Алгоритми в вивченні фізики основної школи

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………..………………………….……...2
РОЗДІЛ 1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ АЛГОРИТМІЗАЦІЇ…………………6
1.1. Поняття алгоритмізації. Основні характеристики алгоритмізації...6
1.2. Місце та роль алгоритмів у навчальному процесі………..............15
ВИСНОВОК ДО РОЗДІЛУ 1……………………………...……………….23
РОЗДІЛ 2. ПРАКТИЧНІ ОСНОВИ ЗАСТОСУВАННЯ
АЛГОРИТМІВ.......................................................................................................25
2.1. Способи використання алгоритмів у навчальному процесі з фізики……………………………………………………………………………..25
2.2. Практика застосування алгоритмізації у базовій школі......................37
ВИСНОВОК ДО РОЗДІЛУ 2.……………………………………………..44
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ…………………….………………………….…45
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ …………………….……….47

1.1. Поняття алгоритмізації. Основні характеристики алгоритмізації

Протягом навчання у школі з гарною базою знань з фізики учень розв’язує близько тисячі задач. Розв'язування задач є невід'ємною складовою частиною навчального процесу, що дозволяє формувати і збагачувати фізичні поняття, розвиває фізичне мислення учнів, їх навички застосування знань на практиці. Часто помилки виникають тому, що учні знають і застосовують лише частину операцій, необхідних для розпізнавання того чи іншого фізичного явища, або користуються ними не в тій послідовності, в якій необхідно.
Навчання алгоритмам можна робити по-різному. Можна, наприклад, давати учням алгоритми в готовому вигляді, щоб вони могли їх просто заучувати, а потім закріплювати під час виконання завдань. Але можна і так організувати навчальний процес, щоб алгоритми «відкривалися» самими учнями. Цей спосіб, найбільш цінний в дидактичному відношенні, вимагає, однак, великих витрат часу [18].
...

1.2. Місце та роль алгоритмів у навчальному процесі

Однією з найважливіших ділянок роботи в системі навчання фiзики в школі є розв’язування фізичних задач. Задачі різних типів можна ефективно використовувати на всіх етапах засвоєння фізичного знання: для розвитку інтересу, творчих здібностей i мотивації учнiв до навчання фiзики, під час постановки проблеми, що потребує розв’язання, в процесі формування нових знань учнiв, вироблення практичних умінь учнiв, з метою повторення, закріплення, систематизації та узагальнення засвоєного матеріалу, з метою контролю якості засвоєння навчального матеріалу чи діагностування навчальних досягнень учнiв тощо. Слід підкреслити, що в умовах особистісно орієнтованого навчання важливо здійснити відповідний алгоритм для вирішення фізичних задач, який би враховував пізнавальні можливості й нахили учнiв, рівень їхньої готовності до такої дiяльностi, розвивав би їхні здібності відповідно до освiтнiх потреб [19].
...

ВИСНОВОК ДО РОЗДІЛУ 1

Фізика є фундаментальною наукою, яка вивчає загальні закономірності фізичних явищ, пояснює основи світорозуміння та пізнання природи i дає загальне обґрунтування природничо-наукової картини світу.
В основній школі закладаються основи фізичного пізнання світу: учні опановують суть фізичних понять i законів, оволодівають фізичними термінами, основними методами та алгоритмами розв’язування фізичних задач, навчаються проводити експерименти та робити досліди, формують початкові уявлення про фізичну картину світу.
Зокрема, у пізнавальному процесі з фізики, суть і функція навчання відкриваються у алгоритмізації, вивченні загальних закономірностей природних явищ, закладанні основ світорозуміння. Рішення будь-якої задачі передбачає наявність алгоритму, тобто деякої послідовності дій, що призводять до отримання результату. На основі алгоритму розв’язується фізичне завдання. Звідси випливає, що сутність процесу вирішення будь-якої задачі потребує розробки алгоритму.
...

