Анализ и профилактика ошибок в задании С1 ЕГЭ -2012 по физике.
методическая разработка по физике (11 класс) по теме

Анализ и профилактика ошибок в задании С1 ЕГЭ -2012 по физике.

В 2011-2012 учебном году  в г-к Анапа физику сдавали 108 человек. Порог успешности не преодолели 9 учащихся, что составило 8,3% от общего числа учащихся.Каждый вариант КИМ содержал расчетные задачи повышенного уровня сложности в  3 части  работы: с выбором ответа, качественную задачу с развернутым ответом и пять расчетных задач высокого уровня сложности.

Цель введения качественного задания С1: проверка умений анализировать физические явления (процессы), строить логически обоснованные рассуждения, применять имеющиеся теоретические знания для объяснения явлений из окружающей жизни. В 2012 г. были предложены качественные задачи, требующие объяснения опыта, иллюстрирующего протекание тех или иных физических явлений (процессов), понимая физических законов и закономерностей по темам «Газовые законы» и «Законы фотоэффекта». Решение качественного задания должно было включать следующие элементы:

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

За решение этой задачи 1 балл получили- 50 человек (46 %), 2 балла- 7 человек (6,4%), 3 балла-2 человека (1,85%), 0 баллов -49 человек (45,%).В 2012г как и в 2009-2011годах результаты выполнения подобных заданий как мы видим крайне низкие. Данные результаты наглядно показывают что, часть экзаменуемых, приступивших к решению качественной  задачи, понимают суть описываемых явлений или процессов, но испытывают серьезныетрудности в построении логически связного объяснения с опорой на изученные закономерности.Около трети тестируемых смогли вычленить в этой ситуации изученное физическое явление. Однако очень немногим удалось выявить необходимые элементы для построения последовательного объяснения.

Недавний  опыт использования качественных задач показывает, что анализу явлений и их объяснению в старшей школе не уделяется должного внимания. В частности, следует использовать все возможные пути демонстрации учащимся опытов на реальном оборудовании, позволяющих усвоить все особенности протекания того или иного явления.  Современное оборудование школьного кабинета физики позволяет напрямую продемонстрировать многие явление в нескольких различных вариантах: в демонстрационном опыте с использованием компьютерной модели, в традиционном опыте при проведении ученического опыта с использованием соответствующего оборудования для лабораторных работ.

Для профилактики ошибок некоторых типов качественных задач мы предлагаем использовать электронные демонстрационные модели, которые являются иллюстративным материалом и призваны дополнить основной курс физики, а также разнообразить образовательную, познавательную и исследовательскую деятельность учащихся.  

Пример1. При изучении фотоэффекта на установке, изображенной на рис. А измеряется сила тока в цепи Iв зависимости от напряжения U между электродами. В опыте фотокатод освещается монохроматической волной света заданной частоты ν, а интенсивность света выбирается так, что количество фотонов, поглощаемых фотокатодом в секунду, остается постоянным. Наблюдаемая зависимость силы тока в цепи от напряжения изображена на рис б. Как изменится положение точек Uз и Iн на графике при небольшом увеличении частоты световой волны? Объясните эти изменения с точки зрения законов квантовой физики.

а   б

Для профилактики ошибок подобных заданий мы предлагаем использовать на уроках компьютерную модель«Фотоэффект». Объясняя данное явление, мы можем проводить демонстрационный эксперимент, сочетая его с компьютерным моделированием.

