не ясно использование терминов поставленные/непоставленные. Необходимо исправить направленные встречно стрелки от блоков «по методам решения» и «по содержанию».
Авторы статьи рассматривают пример использования предлагаемого метода применительно к классической задаче раздела Постоянный ток. Безусловно студент видит систематизированные варианты этой задачи и алгоритм ее решения, однако 1) только в текстовом виде теряется физическая суть задачи; 2) количество этапов решения увеличивают громоздкость задачи, что может снизить желание студента следовать предложенному алгоритму.
В статье отсутствует количественная оценка результатов и описание результатов собственного эксперимента авторов. Необходимо указать, по каким критериям оценивалась итоговая успеваемость студентов, какова выборка (вероятно, 2 группы – по классической методике, по предлагаемой методике), на каком объеме задач оценивалась успеваемость (вероятно, в тексте приведена только одна из них).
Библиография включает публикации в рецензируемых журналах, однако желательно увеличить число источников до 12-15. Нет ссылки на поз. 3, 4.
Структура статьи в целом соответствует требованиям к научной публикации, однако полностью отсутствует раздел оценки результатов (необходимо использовать количественные критерии). Стиль изложения материала соответствует требованиям, присутствует незначительное количество синтаксических ошибок, в ряде случаев отсутствуют пробелы между словами.
Статья будет интересна широкой аудитории, т.к. данная методика может быть применена к другим дисциплинам, а физика является базовым компонентом технического образования и способствует понимаю взаимосвязи объектов окружающего мира и развитию аналитических способностей.
Статья рекомендуется к публикации после доработки.

Результаты процедуры повторного рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.

Предмет исследования – использование обобщённого способа обучения решению задач по курсу общей физики в высшей школе.

Методология исследования основана на сочетании теоретического и эмпирического подходов с применением методов анализа, педагогического эксперимента, обобщения, сравнения, синтеза.

Актуальность исследования определяется важностью естественнонаучного (в том числе физического) образования и, соответственно, необходимостью изучения и проектирования условий повышения его качества, в том числе обобщённого способа обучения решению задач по курсу общей физики в высшей школе.

Научная новизна связана с полученными автором эмпирическими данными и сформулированными выводами о том, что универсального метода решения задач нее существует. Использование системы методов или обобщенных методов, составление подобных схем для разных классов задач, рассматриваемых в высшей школе, помогает глубже понять изучаемый материал и получить навыки самостоятельной постановки задач. В целом данные вывод представляется известным.

Статья написана русским литературным языком. Стиль изложения научный. Текст имеет в целом реферативно-описательный характер.

Структура рукописи включает следующие разделы (в виде отдельных пунктов не выделены, не озаглавлены): Введение (модернизация образования и науки, усовершенствование существующих и создание новых технологий обучения, интенсификация процесса обучения), Результаты контент-анализа научно-методической литературы (история становления и современный уровень развития методики решения и составления физических задач для средней школы, анализ наиболее часто используемых учебно-методических пособий, нехватка и необходимость коррекции методик преподавания, структуризация материала, краткие теоретические сведения, методическая часть, справочные материалы, выделение основных типов задач, образцы решения, анализ информационно-методического обеспечения решения задач по курсу общей физики, теоретические вопросы, примеры решения задач, виртуальные практикумы, задания для проверки уровня усвоения знаний, недостаточное количество информационно-методических материалов, программа автоматизированной оценки уровня компетенций обучающихся и построения индивидуальной траектории обучения на примере курса общей физики, недостаточное количество научно-методической литературы по методике решения и составления учебных физических задач для высшей школы), Проблема обучения студентов решению задачи по курсу общей физики (улучшение процесса обучения, формирование познавательной активности, улучшение качества знаний студентов, обеспеченность необходимой литературой, несоответствие между необходимостью овладеть навыками решения задач, разнообразным количеством, материалов и отсутствием обобщенных методик решения задач, традиционный способ обучения решению задач, принцип «от частного к общему», у которого есть существенные недостатки, проблема самостоятельного выбора методов и приемов для решения определённой задачи, основные способы обучения решению задач, обобщённый метод решения задач, мышление теоретического типа, способность к аналитическому мышлению), Физические задачи и способы их решения (физическая задача, решение физической задачи, три этапа – физический, математический и анализ решения, методы решения, система методов, классификация задач, признаки – методы решения, содержание и уровень сложности, примеры задач из раздела «Постоянный электрический ток»), Результаты педагогического эксперимента (Севастопольский государственный университет, 2018–2019 гг., студенты инженерных специальностей, экспериментальная группа – 90 студентов, контрольная группа – 85 студентов, констатирующий, формирующий и контрольный этапы, сравнение уровней сформированности навыков решения задач, результаты проведённой экспериментальной работы), Заключение (выводы), Библиография.

Текст включает четыре таблицы, пять рисунков. Схемы следует обозначить как рисунки.

Содержание в целом соответствует названию. Представлены результаты контент-анализа научно-методической литературы и педагогического эксперимента, раскрыты проблема обучения студентов решению задачи по курсу общей физики, особенности физических задач и способов их решения. Выбор литературы для контент анализа следует пояснить. Зарубежные источники вовсе не рассмотрены. Содержание и процедуры педагогического эксперимента не ясны. Критерии уровней сформированности навыков решения задач у студентов не охарактеризованы. Описательная статистика мало информативна. Для подтверждения изменений в 2–5 % необходимо привести статистические критерии, без которых обсуждение полученных результатов лишено смысла.

Библиография включает 28 источников отечественных и зарубежных авторов – монографии, научные статьи, диссертации, нормативные документы, Интернет-ресурсы. Библиографические описания некоторых источников нуждаются в корректировке в соответствии с ГОСТ и требованиями редакции, например:
9. Рубинштейн, С.Л. Основы общей психологии / C. Л. Рубинштейн. – СПб. : Питерком, 1998. – 688 с.
10. Савельев, И. В. Сборник вопросов и задач по общей физике / И. В. Савельев. – М.: Наука, 1982. – ??? с.
13. Чертов, А. В. Задачник по физике: учеб. пособие для студ. втузов / А. В. Чертов, А. А. Воробьев. – М. : Высш. шк., 1988. –527 с.

Апелляция к оппонентам (Архипова А. И., Бабанский Ю. К., Беликов Б. С., Киселева О. М., Кравец А. Г., Рубинштейн С. Л., Усова А. В., Шкерина Л. В., Панасенко А. Н. и др.) имеет место в ограниченном объёме. Обсуждение результатов, их сопоставление с данными иных авторов (в том числе зарубежных) необходимо усилить.

Замечен ряд опечаток: На первом (физическом) этапе решения задачи используется метода анализа физической ситуации задачи – На первом (физическом) этапе решения задачи используется метод анализа физической ситуации задачи; На данном этапе используется основная часть метода анализа физичесой ситуации – На данном этапе используется основная часть метода анализа физической ситуации.

В целом материал представляет интерес для читательской аудитории, и несмотря на ряд замечаний может быть рассмотрен на предмет опубликования в журнале «Современное образование».