Методом фреймовых опор
5.1.Понятийное мышление.
Деятельность по формированию понятий у учащихся способствует развитию у них понятийного мышления. Формирование понятийного мышления является важнейшей задачей интеллектуального развития личности учащегося. Понятийное мышление основывается на выделении сущностных характеристик и отношений. В структуре понятийного мышления выделяются три логические операции (. Ясюкова, 2002):
1) выделение сущностного признака;
2) установление категориальной принадлежности, выделение класса;
3) осознание закономерных связей между явлениями.
При этом основным в становлении полноценного понятийного мышления считается развитие операции категоризации, так как «индивид переходит к оперированию объектами не как самостоятельными сущностями, а как представителями определённых родов и классов» (Ясюкова, 2002, с. 16). Овладеть понятийным мышлением, то есть видеть в первую очередь связи между объектами и явлениями (принципы, правила, закономерности) не просто. Проверить правиль
ность понимания можно, предложив учащемуся задание, где правилом (принципом), устанавливающим связи, можно воспользоваться. «Применение будет адекватным, если у учащегося сформировалась соответствующая понятийная структура, в рамках которой происходит идентификация объективных связей и отношений и легко осуществляется перенос принципа деятельности в другие аналогичные ситуации» (Ясюкова, 2002, с. 15).
В методике обучения физике выделяется три уровня усвоения понятия о физических величинах (Формирование понятий, 1983, с. 8).
1. Качественный уровень характеризуется тем, что учащиеся усваивают только основу введения понятия, дают его определение без знания формулы, указывают связь с другими понятиями.
2. Количественный уровень характеризуется знанием учащимися формулы величины, её единиц измерения. Ряд учащихся определяют понятие через отношение величин, образующих формулу.
3. Общий уровень характеризуется тем, что содержание понятия ученики «схватывают» многосторонне, во взаимосвязи, правильно сочетают взаимоотношение сторон, раскрывающих сущность изучаемых свойств, процессов и явлений.
Однако, следует заметить, расплывчатость названных критериев , что приводит к трудностям нахождения количественных показателей: как определить показатель, учитывающий, насколько многосторонне схватывают ученики содержание понятия (п.3). Не понятно, как ученики могут формулировать величины без знания формул (п. 1).
В зависимости от происхождения (способа получения) большинство ФВ подразделяются на 2 типа:
1. ФВ вводятся учёными «искусственно» для описания физических явлений и процессов. Условно назовем этот вид ФВ «тип I» . При этом ФВ этого типа делятся по форме записи еще на 2 вида: а) ФВ как произведение других ФВ; б) ФВ как отношение двух других ФВ.
2. ФВ как константы пропорциональности в законах. Условно назовем этот вид ФВ «тип II».
Рассмотрим наиболее эффективные способы формирования понятий о физических величинах обоих типов.
5.2. Способы формирования понятий о ФВ I типа
А) Обобщённый план
При формировании понятий о ФВ у учащихся рекомендуется использовать обобщённый план изучения ФВ как средство и ООД-инструкцию (Методика преп. физики, 1980, с. 23):
1. Указать, что характеризует данная ФВ.
2. Прочитать, осмыслить определение величины.
3. Уяснить, какая это величина – основная или производная.
4. Если величина производная, записать определительную формулу.
5. Раскрыть физический смысл величин, входящих в определительную формулу.
6. Определить, скалярная это величина или векторная.
7. Установить единицу измерения данной ФВ в СИ.
8. Указать основные способы измерения величины.
Наиболее эффективно происходит формирование понятий о ФВ и законах с помощью обобщенного плана, если представить его в схемном виде и раздать учащимся в качестве опоры (см. рис. 1).
|
| |||||
 | |||||
 |
Рис. 1. Обобщённый план изучения ФВ
Изложенный выше подход к изучению ФВ имеет недостатки:
· План лишь указывает, что надо сказать и в какой последовательности, но он не помогает ученику, как сказать.
· Рассказ по плану возможен, если ученик предварительно выучил материал, а учитель хорошо его объяснил.
· План не может быть использован для освоения ФВ II-го типа.
