Качество знаний, умений и навыков по физике

В дидактике различают такие основные качества знаний: полнота, глубина, систематичность, оперативность, гибкость, конкретность, обобщенность, развернутость, свернутость, осознанность, прочность. Кратко рассмотрим каждое из них.

Полнота и структурность усвоенных знаний. Каждый вид знаний (о физической величине, законе, теории и т. д.) можно разбить на структурные единицы, причем эти единицы разные для каждого вида. Полнота усвоенных знаний данного вида — это знания о совокупности структурных единиц. Отсутствие знаний о какой-либо структурной единице свидетельствует о неполноте усвоенных знаний.

Например, ученик VII класса знает признаки испарения как явления, условия, при которых происходит это явление, его связь с нагреванием, но не знает, где применяется испарение. Его ответ правильный, но не полный.

Глубина усвоения знаний не совпадает с полнотой. Последняя допускает изолированность знаний друг от друга, первая предполагает существование связей. «Совокупность осознанных учащимися существенных связей между соотносимыми знаниями характеризует глубину знаний». Например, один ученик X класса, рассказывая о строении атомного ядра, ограничился информацией о структуре ядра и свойствах, составляющих его частиц.

Другой — объяснил, почему ядро атома не распадается на отдельные частицы, несмотря на то, что входящие в него протоны отталкиваются друг от друга. Третий ученик к сказанному добавил информацию о том, почему все же существуют атомы, ядра которых самопроизвольно распадаются на части, и привел примеры таких атомов. Из трех отвечающих (при всех прочих равных условиях) наибольшую глубину знаний обнаружил третий ученик.

Систематичность и системность усвоенных знаний — разные педагогические понятия. Первое предполагает последовательное, правильное чередование базовых и основных знаний, когда учащийся может выстроить в последовательный ряд факты и установить связь между ними, осознавая при этом состав некоторой совокупности знаний. При проверке усвоения одного вопроса трудно выяснить, систематические или несистематические знания ученика. Однако это можно легко обнаружить, осуществляя тематический контроль.

Например, представление о систематичности знаний по динамике можно получить на основе анализа обобщающей таблицы на применение законов Ньютона (подобная есть в «Справочнике по физике для учащихся», составляют ее учащиеся самостоятельно по заданию учителя). Разумеется, такая систематизация большого по объему материала проводится в первый раз как коллективная работа, потом уже это может быть самостоятельным заданием, и наконец, контрольным.

Вопрос о системности усвоенных знаний поднят сравнительно недавно. Он предполагает осознание учеником места данных знаний среди других, в структуре других. Например, представления о роли теории света в системе других (рис. 1) —двойной линией обозначены теории, которые не изучаются в школе.

Оперативность знаний связана с формированием у учащихся умения не только воспроизводить, но и применять знания; она также связана с методологической подготовкой учащихся и состоит в умении применять знания по знакомому образцу, в знакомых ситуациях. Оперативное использование знаний — важный показатель подготовки учащихся к труду.

Оперативные знания должны легко актуализироваться, то есть возникать в памяти ученика быстро, в нужный момент, в нужных объеме и глубине, не требовать дополнительных стимулов для вызова из долговременной памяти требуемых представлений и образов действия. Особенно это относится к актуализации теоретических знаний и умений во время решения задач, проведения лабораторных работ.

Например, умения учащихся строить графики физических процессов в плоской системе координат должны быть достаточно оперативны для актуализации их во время проведения тех лабораторных работ, в которых на основе экспериментальных данных строятся такие графики.

Гибкость знаний — это способность отказаться от стереотипного мышления, умение преодолеть психологический барьер стандартного подхода к явлениям. Гибкость предполагает оперативность знаний: Проблемное обучение ориентировано на развитие гибкости знаний, поскольку обучает творчеству.

Например, в сборнике предлагается немало задач на проявление гибкости знаний на примере применения одного и того же теоретического материала для объяснения явления. Например.

1. Ко дну сосуда с водой приморожен шарик изо льда. Как изменится уровень воды, когда лед растает?
2. В сосуде с водой плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды в сосуде, если лед растает?

3. В сосуде с водой плавает кусок льда, в котором находится пузырек воздуха. Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лед растает?
4. В сосуде с водой плавает кусок льда с вмерзшим в него стальным шариком. Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лед растает?
Ответы: 1 — понизится; 2 — не изменится; 3 — не изменится; 4 — понизится.

Все четыре задачи на применение знаний об Архимедовой силе, но при решении каждой из них ученик должен установить соотношения двух агрегатных состояний вещества: льда и воды. В этом — его гибкость мышления, способность вывести новые знания, основываясь на других опорных знаниях.

Конкретность и обобщенность усвоенных знаний. Обобщенность знания предполагает (И. Я. Лернер) способность подвести конкретные знания под общие, а конкретность знания имеет в виду показать конкретное как проявление обобщенного.

Свернутость и развернутость знаний проявляются как качества усвоенной информации при доказательствах, в ходе рассуждений. Свернутость характеризует умение ученика выразить знания компактно, как результат уплотнения некоторой совокупности знаний. Развернутость — способность показать систему шагов, ведущую к свертыванию знаний.

Примером свернутой формы знаний могут быть так называемые опорные сигналы. На рис. 2 дан пример «опорного сигнала» к теме «Интерференция света» (X класс). Во время ответа учащийся должен «развернуть» опорный сигнал, определить все понятия, величины, указать связь между явлениями, механизм их возникновения, то есть развернуть свои знания.

Осознанность и прочность усвоенных знаний. Основной признак осознанности — понимание связей, существующих между знаниями (их элементами, структурами) и путями их получения. Осознанные знания противостоят формальным. Они проявляются в том, что ученик может объяснить, как протекает физическое явление, объяснить свойства объекта или их проявление в природе и технике, доказать справедливость формулы, раскрыть связи, механизм процесса, объяснить построение схемы и т. д. Под прочностью знаний обычно понимают устойчивую фиксацию в памяти системы знаний, умений и способов действий по их применению.