Предположим,что у Вас есть необходимое оборудование и каждый раз, при изучении фотоэффекта Вы показываете соответствующие эксперименты. Давайте попробуем ответить на следующие вопросы: « А так уж наглядны эти эксперименты? Всем ли детям понятны законы фотоэффекта? Всем ли ясен физический смысл потенциала запирания?». Так что же делать? А не лучше ли предоставить школьникам возможность самостоятельно исследовать  фотоэффект и сформулировать его закономерности? Конечно, такого количества экспериментальных установок нет в физической лаборатории, но и давать их в руки ребят страшновато по технике безопасности. Вот здесь и пригодится компьютерный эксперимент.  На данной компьютерной модели можно проверить все законы фотоэффекта. Данный  ресурс представляет собой модель-практикум по теме "Фотоэффект". Ученик может самостоятельно выполнить опыты по изучению фотоэффекта, изменяя интенсивность и длину волны падающего излучения, и запирающее напряжение установки. Интерактивная модель сопровождается инструкцией пользователю, краткой теоретической справкой, а также методическими материалами для преподавателей.Исследовательская работа учащихся с моделями позволяет получить необходимые умения экспериментальной работы, анализа результатов, чтения и понимания графической информации, формулировать выводы из наблюдаемых опытов. При этом очень удобно проводить данный урок в компьютерном классе, где ребята работают в микрогруппах с рабочими листами (в рабочих листах пошагово описана работа с моделью и предлагаются задания, которые учащиеся должны выполнить при помощи модели), решая свою проблему. Таким образом, интерактивное моделирование не только способствует усвоению сложного учебного материала, но и создает условия для развития познавательного интереса к дальнейшему изучению естественных наук. Модель представлена на диске «Физика 7-11» ООО «Физикон».

Пример 2.В стеклянном цилиндре под поршнем при комнатной температуре t0 находится только водяной пар. Первоначальное состояние системы показано точкой на pV-диаграмме. Медленно перемещая поршень, объём V под поршнем изотермически уменьшают от 4V0 до V0. Когда объём V достигает значения 2V0, на внутренней стороне стенок цилиндра выпадает роса. Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объёма V на отрезке от V0 до 4V0. Укажите, какими закономерностями Вы при этом воспользовались.

 Анализ решений, которые предложили выпускники для  этой задачи хочется начать с цитаты из статьи Департамента образования Москвы от 06.08.2012г «Что в ЕГЭ всего труднее?» …Наибольшие затруднения у выпускников, по данным предметной комиссии, вызвали качественные вопросы на объяснение физических явлений и процессов. Так, проблемы, уточнила руководитель Федеральной комиссии разработчиков контрольных измерительных материалов (КИМ) ЕГЭ по физике Марина Демидова, «отмечаются в усвоении отдельных элементов молекулярно-кинетической теории, электростатики и волновой оптики»….Что и показали результаты  предложенных решений  по данной задаче на главу «Молекулярная физика». Многие выпускники не смогли указать для объяснения все явления( в данном случае испарение воды) и законы (зависимость давления насыщенного пара только от температуры, закон Бойля – Мариотта для насыщенного пара). Хотя были представлены общие  рассуждения, приводящие к ответу, но в большинстве работ данные рассуждения содержат ошибки. О чем свидетельствует процент работ, получивших один балл. Для профилактики ошибок рационально дополнять демонстрационный эксперимент компьютерной моделью на различные газовые законы. Данные модели в большом количестве представлены на разных обучающих дисках («Открытая физика», «Физика 7-11» ООО «Физикон»).

Данные модели наглядны и просты. При наличии рабочих листов с индивидуальными заданиями можно добиться хороших знаний и проблем при сдаче ЕГЭ при решении задач С1  можно будет избежать.

В заключении хочется отметить, что, безусловно, компьютерный эксперимент не заменяет демонстрационный, а только лишь его дополняет и значительно повышает эффективность урока. Еще один позитивный момент в том, что компьютер предоставляет уникальную возможность визуализации не реального явления природы, а его упрощенной модели, что позволяет быстро и эффективно находить главные физические закономерности наблюдаемого явления. Исследовательская работа учащихся с моделями, позволяет получить необходимые умения экспериментальной работы, анализа результатов, чтения и понимания графической информации, формулировать выводы из наблюдаемых опытов, что приведет к положительной динамике решения качественных  задач повышенного уровня при решении ЕГЭ по физике.