Б) Формирование понятий о ФВ как произведении других ФВ посредством фреймовых схем
Фреймовый подход с помощью инструкций – фреймовых схем позволяет интенсивно и с высокой эффективностью формировать у учащихся навыки формулирования ФВ (Гурина, 2007, 2008, 2009).
Рассмотрим сначала ФВ, определяемые через произведение нескольких других физических величин и способ их изучения с помощью фреймовых схем.
Понятия, определяемые через произведение нескольких других физических величин: механическая работа (A = F r cos (FÙr), импульс (p=mv), магнитный поток Ф = В S cos (nÙS), момент силы и др. имеют стереотипную форму записи, характерную для операции умножения и которую можно изобразить в виде геомертических символов в таком виде:
|
 |
Здесь геометрические фигуры являются слотами – пустыми окнами, в которые помещаются обозначения (буквенные выражения) ФВ, а сама схема – каркас формулы. Сконструируем фреймовую схему-опору сценарного типана основании каркаса формулы (1):
- добавим ключевые словосочетания, входящие в формулировку ФВ:
- достроим каркас схемы, добавив в качестве иерархических этажей этапы, раскрывающие содержание ФВ ( физический смысл ФВ, единицу ФВ, наименование единицы ФВ, формулирование единицы ФВ).
Схема 1 (рис.2) позволяет развернуть ответ о любой ФВ такого вида по определённому жёсткому сценарию
Схема №1
ФВ как произведение других величин
1. Каркас формулы:
2. Каркас формулировки: – физическая величина, равная произведению о, D иà. 3. Физический смысл понятия : –ФВ,численно равная о при D= 1 и à=1 4. Наименование единицы ФВ:[] = [O] [D] [à]. 5. Единица ФВ: 1[] = 1[O] 1[D] 1[à] |
Рис. 2.Фреймовая схема-сценарий для изучения ФВ I-го типа
Б) Формирование понятий о ФВ как отношения других ФВ посредством фреймовых схем
Схема-опора №2 используется для обучения пониманию и формулированию ФВ, выраженных формулами в виде отношения двух других ФВ, например, давления P = F/S, мощности N = A/t, напряженности электрического поля E = F/q, потенциала j = A¥/q, электроемкости С = q/j и др. имеют стереотипную Стереотипность в форме записи, которая отражает действием деления. Все приведённые выше формулы можно изобразить в виде одной схемы из знаковых символов – пустых окошек разной формы, или одинаковой формы, но разного цвета, в которые помещаются буквенные выражения ФВ:
(4)
Схема №2 (рис. 3).отражают структуру формул, с общим формальным признаком, которым является операция деления двух других ФВ.
Схема №2
ФВ как отношение двух других величин
2. Каркас формулировки: – физическая величина, равная отношению О к D. 3. Физический смысл : – ФВ, численно равная о, если D = 1 (ед. вел.) 4. Наименование единицы ФВ:
5. Единица ФВ:
|
Рис. 3. Фреймовая схема-сценарий для изучения ФВ I-го типа
В результате работы со схемами №1 и №2 у учащихся формируются следующие умения.
1. Давать определение физической величины .
2. Определять физический смысл изучаемого понятия.
3. Определять наименование единицы физической величины [ • ].
4. Определять единицу измерения изучаемой физической величины в системе Си 1[• ].
5. Самостоятельно применять умения к новой ситуации.
Схемы включают пункты обобщённого плана, отражающего последовательность соответствующих умственных действий:
Формулы для закрепления умственных действий при работе со схемами приведены в табл. 3.
Таблица 3. Формулы для закрепления умственных действий
| К схеме №1 | К схеме №2 |
| p = m v – импульс A = F s cos ( Fs ) – работа M = F l – момент силы p = | q | l – дипольный момент p = I S – магнитный момент контура Ф = B S cos ( Bn) – магнитный поток L = m v r – момент импульса F t – импульс силы | a = v/ t – ускорение E = F / q– напряженность φ = П /q – потенциал I = q / t – сила тока N = A / t – мощность v = N / t – частота ε = А* / q – э д с P = F / S – давление |
Схема №3 является частным случаем схемы 2 и применяется для обучения учащихся формулированию и пониманию различных физических коэффициентов (рис.4 ).
|