Е.Н.ФИЛАТОВ,
ВШМФ «Авангард», г. Москва
Нет физики без задач
Филатов Е.Н. Физика-7: В 2 частях («Строение вещества. Взаимодействие тел». «Давление. Работа. Энергия»). – М.: ВШМФ «Авангард», 1999. – 458 с.
Филатов Е.Н. Физика-8: В 3 частях («Тепловые явления». «Электрические явления». «Световые явления»). – М.: ВШМФ «Авангард». – 520 с.
Филатов Е.Н. Физика-9: В 2 частях («Кинематика». «Динамика. Законы сохранения»). – М.: ВШМФ «Авангард». – 540 с.
Программа. Учебники написаны в строгом соответствии с авторской экспериментальной программой, опубликованной в сборнике МОиН РФ «Программы для общеобразовательных учреждений. Физика. Астрономия» (М.: Дрофа, 2004).
Объем учебников. Объём учебников кажется, на первый взгляд, неоправданно большим. Однако, во-первых, в мои учебники включены и задачники, причём не только условия задач, но и подсказки, и ответы. Например, в учебнике для 7-го класса содержится свыше 1500 (!) задач и вопросов различного уровня трудности. Во-вторых, значительная часть материала предназначена для дополнительного чтения. Обязательный материал отмечен вертикальной жирной чертой, его объём (без задач) составляет для 7-го класса всего 142 с. В-третьих, материал в наиболее трудных для понимания местах изложен в форме диалога автора с читателем, что оживляет текст и делает его понятнее.
О роли задач. Насколько оправдано наличие в учебнике для 7-го класса 1500 задач, если даже на 50–100 упражнений в стандартных учебниках зачастую просто не хватает времени? Автор на основе многолетнего педагогического опыта сформулировал для себя главное правило: научить физике – это научить решать задачи по физике. Верно и обратное утверждение: если ученик свободно решает задачи по физике, то он хорошо понимает физику. В традиционных курсах задачам отводится вспомогательная роль, но, что греха таить, под усвоением теории часто кроется запоминание, причём запоминание без понимания. Не потому ли физика считается едва ли не самым трудным школьным предметом, а оценки по физике, как правило, ниже, чем по математике? Ведь на уроках математики ученики главным образом решают задачи, а на уроках физики в основном изучают теорию.
Введение ЕГЭ по физике заставляет по-новому смотреть на этот вопрос. В самом деле, варианты ЕГЭ во многом близки к традиционным билетам вступительных экзаменов по физике в вузах. Ясно, что ученик, даже отлично выучивший близко к тексту все школьные учебники, но не научившийся решать задачи, практически не имеет шансов получить высокий балл.
Соотношение задач и теоретического материала. Автор вовсе не призывает к «натаскиванию» на типовых задачах. Ведь практика показывает, что теория запоминается значительно лучше, если её не заучивать, а многократно использовать в процессе решения задач, а без многократного обращения к теории решить большое количество задач просто невозможно.
Структура учебника. Учебник разбит на параграфы, каждый из которых включает в себя иногда достаточно обширную, а иногда совсем небольшую, но всегда логически завершённую тему. В учебнике для 7-го класса 34 параграфа, так что на изучение каждого отводится примерно два урока. В теоретический материал вставлены разобранные типичные задачи, как только теоретических сведений данного параграфа становится достаточно для того, чтобы учащиеся смогли приступить к самостоятельному решению очередной серии задач. Прочитав решение, учащиеся должны на время приостановить дальнейшее чтение параграфа и тут же самостоятельно решить несколько задач, номера которых указаны в этом же месте. Затем чтение текста продолжается до следующей «остановки». Значительная часть теоретического материала выходит за рамки обязательного минимума содержания, однако сильные, мотивированные ученики вполне могут проработать её самостоятельно даже без помощи учителя.
Принцип подбора и ранжирования задач. Задачи приведены в конце каждого параграфа (в среднем около 50 задач различного уровня сложности). Задачи подобраны строго по теме и разбиты на пять условных категорий: А – очень лёгкие (требуется лишь подстановка численных данных в известную формулу), Б – лёгкие (требуется решение одного простейшего линейного уравнения с одним неизвестным), В – средней трудности (надо составить и решить одно линейное уравнение, но с определёнными алгебраическими преобразованиями: раскрытием скобок, переносом членов из одной части уравнения в другую и т.д.), Г – трудные (требуется составить и решить систему линейных уравнений, причём необходимо достаточно уверенно владеть аппаратом элементарной алгебры), Д – очень трудные (типичные задачи физических олимпиад, для решения которых требуется нестандартный подход, творческая интуиция). Никаких знаний, выходящих за пределы данного и предыдущих параграфов, не требуется. К большинству задач в конце учебника имеется подсказка, которая позволяет даже слабому ученику начать работу над решением. Обычно это ссылка на уже разобранную в тексте задачу или на приведённую в данном параграфе формулу. К каждой расчётной задаче в конце учебника дан ответ.
