Сборник контекстных задач по методике обучения физике

Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Московский педагогический государственный университет»

Н. С. Пурышева, Н. В. Шаронова,  
Н. В. Ромашкина, Е. А. Мишина

СбоРНик коНтЕкСтНых зАдАч 
По МЕтодикЕ обучЕНия физикЕ

Учебное пособие для студентов

педагогических вузов

МПГУ

МОСКВА 
2013

УДК 378(075.8):53
ББК 22.3
П889

Рецензенты:
А. В. Смирнов, профессор кафедры теории и методики 
обучения физике МПГУ, д-р пед. наук
д. А. исаев, декан факультета физики и информационных 
технологий МПГУ, д-р пед. наук, профессор

П889
Пурышева Н. С., Шаронова Н. В., Ромашкина Н. В., Мишина Е. А. Сборник контекстных задач по методике обучения 
физике: Учебное пособие для студентов педагогических вузов. – 
М.: МПГУ, 2013. – 116 с.

В учебно-методическом пособии представлены задания по общим 
и частным вопросам теории и методики обучения физике для студентов 
бакалавриата и специалитета. Задания отличает компетентностная направленность, они носят контекстный характер и  адекватны задачам, 
которые учитель физики решает в своей профессиональной деятельности. Пособие включает задания как открытого типа, так и закрытого. Помимо заданий в него включены тесты для проверки соответствия уровня 
подготовки студентов по теории и методике обучения физике требованиям ФГОС.

ISBN 978-5-7042-2412-9

© МПГУ, 2013

© Издательство «Прометей», 2013

Содержание

Предисловие ....................................................................5

чАСть I.  
задания с развернутым ответом
Раздел 1. общие вопросы теории и методики  
обучения физике ........................................................................... 7
1.1.  Нормативные документы,  
регламентирующие учебный процесс по физике .............7
1.2.  Физика как наука и физика как учебный предмет ..........8
1.3.  Содержание и структура курса физики  
для общеобразовательной школы .................................9
1.4.  Методы, формы и средства обучения физике ...............11
1.5.  Технологии обучения физике ....................................14
1.6.  Проектирование процесса обучения физике ................16
Раздел 2. задания к семинарским занятиям по частным  
вопросам теории и методики обучения физике ........................ 17
2.1. Механика ...............................................................17
2.1.1. Кинематика...............................................................................17
2.1.2. Динамика .....................................................................................20
2.1.3. Статика ......................................................................................22
2.1.4. Импульс. Закон сохранения импульса .........................23
2.1.5. Работа и энергия. Закон сохранения энергии ...........24
2.1.6. Механические колебания и волны ..................................25
2.2.  Молекулярная физика .............................................26
2.3.  Электродинамика ....................................................34
2.3.1. Электростатика ....................................................................34
2.3.2. Постоянный электрический ток ..................................36
2.3.3. Электрический ток в различных средах ....................37
2.3.4. Магнитное поле .......................................................................39
2.3.5. Электромагнитная индукция .........................................40

Содержание

2.3.6. Электромагнитные колебания и волны .....................42
2.4.  Оптика, квантовая физика . ......................................45
2.4.1. Электромагнитная природа света  
и основы СТО ..............................................................................45
2.4.2. Геометрическая оптика .......................................................47
2.4.3. Волновые свойства света ....................................................49
2.4.4. Квантовые свойства света ................................................51
2.4.5. Физика атома и атомного ядра.  
Элементарные частицы ......................................................52

чАСть II.  
задания с выбором ответа
Раздел 1. Механика . .................................................................. 56
Раздел 2. Молекулярная физика . ............................................. 62
Раздел 3. Электродинамика . ..................................................... 68
Раздел 4. оптика. квантовая физика . ..................................... 74

чАСть III.  
Аттестационные педагогические измерительные материалы 
по учебной дисциплине «теория и методика обучения  
физике» образовательной программы высшего  
профессионального образования
Раздел 1. контрольные задания для проверки  
остаточных знаний по теории и методике обучения  
физике для студентов IV курса (бакалавров III курса) ........... 81
Раздел 2. контрольные задания для проверки  
остаточных знаний по теории и методике обучения  
физике студентов V курса (бакалавров IV курса) .................... 93

Список литературы . .................................................. 107
Рабочие программы по физике ........................................ 107
Учебники по физике для основной и средней (полной)  
школы ......................................................................... 108
Сборники заданий по физике .......................................... 110
Цифровые образовательные ресурсы ................................ 113
Интернет-ресурсы . ....................................................... 114

