Первый подход – построение задачи на основе соответствующих вопросов учебника.
Второй подход основан на выделенных типах практико-ориентированных задач, которые необходимо научиться решать каждому ученику.
Третий подход основан на проблемах реальной жизни, познавательная база решения которых закладывается в соответствующих учебных дисциплинах.
Четвертый подход обусловлен необходимостью отработки предметных знаний и умений, но не на абстрактном учебном материале, а на материале, значимом для ученика.
Ситуационные задачи ориентированы на формирование наиболее универсальных способов работы с информацией. Большинство исследователей выделяют следующий набор универсалий: анализ, синтез, сравнение, обобщение, классификация, узнавание, выбор, составление, комбинирование, перестановка, преобразование, унификация, структурирование, построение, варианты по аналогии.
На основе таксономии целей по К. Блуму. Л.С. Илюшин разработал конструктор задач, позволяющий создавать задания разного уровня сложности, в том числе задания, предполагающие создание определенного продукта, задания, предполагающие привлечение знаний из нескольких учебных предметов.
Задания на основе текстов физического содержания.
Электрические и магнитные явления
Удар молнии в самолет.
Удары молнии в самолет случаются довольно часто, однако лишь изредка они причиняют какие-либо серьезные повреждения − разве что несколько мелких отверстий в фюзеляже. Автомобили, автобусы и другие транспортные средства тоже не страдают от ударов молнии. Вскоре после старта в космический корабль «Аполлон-12» ударили две молнии, не причинив никакого ущерба ни кораблю, ни его экипажу. Внимательный пассажир самолета может предвидеть удар молнии, обратив внимание на резкое усиление огней св. Эльма на концах крыльев и других остроконечных предметах.
Светящиеся полосы могут достигать 3 − 5 м в длину и 15 см в ширину.
Ответьте на вопросы к тексту:
1.Почему молния не причиняет вреда ни транспорту, ни пассажирам?
2.Более того, пассажиры могут вовсе не заметить молнии. Почему?
Молниеотвод.
Молниеотвод (или громоотвод, как было принято говорить) в доме моей бабушки на несколько футов возвышался над домом, на несколько футов был закопан в землю и имел заостренный конец. По этому поводу немало спорят с тех самых пор, как его изобрел Бенджамин Франклин. Одни утверждают, что молниеотвод способствует постепенному, «тихому» разряду проходящего над ним облака и тем самым предотвращает катастрофический удар молнии. Другие говорят, что молниеотвод просто безопасно отводит в землю всякий разряд, происходящий вблизи него. Высказывалось немало противоречивых и ошибочных суждений о том, как действует и как должен быть устроен молниеотвод. Первое время после его создания убедительно доказывалось, что на конце стержня следует прикреплять металлический или даже стеклянный шарик. Утверждалось также, что внизу молниеотвод должен соединяться только с верхним слоем почвы, так как, если разряд уйдет слишком глубоко во влажную землю, возможен взрыв. Недавно одна из компаний, производящих молниеотводы, начала устанавливать на их верхушках радиоактивные источники. Предполагалось, что такой источник радиации должен способствовать ионизации воздуха, вызывая тем самым разряд молнии на молниеотвод и оберегая здание.
Ответьте на вопросы к тексту:
1. Почему молниеотвод был сделан именно так?
2. Как действует молниеотвод?
3. Действительно ли радиоактивный источник может оказаться полезным?
Открытие животного электричества
Днем рождения науки электробиологии по праву считается 26 сентября 1786 г. В этом году итальянский врач и ученый Луиджи Гальвани начинает новую серию опытов, решив изучить действие на мышцы лягушки "спокойного" атмосферного электричества. Поняв, что лапка лягушки является в некотором смысле чувствительным электродом, он решил попробовать обнаружить с ее помощью это атмосферное электричество. Повесив препарат на решетке своего балкона, Гальвани долго ждал результатов, но лапка не сокращалась, ни при какой погоде.
И вот 26 сентября лапка, наконец, сократилась. Но это произошло не тогда, когда изменилась погода, а при совершенно других обстоятельствах: лапка лягушки была подвешена к железной решетке балкона при помощи медного крючка и свисающим концом случайно коснулась решетки.
Гальвани проверяет: оказывается всякий раз, как образуется цепь "железо – медь – лапка", тут же происходит сокращение мышц независимо от погоды. Ученый переносит опыты в помещение, использует разные пары металлов и регулярно наблюдает сокращение мышц лапки лягушки. Таким образом, был открыт источник тока, который впоследствии был назван гальваническим элементом.
Как же можно было объяснить эти наблюдения? Во времена Гальвани ученые считали, что электричество не может возникать в металлах, они могут играть только роль проводников. Отсюда Гальвани заключает, источником электричества в этих опытах являются сами ткани лягушки, а металлы только замыкают цепь.
Ответьте на вопросы к тексту:
1. Какую гипотезу пытался проверить Л. Гальвани, начиная в 1786 г. Новую серию опытов с лапкой лягушки?
2. Какой вывод сделал Л. Гальвани на основании своих опытов? В чем состояла ошибочность его вывода?
3. Из каких основных частей должен состоять гальванический элемент?
4. Если бы Вы проводили опыты аналогичные опытам Л.Гальвани, то какие бы дополнительные исследования (кроме проверки разных пар металлов) Вы бы осуществили?
Ультразвук.