Как известно, наибольшую трудность для учителя представляет работа в так называемом разноуровневом классе. Под слабым учеником, например, 7-го класса мы понимаем такого, который с большим трудом складывает две обыкновенные дроби даже с одинаковыми знаменателями, не слишком уверенно, но решает уравнение типа 2х = 3 (иногда со второй попытки), а уравнение типа 2х + 3 = 3х + 2 решить не может. Однако и такие ученики должны работать, не мешая более сильным ученикам. Наш учебник хорошо приспособлен для этого, при этом самые слабые ученики должны за учебный год самостоятельно решить 200–300 задач, а сильные – более 1000. Почти наверняка найдутся 2–3 человека в классе, которые решат почти всё! И именно эти ребята привезут в школу дипломы победителей районной (а может быть, и областной) олимпиады.
Особенности построения урока. Учебный процесс, организованный на основе данного учебника, должен проходить несколько иначе, чем с традиционными учебниками. Урок начинается с того, что учащиеся открывают учебники там, где начинается материал данного урока. После этого учитель 5–7 мин читает вслух фрагмент текста параграфа, а ученики следят по книге. Чтение следует остановить на том месте, где в тексте указано: «СТОП!» (например, перед предложением «Решите самостоятельно задачи А1, Б3,В5, Г3»).
Если предложенная серия задач не требует никаких расчётов, учитель предлагает желающим устно ответить на вопросы указанных задач. Если же задачи расчётные, то учитель разбирает на доске одну, ученики записывают решение в тетради, а затем в течение 5–7 мин самостоятельно решают в тетрадях указанную серию. Крайне важно, чтобы к концу отведённого срока каждый ученик самостоятельно решил хотя бы одну задачу (пусть даже с помощью учителя).
Первым трём-пяти учащимся, правильно решившим все задачи данной серии, учитель назначает «премию» (ставит пятёрки или баллы) и продолжает чтение учебника. Затем следует решение следующей серии задач и т.д. За один урок (45 мин) вполне реально решить 2–3 серии по 5 задач в каждой (в «среднем» классе).
Следует ли разбирать решённые учащимися задачи? Если задачи устные, то после ответа ученика учитель, разумеется, даёт свои комментарии, а в случае необходимости обсуждает с классом. Ставить оценки по пятибалльной шкале при этом нецелесообразно, т.к. опасение получить невысокую оценку будет сковывать инициативу учеников и в конечном счёте учителю придётся разбирать задачи самому. Если ставить за правильный ответ премиальные баллы, а за неправильный – ничего, учащиеся, как правило, работают очень активно. Расчётные же задачи разбирать в классе не надо – дети сами могут определить результат по ответам.
В конце урока можно дать самостоятельную работу из 1–2 задач с полной или выборочной проверкой. На дом обычно задаются все задачи, относящиеся к пройденному на уроке материалу: чем больше задач решит ученик, тем выше будет его рейтинг по физике. Нередко ученики, желая отличиться на следующем уроке, самостоятельно изучают новый материал, что значительно облегчает его изучение в классе.
Математические справки в учебнике. В учебнике, особенно в начале, имеется материал, который, на первый взгляд, правильнее было бы отнести курсу математики. Это параграфы, посвящённые решению «физических» уравнений (уравнений с параметрами), записи числа с помощью степени числа 10, единицам длины, площади и объёма, вычислениям площадей геометрических фигур и объёмов геометрических тел. Однако практика показывает, что большинство учеников в силу особенностей построения школьных курсов алгебры и геометрии, плохо разбираются в перечисленных выше «математических» вопросах. И если учитель физики не возьмёт на себя труд по «ликвидации безграмотности», учащиеся столкнутся с непреодолимыми трудностями при решении целого ряда задач.
Апробация учебников. Учебники для 7–9-го классов с 1999 г. проходят практическую апробацию во всероссийской школе математики и физики «Авангард» на вечернем и заочном отделениях, в московском Химическом лицее № 1303, в лицее № 1548, в Православной гимназии в Троице-Лыково, в школе-интернате ГОУ «Интеллектуал» и в Классическом пансионе МГУ. Срезы знаний, проводимые в 7-х классах по «Тестам по физике» Кабардина О.К., Орлова В.А. (М.: Просвещение, 1994), неизменно показывали 100%-ную успеваемость и качество знаний для 70–95% тестируемых в зависимости от уровня класса. В 2004 г. вышли исправленные и дополненные издания учебника «Физика-7»: третье издание части 1-й и второе – части 2-й.