ПредиСловие

Подготовка студентов бакалавриата, специалитета и магистратуры по направлению «Педагогическое образование» (профиль «Физика») требует организации практических занятий, 
в процессе которых студентам необходимо выполнять задания, 
адекватные тем задачам, которые решает в своей профессиональной деятельности учитель физики. Одной из дисциплин, способствующей становлению профессиональных качеств учителя, при 
этом выступает «Методика обучения физике». Теория и методика обучения физике как педагогическая наука отражена в дисциплинах профессионального цикла подготовки как бакалавров 
педагогического образования, так и специалистов. Кроме того, 
отдельные вопросы методики обучения физике обсуждаются 
в дисциплинах, которые изучаются в магистратуре.
В соответствии с учебными планами подготовки бакалавров по направлению «Педагогическое образование» (профиль 
«Физика») дисциплина «Методика обучения физике» изучается 
в течение 5 семестров (начиная со 2-го курса). Учебный план подготовки специалистов (по специальности «Физика» и «Физика 
с доп. специальностями») предусматривает изучение дисциплины «Теория и методика обучения физике» в течение 4 семестров 
(начиная с 6-го семестра).
Эти дисциплины предполагают подготовку студентов в области организации учебного процесса по физике в общеобразовательной школе – проведение уроков разных типов, подготовка 
и проведение учебного физического эксперимента, организация 
внеурочной деятельности по физике и другое.
В цикле методических дисциплин традиционно выделяются два раздела: общие и частные вопросы теории и методики 
обучения физике. Этим определяется структура сборника методических заданий.

Предисловие

В первой части предложены задания, выполнение которых 
моделирует деятельность учителя физики по анализу нормативных документов, определяющих современный этап школьного 
физического образования, по изучению целевых установок, содержания и структуры общего образования по физике (основного 
и среднего (полного)), а также по освоению методов, форм и технологий в целом обучения физике в школе и по подбору соответствующих дидактических средств. 
Во второй части пособия задания структурированы по разделам школьного курса физики, отраженным в примерных 
программах для основной и средней (полной) школы, а именно 
рассмотрены задания по механике, молекулярной физике и термодинамике, электродинамике, оптике и квантовой физике.
В пособии представлены задания с развернутым ответом и с 
выбором ответа. Эти задания могут выполнять как обучающие, 
так и диагностические функции.
Среди заданий с развернутым ответом можно выделить задания, требующие аналитической деятельности, сбора информации, применения операций классификации и обобщения при 
освоении методических закономерностей. Кроме того, здесь 
представлены задания на проектирование фрагментов образовательного процесса по физике и на конструирование дидактических средств. Отдельную группу составляют задания, в которых 
описывается учебная ситуация, предлагается дать оценку данной ситуации и спланировать действия учителя в рамках такой 
ситуации.
Задания с выбором ответа отличаются тем, что единственно 
верный ответ в большинстве случаев выбрать нельзя. Эти задания нацеливают будущего учителя физики на размышления над 
сложными методическими проблемами.
Помимо заданий с развернутым ответом и с выбором ответа, 
в сборнике представлены примеры аттестационных материалов 
для проведения диагностики уровня методической подготовки 
на разных этапах обучения. Эти задания могут явиться образцами для учреждения высшего профессионального образования 
при подготовке материалов для самоаттестации и при подготовке обучаемых к этапу внешней аттестации вуза.

ЧаСть I.  
Задания С раЗвернутым ответом

раЗдел 1.

общие вопросы теории и методики 
обучения физике

1.1. Нормативные документы,  
регламентирующие учебный процесс по физике

1. Докажите, что теория и методика обучения физике является педагогической наукой. Каковы предмет и методы исследования теории и методики обучения физике? Как изменялся 
предмет исследования теории и методики обучения физике? 
2. Какие нормативные документы регламентируют учебный 
процесс в общеобразовательной школе? Является ли образовательный стандарт нормативным документом? Зачем нужен образовательный стандарт?
3. Проанализируйте Федеральный компонент государственного образовательного стандарта общего среднего образования 
(далее – стандарт первого поколения) и Федеральный стандарт 
общего среднего образования (далее – стандарт второго поколения). Какие подходы лежат в основе этих стандартов? Какие требования предъявляет стандарт второго поколения к подготовке 
учащихся? Как изменились цели общего среднего образования 
за последние годы? Сравните цели общего среднего образования, 
определенные стандартами первого и второго поколений. 
4. Каково место физики в учебных планах общеобразовательной школы? Проанализируйте учебные планы для классов 
гуманитарного и физико-математического профилей. Представьте результаты анализа в виде таблицы. Какова структура 
учебных планов? Какие компоненты он включает?