Во многих странах изображения плода (развивающегося ребёнка) можно получить с помощью ультразвука (эхографии). Ультразвук считается безопасным как для матери, таки для плода. Врач держит датчик и водит им по животу матери. Ультразвуковые волны проходят в брюшную полость. Внутри брюшной полости волны отражаются от поверхности плода. Отражённые волны опять попадают на датчик и передаются в аппарат, который создаёт изображение плода.
Ответьте на вопросы к тексту:
1. Чтобы создать изображение плода, ультразвуковой аппарат должен вычислить расстояние между плодом и датчиком. Ультразвуковые волны распространяются в брюшной полости со скоростью 1540 м/с. Что должен измерить ультразвуковой аппарат, чтобы вычислить расстояние между плодом и датчиком?
2. Изображение плода может быть также получено с помощью рентгеновских лучей. Однако женщинам во время беременности рекомендуется избегать исследования брюшной полости рентгеновскими лучами. Почему женщине во время беременности следует избегать исследования брюшной полости рентгеновскими лучами?
Силовое поле.
Герои научно-фантастического романа Ф. Герберта «Дюна» обеспечивают себе защиту, создавая вокруг себя некое «силовое поле», которое пропускает лишь медленно движущиеся объекты. Такая «защита» предохраняет людей от пуль или ударов ножом, но через нее беспрепятственно проникает необходимый для дыхания воздух.
Ответьте на вопрос к тексту:
Возможна ли такая «защита» с физической точки зрения?
Механические явления.
Автомобильные шины без протектора.
Если бы вам представилась возможность выбирать между нормальными и широкими шинами без протектора, то какие бы вы предпочли с точки зрения лучшего торможения? Во время гонок серийных автомобилей на их задние колеса часто надевают широкие шины без протектора.
Ответьте на вопрос к тексту:
Почему на задние колеса часто надевают широкие шины без протектора?
Если вам нужно быстро остановить машину, следует ли резко нажать на педаль тормоза и заблокировать колеса? Опытные водители рекомендуют при торможении на скользкой дороге не выключать сцепления, т. е. не отсоединять колеса от двигателя.
Ответьте на вопрос к тексту:
Почему такой способ торможения безопаснее?
Тепловые явления.
Как избежать запотевания стекол?
В холодную влажную погоду стёкла автомобиля часто запотевают и видимость дороги уменьшается из-за рассеяния света мелкими капельками воды на стекле.
Ответьте на вопрос к тексту:
1. Укажите причину, по которой в данной ситуации бесполезно использовать щётки стеклоочистителя. Поясните, какие физические процессы наблюдаются в данном случае.
2. Предложите, что может предпринять водитель, чтобы предотвратить запотевание стёкол. Ответ поясните.
По моему мнению, ситуационные задачи можно использовать как средство формирования и диагностики уровня сформированности компетенций, т.к. судить о понимании физических законов можно по умению их применять для анализа конкретных физических явлений, при решении ситуационных задач.
При прохождении Государственной итоговой аттестации (ГИА и при выполнении заданий Единого государственного экзамена ЕГЭ) проверяются умения применять полученные знания. Ситуационные задачи, встречаются в ГИА и ЕГЭ. Поэтому я стараюсь на уроках физики решать с обучающимися ситуационные задачи. Решение таких задач способствует развитию навыков самоорганизации деятельности, формированию умения объяснять физические явления, подготовке к профессиональному выбору, ориентации в ключевых проблемах современной жизни, решение ситуационных задач направлено на достижение межпредметных результатов и составляет неотъемлемую часть полноценного изучения физики на любом уровне образования - от первоначального школьного до специального физического.
Решение задач по физике способствует приобщению к самостоятельной творческой работе, помогает глубже проникнуть в сущность физического явления, знакомит с методами моделирования физической ситуации, способствует политехническому образованию обучающихся и играет важную роль в профессиональной ориентации, позволяет глубже осознать связь теории с практикой.
В процессе решения задач, обучающиеся сталкиваются с необходимостью применять полученные знания по физике в жизни, глубже осознают связь теории с практикой.
Ссылки на источники
1.Акулова О. В., Писарева С. А., Пискунова Е. В. Конструирование ситуационных задач для оценки компетентности учащихся: учебно-методическое пособие для педагогов школ. СПб.: КАРО, 2008. 96 с.
2. Десненко С. И. Личностно ориентированные технологии как основа методической подготовки будущих учителей физики к развитию личности учащихся при обучении физике в школе // Учёные записки ЗабГГПУ им. Н. Г. Чернышевского. Серия «Профессио- нальное образование, теория и методика обучения». 2011. №6 (41). С. 12–17.
3. Калашникова С.А. Реализация проблемно ориентированного обучения физике студентов- стоматологов на основе ситуационно - компетентностного подхода. Читинская государственная медицинская академия (Чита, Россия), e-mail: s2773@mail.ru
4.Иванов Д.А., Митрофанов К.Г., Соколова О.В. Компетентностный подход в образовании. Проблемы, понятия, инструментарий: Учебно-методическое пособие. – М.: АПКиПРО, 2003.
5.Равен Д. Компетентности в современном обществе. – М.: КОГИТО-ЦЕНТР
6. Международная программа PISA-2006 / Под ред. Г.С. Ковалёвой; Центр качества образования ИОСО РАО. М., 2006.
7.Стандарты образования второго поколения. – ipk.edu.ru/educat/stand_obr/index.htm//Физика-ПС, 2009, № 19.
8. https:// fizportal. ru Качественные задачи и вопросы по физике | FizPortal
9. https://www.physics.spbstu.ru