2.1. Способи використання алгоритмів у навчальному процесі з фізики

Процес алгоритмізації — це визначення елементарних дій та порядку їх виконання для розв’язання поставленого завдання. Виконання алгоритму завжди повинно призводити до отримання результату. Під результатом допускається і повідомлення про те, що задача не має розв'язку. У процесі розроблення алгоритму можуть використовуватись різні способи його опису, які відрізняються за простотою, наочністю, компактністю, мірою формалізації, орієнтації на машинну реалізацію.
Перший спосіб - словесний опис алгоритму, використовується для формулювання правила чи плану. Це, по суті, звичайна мова, але з ретельним добором слів і фраз, що не допускають зайвих слів, двозначностей і повторень. Доповнюється мова звичайними фізичними поняттями та позначеннями. Алгоритм описується в вигляді послідовності кроків. На кожному кроці визначається склад виконуваних дій і напрямок подальших обчислень.
...

2.2. Практика застосування алгоритмізації у базовій школі

Використання алгоритмів не є чимось іншим новим і про їх застосування багато відомо, але цей процес має фрагментальний характер. Так, часто можна зустріти загальний алгоритм розв’язування задач з фізики: прочитати умови задачі, з’ясувати, про яке явище йдеться, записати вихідну формулу, що виражає закономірність перебігу цього явища, вивести кінцеву формулу, підставити числові значення, виконати перевірку на розмірність, записати відповідь або конкретний алгоритм, що вказує, як розв’язувати задачу з тієї чи іншої теми курсу фізики.
Така громісткість алгоритмів та широкий діапазон їх застосування затрудняє їх використання учнями середньої школи. Тому, на думку більшості вчителів, можна вважати, що ефективне застосування алгоритмічного підходу до розв’язування задач пов’язане з тим, що алгоритми треба застосовувати системно, враховуючи їх властивості: визначеність, масовість та результативність дії.
...

ВИСНОВОК ДО РОЗДІЛУ 2

Використання алгоритмів застосовності фізичних законів дає змогу розв’язувати складну й досі мало досліджену проблему аналізу фізичної задачі, проблему з’ясування її фізичної суті. Учні при цьому орієнтуються не на шукану і дані величини, а на істотні особливості ситуації, які визначають застосовність тих або інших фізичних законів. Систематичне застосування під час розв’язування задач операцій розпізнавання застосовності й операцій перетворення законів поглиблює знання учнів про закони та межі їх застосування й сприяє формуванню умінь застосовувати знання на практиці.
Внаслідок застосування алгоритмів, що відповідають вимогам підвищення теоретичного рівня освіти, зростають вимоги щодо науковості й повноти формулювань законів, правил, означень, а також удосконалюється викладання тих питань програми, які пов’язані із застосуванням теоретичних положень. Ці питання можна викладати у повній відповідності з алгоритмами, у тому числі й алгоритмами розпізнавання.
...

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

Використання алгоритмів не є чимось іншим, новим і про їхнє застосування багато відомо, але цей процес має фрагментальний характер. Так, часто можна зустріти загальний алгоритм розв’язування задач з фізики: прочитати умови задачі, з’ясувати, про яке явище йдеться, записати вихідну формулу, що виражає закономірність перебігу цього явища, вивести кінцеву формулу, підставити числові значення, виконати перевірку на розмірність, записати відповідь або конкретний алгоритм, що вказує, як розв’язувати задачу з тієї чи іншої теми курсу фізики.
Одна з найважливіших проблем навчання – це запобігання неуспішності й ліквідація ускладнень, з якими стикаються учні. При звичайній методиці ця проблема розв’язується, по суті, наосліп, оскільки вчителеві важко встановити причини неуспішності й ускладнень, важко встановити й самі прогалини в знаннях і уміннях.
Користуючись алгоритмом, учитель може точно встановити, що саме гальмує процес розв’язування задачі.
...