Часть I

5. Еще одним нормативным документом является учебная 
программа курса физики. Существуют примерные программы 
и авторские программы курса. Чем они различаются? Изучите 
примерную программу и авторскую программу любого школьного курса физики и проанализируйте их структуру. Представьте 
структуру программ в виде таблиц или схем. 

1.2. Физика как наука и физика как учебный предмет

1. В чем сходство и различие физики как науки и физики 
как учебного предмета? Представьте ответ на вопрос в виде таблицы.
2. Возможны разные системы физического образования 
в школе: концентрическая, линейная и ступенчатая. Каково различие между ними? Какая система принята в настоящее время 
в общеобразовательной школе? 
3. Каковы цели обучения физике в общеобразовательной 
школе? Приведите примеры личностных и метапредметных результатов, которые могут быть достигнуты при обучении физике. Как вы понимаете, что такое универсальные учебные действия (УУД)? Какая классификация УУД принята в стандартах 
второго поколения? Приведите примеры УУД, которые могут 
быть сформированы у учащихся при обучении физике. 
4. Одной из целей обучения физике является цель формирования научного мировоззрения учащихся. Что вы понимаете 
под «научным мировоззрением»? Какие компоненты входят 
в понятие мировоззрения? Какие представления о материи, 
движении, взаимодействии, пространстве и времени следует 
сформировать у учащихся при обучении физике? Как сформировать представления учащихся о диалектичности мира? Как 
сформировать у учащихся убеждения в познаваемости материального мира?
5. Что понимается под политехническим образованием учащихся? Как решается задача политехнического образования при 
обучении физике? 
6. Что понимается под дифференцированным обучением? 
Какие формы дифференцированного обучения используются 
в школе? Какие профили обучения физике являются наиболее 
распространенными в образовательной практике? В чем разли

Раздел 1

чие целей обучения физике учащихся классов разных профилей? Какую форму дифференцированного обучения называют 
уровневой дифференциацией? Какие уровни обучения выделяют 
в основной и средней (полной) школе?
7. В настоящее время существует достаточно большое число 
учебно-методических комплектов (УМК) по физике для основной и средней (полной) школы. Что входит в состав УМК? Какие 
компоненты УМК являются обязательными, а какие – дополнительными? В системе УМК по физике выделите те, которые составляют законченную линию 7–11-е классы.

1.3. Содержание и структура курса физики  
для общеобразовательной школы

1. Что, с вашей точки зрения, является источником содержания школьного курса физики? Какие факторы и принципы 
должны быть учтены при разработке содержания курса физики?
2. Что понимается под физической картиной мира (ФКМ)? 
Какова ее структура? Выделите этапы эволюции ФКМ. Как основные идеи современной ФКМ отражены в школьном курсе физики?
3. Какие физические теории изучаются в школьном курсе физики? Какова структура физической теории? Что должен 
знать школьник о физической теории?
4. Как известно, физические законы имеют разный статус 
в физической картине мира. Какие законы являются частными, какие общими для определенных классов явлений, а какие – всеобщими? Что должны знать учащиеся о физическом 
законе? Составьте обобщенный план ответа учащихся о физическом законе.
5. Как вы поясните учащимся различие между законом природы и законом физики?
6. Какую роль играют модели в физике-науке и в обучении 
физике? Выпишите модели процессов и объектов, которые изучаются в курсе физики основной и средней (полной) школы. Что 
должны знать учащиеся о модели? Составьте план ответа учащегося о какой-либо модели физического объекта или процесса. 
В чем заключается моделирование как метод познания?

Часть I

7. Что называют физической величиной? Составьте план 
формирования у учащихся понятия о физической величине 
и план ответа о физической величине. 
8. Формирование умений учащихся измерять физическую 
величину задача непростая, учитывая, что это умение комплексное и в него входят умение определять цену деления шкалы 
прибора, умение считывать показания прибора, вычислять погрешность измерения, записывать результат измерения с учетом 
погрешности. Составьте план урока в основной школе, на котором эти умения будут формироваться.
9. Предложите эксперименты, в которых требуется измерение малых величин. 
10. Иногда требуется не измерить точно физическую величину, а определить её примерное значение. В этом случае используют метод оценки. Докажите, что обучение оценке физических 
величин по порядку величины является одним из приемов развития мышления учащихся.
11. При определении содержания курса физики учитывают 
такие факторы, как потребности учащихся, их интересы и способности. Известно, что помимо общих способностей учащиеся 
имеют специальные способности. Представьте характеристику 
потребностей, интересов и способностей учащихся классов разных профилей в виде таблицы.
12. Помимо факторов при определении содержания школьного курса физики необходимо учитывать принципы обучения 
и критерии их реализации. Выпишите дидактические и частнометодические принципы и соответствующие им критерии. 
На примере принципа реализации межпредметных связей как 
в современных условиях при наличии большого числа УМК 
по каждому предмету решается задача их учета? 
13. Гр.1. В разработанных в настоящее время УМК по физике 
реализованы различные авторские идеи и концепции, соответственно, учебники имеют разную структуру. Проанализируйте 
2–3 учебника физики для основной школы, представьте в виде 
схемы их структуру. Как реализован в этих курсах принцип генерализации учебного материала? Какие идеи являются стержневыми? По какому УМК вы бы предпочли обучать учащихся физике? 

