В статье представлена информация о возможностях технологии контекстного обучения в школьном курсе физики. Рассмотрен специфический вид физических задач — контекстные экспериментальные задачи с использованием цифровой лаборатории. Широкий выбор мультидатчиков и удобное программное обеспечение помогут в реализации различных задач, стоящих перед преподавателем и учениками.

Ключевые слова: контекстное обучение, цифровая лаборатория, мультидатчики, практико-ориентированные задачи.

Одним из важнейших средств реализации компетентностного подхода в обучении физике является контекстное обучение. А контекстные задачи — средство применения компетентностного подхода к оценке качества образования.

Контекстное обучение по Вербицкому А. А. — это обучение, в котором с помощью всей системы форм, методов и средств моделируется общекультурное, духовное, интеллектуальное, предметно-практическое и социальное содержание жизни и деятельности человека, осуществляется трансформация учебно- познавательной деятельности школьника в социально-практическую в процессе формирования и развития системы его ключевых компетенций. [4]

Контекстная экспериментальная задача понимается как физическая задача, в которой представлена природная, социально-культурная или производственно-техническая ситуация, активизирующая деятельность учащегося по проведению исследования физического процесса или явления. Контекстная задача, оставаясь по своей сути предметной, выходит в сферу различных видов общечеловеческой жизнедеятельности — практико-преобразовательной, научно- познавательной, ценностно- ориентационной, коммуникационной и художественной, в каждой из которых человек в той или иной степени сталкивается с физическими задачами. [1]

Экспериментальные задачи в контексте практико-преобразовательной деятельности человека описывают ситуации, связанные с различными видами производства, техники, предметами и орудиями труда, материалами и технологиями, эргономикой и характеристиками деятельности человека и требуют проектирования моделей, схем, установок, отражающих специфику данной деятельности.

Контекстные задачи содержат несколько вопросов. Уровень 1 — базовый, задания уровня 2 — более сложные. В зависимости от сложности задания используются разные формы оценивания. За каждое правильно выполненное задание уровня 1–1 балл, уровня 2–2 балла. Если ученик выполнил 80 % от максимальной суммы баллов, он получает оценку «5»; от 60 % до 80 % — «4»; от 40 % до 60 % — «3». [2]

Новое поколение естественно — научных цифровых лабораторий позволяет организовать физический эксперимент на принципиально новом уровне, перейти к элементам научного исследования, от качественной оценки наблюдаемых явлений к системному анализу количественных характеристик.

Опыт работы показывает, что использование цифровой лаборатории при выполнении контекстных экспериментальных задач позволяет: сократить время выполнения экспериментальных работ, повышает качество измерений, избавляет учителей и учащихся от рутинной работы построения графиков по точкам и тем самым способствует повышению эффективности обучения.

Пример экспериментальной контекстной задачи с использованием цифровой лаборатории Releon :

Экспериментальное задание: определить температуру плавления и кристаллизации парафина.

Оборудование и материалы: компьютер, компьютерный интерфейс сбора данных Releon, мультидатчик ФИЗ 5, температурный щуп, пробирка с парафином, пробиркодержатель, стакан с горячей водой (около 80 °С) объёмом 150–200 мл.

Инструкция по выполнению:

1. Изучите основные сведения.
2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений.

3. Опустите в стакан с горячей водой (около 80 °С) пробирку с парафином и наблюдайте за тем, как он плавится.
4. После того как парафин полностью расплавится, перенесите пробирку в стакан, в котором налито около 150 мл холодной воды. Опустите в расплавленный парафин (в его середину) температурный шуп, предварительно подключив его к мульдатчику ФИЗ 5 и запустив программное обеспечение Releon. Важно! Температурный щуп не должен касаться стенок пробирки. Во время опыта пробирка с парафином должна находиться в покое.
5. С момента, когда температура парафина начнёт понижаться, с интервалом в 1 мин (временной интервал следует выставить в программе) снимайте показания датчика траектории.
6. Продолжая снимать показания датчика температуры, пронаблюдайте этап перехода парафина из жидкого в твёрдое состояние.
7. При охлаждении парафина до 50–45 ºС прекратите измерения. По экспериментальным данным проанализируйте полученный график зависимости температуры t от времени T.
8. По графику определите температуру кристаллизации парафина.
9. Сформулируйте выводы. [3]

Первый вопрос:

В пробирке находится расплавленный парафин. Какую форму примет его поверхность при затвердевании? Проверить опытом, объяснить.

Выберите правильный ответ:

А. Форму шара

Б. Тело неправильной формы

В. Форму пробирке

Г. В жидком виде парафин не имеет форму

Второй вопрос:

Парафин — кристаллическое или аморфное тело? Выберите все правильные утверждения:

А. Парафин имеет определенную температуру плавления и кристаллизации

Б. Парафин имеет кристаллическую форму

В. Парафин обладает лечебным действием

Г. Из парафина можно сделать посуду

Третий вопрос:

Объясните характер поведения молекул вещества на каждом участке состояния парафина по графику зависимости температуры t ⁰ от времени t.

Построение учебного процесса в школе на основе контекстного подхода к изучению физике находит отражение в социальной практике, а следовательно, проявляется через систему компетенций учащихся в понимании и оценке явлений окружающего мира. Для эффективности этого процесса следует выполнять ряд требований: обеспечивать содержательно — контекстное отражение природных, социально-культурных или производственно- технических процессов в деятельности учащихся при изучении физики; организовывать процесс изучения физики на основе экспериментального метода исследования явлений окружающего мира; использовать контекстные экспериментальные задачи по физике как средство формирований компетенций учащихся.

Реализация данных требований, дает возможность проектировать целостный учебный процесс по физике на основе решения контекстных экспериментальных задач, что в свою очередь позволяет повысить интерес к изучению предмета, мотивировать процесс познания сущности физических законов и явлений, их проявления в повседневной жизни, и как следствие этого — сформировать функциональную грамотность учащихся, то есть освоить систему компетенций [1].

Литература:

1. Данильчук В. И. Контекстные экспериментальные задачи по физике как средство формирования компетенций учащихся. [Текст] / В. И. Данильчук, Е. В. Донскова, Т. В. Клеветова // Наука и школа. — 2013. — № 2. — с. 99–104.
2. Контекстные задачи по физике Федосова Наталья Григорьевна.- URL: https://urok.1sept.ru/articles/661616 (дата обращения: 25.01.2022).
3. Лозовенко, С. В., Трушина, Т. А. Реализация образовательных программ по физике из части учебного плана, формируемой участниками образовательных отношений, с использованием оборудования детского технопарка «Школьный Кванториум»: Методическое пособие /С. В. Лозовенко,Т. А. Трушина: Центр естественно-научного и математического образования
4. Лаврентьев Г. В., Лаврентьева Н. Б., Неудахина Н. А. Инновационные обучающие технологии в профессиональной подготовке специалистов (Часть 2)URL:http://www2.asu.ru/cppkp/index.files/ucheb.files/innov/Part2/ch1/glava_1_1.html (дата обращения: 25.01.2022).