Вики-учебник для подготовки к ЕГЭ/Раздел Физика/Примеры заданий

Шаблон:Campus Вики-учебник для подготовки к ЕГЭ/Раздел Физика

В варианты 2008 г. были включены различные типы задач, которые проверялись заданиями с кратким и с развернутым ответом. При этом продемонстрированы недостатки в усвоении следующих элементов содержания:

• кинематика свободного падения,
• закон сохранения импульса,
• кинетическая энергия,
• работа силы трения, движение тела по окружности,
• гармонические колебания,
• применение уравнения теплового баланса,
• движение заряженной частицы в однородном магнитном поле,
• геометрическая оптика в оптических приборах,
• электромагнитные колебания в колебательном контуре.

По сравнению с прошлым годом средний процент выполнения расчетных задач остался без изменений. Однако при сравнении однотипных заданий по разным разделам наблюдается снижение результатов для тем, изучаемых в конце школьного курса. К сожалению, по-прежнему прослеживается дефицит «самостоятельности мышления», если в условии задачи есть малейшие отступления от привычных формулировок, результаты резко снижаются.

Постепенный переход на стандарты 2004 г. обуславливает усиление внимания к формированию методологических умений. К сожалению, в связи с организационными сложностями, которые возникают при переходе ЕГЭ в штатный режим, введение дополнительных испытаний по проверке экспериментальных умений планируется пока лишь в ограниченном экспериментальном режиме. Однако в модели ЕГЭ следующего года расширяется как число заданий, проверяющих методологические умения, так и спектр проверяемых умений. Кроме того усиливается роль заданий по фотографиям реальных экспериментов, для выполнения которых необходимо распознать используемое лабораторное оборудование и измерительные приборы, уметь правильно снимать показания различных приборов. Ниже перечислены методологические умения, на формирование которых следует обратить внимание в процессе преподавания физики, и примеры заданий, при помощи которых проверяются указанные умения:

1)Различать использование различных методов изучения физических объектов (наблюдение, эксперимент, измерение, описание, моделирование, гипотеза) (см. пример 1).

2)Предлагать (выбирать) порядок проведения опыта или наблюдения, выбирать измерительные приборы и оборудование в зависимости от поставленной цели исследования (см. задание А24 в демонстрационном варианте).

3)Определять цену деления, пределы измерения прибора, записывать показания приборов (см. задание А7 в демонстрационном варианте).

4)Анализировать порядок проведения наблюдения или опыта, выделять ошибки в ходе постановки исследования (см. пример 2).

5)Строить графики по результатам исследований (с учетом абсолютных погрешностей измерений), находить по результатам эксперимента значения физических величин (косвенные измерения), оценивать соответствие выводов имеющимся экспериментальным данным (см. задание А25 в демонстрационном варианте).

6)Сопоставлять результаты исследований, приведенные в виде словесного описания, таблицы или графика (переводить имеющиеся данные из одной формы описания в другую), делать выводы, объяснять результаты опытов и наблюдений на основе известных физических явлений, законов, теорий (см. пример 3).

Пример 1

Ученица опустила электроды в сосуд с химическим раствором и подсоединила их к источнику тока. В своем отчете она записала: «На одном из электродов выделились пузырьки». Это утверждение является:

1) теоретическим выводом

2) экспериментальным фактом

3) гипотезой эксперимента

4) объяснением факта

Пример 2

Ученик предположил, что электрическое сопротивление отрезка металлического провода прямо пропорционально его длине. Для проверки этой гипотезы он взял отрезки проводов из алюминия и меди. Результаты измерения длины отрезков и их сопротивления ученик отметил точками на графике зависимости сопротивления от длины проводника (см. рисунок). Погрешности измерения длины и сопротивления равны соответственно 5 см и 0,1 Ом. Какой вывод следует из результатов эксперимента?

1) С учетом погрешности измерений эксперимент подтвердил правильность гипотезы.

2) Порядок постановки эксперимента не соответствовал выдвинутой гипотезе.

3) Погрешности измерений настолько велики, что не позволили проверить гипотезу.

4) Большинство результатов измерений подтверждает гипотезу, но при измерении сопротивления отрезка провода длиной 5 м допущена грубая ошибка.

Пример 3

Экспериментально исследовалась зависимость времени закипания некоторого количества воды от мощности кипятильника. По результатам измерений построен график, приведенный на рисунке. Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента?

1) Время нагревания прямо пропорционально мощности нагревателя.

2) С ростом мощности нагревателя вода нагревается быстрее.

3) Мощность нагревателя с течением времени уменьшается.

4) Теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг*⁰С).

Следует обратить внимание на то, что формирование перечисленных выше умений возможно только при использовании в преподавании предмета лабораторных работ исследовательского характера. Лишь при выполнении такого рода работ, предполагающих максимальную самостоятельность действий учащихся, формируется вся цепочка умений в целом, в их необходимой взаимосвязи. Использование же тестовых заданий (аналогичных тем, что применяются в едином экзамене) возможно лишь на этапе диагностики тех или иных умений, но не может являться инструментом для формирования исследовательских умений.

В контрольных измерительных материалах 2009 г. впервые будут использоваться задания с развернутым ответом, которые представляют собой качественные задачи. Введение таких заданий позволит более полно проверять умение анализировать физические явления, строить логически обоснованные рассуждения, применять имеющиеся теоретические знания для объяснения явлений из окружающей жизни. В вариантах следующего года будут использоваться два типа качественных задач:

1. Объяснение физических явлений, наблюдаемых в окружающей жизни. Примером такого рода заданий служит задача С1 из демонстрационного варианта 2009 г.

2. Объяснение опыта, иллюстрирующего протекание тех или иных физических явлений. Примеры двух таких заданий по электростатике и волновой оптике приведены ниже.

Пример 4

К стержню электроскопа, стоящего на изолирующей подставке, поднесли, не касаясь его, положительно заряженную стеклянную палочку. Затем к стержню электроскопа прикоснулись пальцем другой руки, убрали сначала руку, а потом убрали заряженную палочку. Электроскоп показал наличие электрического заряда. Какой заряд приобрел электроскоп? Объясните наблюдаемое явление. По возможности, поясните объяснение рисунками.

Пример 5

Тонкостенную стеклянную пробирку с воздухом опускают закрытым концом в стакан с водой. Погруженная в воду часть пробирки кажется зеркальной. Какое явление наблюдается в этом случае? Объясните, почему в данном случае его можно наблюдать. По возможности сопроводите пояснение рисунком.

Критерии оценивания выполнения заданий, представляющих собой качественные задачи, строятся исходя из описания полного правильного решения. Такое решение обязательно должно включать следующие элементы:

• верное указание на наблюдаемое физическое явление и правильное использование в объяснении (если это необходимо) физических величин и законов, характеризующих протекание явления;
• логическую цепочку рассуждений, приводящую к правильному ответу.

При обучении школьников письменным развернутым ответам на качественные задачи рекомендуется придерживаться следующей схемы решения.

1) Ознакомление с условием задачи, краткая запись условия или создание рисунка, поясняющего условие задачи. (Как правило, в перечисленных выше типах заданий использование рисунков при анализе условия наиболее эффективно).

2) Анализ условия задачи. Вычленение в задаче цепочки вопросов, на основании которых в дальнейшем строится логическое объяснение.

3) Выделение физических явлений и характеризующих их физических величин и законов, которые необходимо использовать при ответе на составленную цепочку вопросов.

4) Запись цепочки рассуждений, представляющей собой последовательные ответы на поставленные вопросы и включающей указания на выделенные физические явления, величины и законы.

5) Формулировка вывода, представляющего собой ответ на вопрос задачи.

Традиционно при преподавании физики большое внимание уделяется формированию умения решать расчетные задачи. В настоящее время в едином экзамене используются одинаковые критерии оценивания для всех расчетных задач в третьей части работы. Эти критерии пока не предполагают выделения в решении этапа анализа условия задачи. Однако в дальнейшем планируется введение в варианты задач с неявно заданной физической моделью, полное правильное решение которых должно включать следующие элементы:

1) анализ условия задачи (указание на описанные в условии задачи физические процессы и явления), запись комментариев, поясняющих выбор физической модели и соответствующих уравнений и законов;

2) запись формул, выражающих физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

3) проведение необходимых математических преобразований и расчетов, приводящих к правильному ответу, и запись ответа.

Указанный выше первый этап решения является крайне важным для всех типов расчетных задач, поэтому целесообразно использовать его уже с первых шагов обучения решению задач в основной школе. Рекомендуется пересмотреть подходы к методике обучения решению задач, внести в традиционную запись решения пункт «анализ условия задачи», что поможет обеспечить полноту усвоения обобщенного алгоритма решения расчетных задач.

Приведенный выше алгоритм формирует не только умение работать с физическими задачами, он вносит существенный вклад в решение одной из важнейших задач школьного образования — обучение решению проблем, так как позволяет формировать умение вычленять модель и отбирать адекватные средства при решении различных проблем.