1 Гр – групповое задание.

Раздел 1

14. Гр. Проанализируйте 2–3 учебника физики для средней 
(полной) школы, представьте в виде схемы их структуру. Как 
реализован в этих курсах принцип генерализации учебного материала? Какие идеи являются стержневыми? По каким УМК 
вы бы предпочли обучать учащихся физике на базовом и профильном уровнях?

1.4. Методы, формы и средства обучения физике

1. Существуют различные классификации методов обучения физике. Составьте таблицу классификации методов обучения, указав авторов той или иной классификации, виды методов 
обучения в каждой из групп.
2. В группу словесных методов обучения входят объяснение, 
рассказ, беседа, лекция. Чем отличается рассказ от объяснения? 
Предложите фрагменты уроков изучения одного и того же материала, используя в одном случае метод объяснения, а в другом – 
рассказа. Разработайте фрагмент урока по теме «Диффузия» (основная школа) в виде беседы. 
3. Решение задач по физике относится к практическим методам обучения. Составьте таблицу классификации физических 
задач. Подберите примеры задач каждого типа. В чем заключаются аналитический и синтетический методы решения задач? 
Поясните их с помощью примера. 
4. Определите основные типы задач, решаемые в основной 
школе, особенности их решения и оформления. Приведите пример оформления решения задачи учащимися основной школы. 
5. Выделите этапы решения физической задачи. Предложите возможные варианты формирования у учащихся представлений об этапах решения задачи. 
6. Существует несколько методик обучения учащихся решению вычислительных задач. В основе одной из них лежит теория 
алгоритмизации. Составьте алгоритм решения вычислительных 
задач по теме «Механическое движение» для 9-го класса. Предложите методику обучения учащихся решению задач с использованием алгоритмов. 
7. В чем заключается обобщенный прием обучения учащихся решению задач? Приведите пример решения задачи с использованием обобщенного приема.

Часть I

8. Каково значение качественных задач по физике? Предложите методику обучения учащихся решению качественных задач. 
Подберите качественные задачи по кинематике (основная школа).
9. Составьте конспект урока решения задач по теме «Равномерное движение» (основная школа).
10. Составьте конспект урока решения задач по теме «Мгновенная скорость» (средняя (полная) школа).
11. Состав учащихся класса неоднороден. Они имеют разные учебные достижения, работают в разном темпе и прочее. 
Подумайте, как активизировать работу учащихся на уроке решения задач. Что должен сделать учитель, чтобы снять затруднения, которые испытывают некоторые учащиеся, и в то же время не снижать темп работы хорошо успевающих учащихся.
12. К практическим методам обучения относится ученический эксперимент. Какие виды ученического эксперимента 
используются при обучении физике в основной школе, какие – 
в средней (полной) школе? 
13. Каковы общие и различные характеристики фронтальных лабораторных работ и физического практикума? Результаты ответа на вопрос представьте в виде таблицы, указав место 
проведения эксперимента, содержание, особенности оборудования, особенности отчета о выполнении работы.
14. Определите последовательность знакомства учащихся 
с погрешностями измерений, их причинами, способами уменьшения погрешностей, методами расчета погрешностей измерений в лабораторных работах. Какие межпредметные связи с математикой должны быть учтены при этом и как эти связи следует 
актуализировать?
15. Выделите этапы деятельности учителя и учащихся при 
проведении фронтального эксперимента и физического практикума.
16. Важную группу в системе ученического эксперимента 
составляют домашние экспериментальные работы. Каково значение домашнего эксперимента в обучении физике? Определите 
виды домашнего эксперимента. Как организовать деятельность 
учащихся при его выполнении? Какое оборудование следует 
иметь учащимся в домашней лаборатории? Оцените возможности конструкторов и наборов «Научные развлечения» для организации домашней экспериментальной работы учащихся.