Про те, що вважається незручним писати

І.П. Кенєва, Ю.П. Мінаєв, Н.І. Тихонська

ФІЗИКО-МАТЕМАТИЧНІ ВПРАВИ

НА ВСТУПНИХ ІСПИТАХ ДО УНІВЕРСИТЕТУ

ТА ОЛІМПІАДАХ ДЛЯ АБІТУРІЄНТІВ

Навчальний посібник

Затверджено

вченою радою ЗНУ

протокол № від

Запоріжжя

УДК 53 (075.8)

ББК В3я73

К354

Кенєва І.П., Мінаєв Ю.П., Тихонська Н.І. Фізико-математичні вправи на вступних іспитах до університету та олімпіадах для абітурієнтів: Навчальний посібник / За заг. ред. Ю.П. Мінаєва. – Запоріжжя: ЗНУ, 2006. – 98 с.

У посібнику розглянуті вправи, які спеціально розроблені для підготовки учнів старшої профільної школи до продовження фізичної освіти у вищих навчальних закладах. Значна частина цих вправ вимагає для свого виконання не стільки знання фактичного матеріалу з фізики, скільки наявності елементарних математичних навичок і вміння їх застосовувати під час аналізу конкретних фізичних ситуацій. Доцільність використання запропонованих завдань у процесі підготовки до вивчення фізики у ВНЗ обґрунтована попередніми психолого-дидактичними дослідженнями авторів посібника і їхніх колег.

Для абітурієнтів і першокурсників фізичних і фізико-технічних факультетів університетів, учителів фізики і математики загальноосвітніх навчальних закладів.

Рецензент О.Ю. Осипов, декан фізичного факультету ЗНУ, кандидат фізико-математичних наук

Відповідальний за випуск Н.І. Тихонська

ЗМІСТ

Вступ……………………………………….…………..……………4

§1. Про те, що вважається незручним писати у підручнику з фізики……………………………..……………...…………………8

§2. Завдання вступних іспитів на фізичний факультет ЗДУ………………………..………………………….....................34

§3. Приклади завдань, які пропонувалися на олімпіадах для абітурієнтів………………………………………………………..50

Додатки……………………………………………………………71

А. База завдань для абітурієнтів, які вступали на заочне відділення фізичного факультету ЗДУ………………………….71

Б. База завдань для абітурієнтів, які вступали на денне відділення фізичного факультету ЗДУ………………………….75

В. База завдань відкритих олімпіад з фізики для абітурієнтів ЗДУ……………………………………………………………..…85

Г. База екзаменаційних різнорівневих завдань з курсу “Математичний апарат фізики”………………………………….91

Список рекомендованої літератури……………………………..96

ВСТУП

У 2003 році на фізичному факультеті Запорізького державного університету відбулися значні зміни у загальному стилі тих завдань, що пропонуються абітурієнтам. Таким змінам передували спеціальні психолого-дидактичні дослідження, які були спрямовані на розробку системи науково обґрунтованих вимог до абітурієнта фізичного факультету університету.

Ми провели психологічний аналіз стратегій засвоєння навчального матеріалу, якими користуються студенти з різними академічними успіхами у вивченні фізико-математичних дисциплін [2]. Досліджувалася також залежність якості засвоєння навчального матеріалу учнями старшої школи і студентами від рівня розвитку їхнього формального мислення [3]. Розглядалася практика вивчення фізики і математики у сучасних середніх навчальних закладах, зокрема, як організована математична підтримка поглибленого курсу фізики [8], та як впливає система оцінювання навчальних досягнень на вибір учителями методів навчання [7]. Була обґрунтована необхідність конкретизації системи вимог до абітурієнтів фізичного факультету університету в завданнях вступних іспитів [9].

Про результати досліджень робилися повідомлення на всеукраїнських і міжнародних науково-методичних конференціях, одна з яких відбулася у Кам’янець-Подільському 2-4 жовтня 2003 року. На той момент у нас були вже не тільки результати приймальної кампанії на фізичному факультеті ЗДУ з використанням нових типів завдань, а і результати більш детальної діагностики готовності до продовження фізичної освіти в університеті щойно прийнятих студентів першого курсу. Обговорення, яке відбулося після доповіді, виявило існуючу стурбованість представників інших вищих навчальних закладів рівнем фізико-математичної підготовки випускників сучасних середніх шкіл і зацікавленість новими типами завдань, які вперше були запропоновані абітурієнтам фізичного факультету ЗДУ. Це надало нам впевненості у необхідності створення посібника для абітурієнтів, у якому були б наведені розроблені нами завдання і необхідні методичні вказівки до них.

Перша спроба створення такого посібника і пропонується до уваги читачів. Хотілося б, щоб серед них були не тільки абітурієнти вищих навчальних закладів, де вивчення фізики передбачається навчальними планами, а і шкільні вчителі фізики та математики.

Успішність вивчення фізики у ВНЗ багато в чому визначається рівнем логіко-математичної підготовки та вмінням застосовувати знання, отримані на уроках математики, для розв’язування фізичних задач. На жаль, шкільні навчальні програми з фізики та математики ще й досі не узгоджені [1, 12]. А без належної математичної підтримки шкільний курс фізики розсипається на купу розрізнених фактів, які доводиться механічно заучувати. Здобуті у такий спосіб “знання” з фізики мало чого варті.

Досвід діагностики навичок розуміння найпростіших фізичних формул у першокурсників фізичного факультету ЗДУ показав, що у багатьох випускників середньої школи вони не сформовані. Ми давали найпримітивніші задачі на одну формулу. Більш того, ми давали і саму формулу, яка за своїм математичним змістом відповідає програмі восьмого класу. Але помітна частина першокурсників все ж таки була не в змозі впоратися з такими задачами.

Зважаючи на такий стан справ, на фізичному факультеті ЗДУ були вимушені піти на те, щоб перенести початок вивчення загальної фізики на один семестр, а в першому семестрі запропонувати спеціальний курс “Математичний апарат фізики”, який, не дивлячись на гучну назву, спрямований на ліквідацію елементарної математичної безграмотності, на відучування від шкідливої школярської звички механічно заучувати незрозумілі тексти та на знайомство хоча б із деякими прийомами критичного мислення. Вважаємо, що підготовлений нами посібник міг би бути корисним не тільки абітурієнтам, а і першокурсникам, які не отримали у школі необхідної підготовки для продовження фізичної освіти у вищому навчальному закладі.

В основному тексті посібника досить докладно розібрані приклади різних типів завдань вступних іспитів 2003 і 2004 років та олімпіад для абітурієнтів, які проводилися на фізичному факультеті ЗДУ. Для вступних іспитів були сформовані дві бази завдань. Одна – для вступників на денну бюджетну форму навчання, а друга – для вступників на заочну та контрактну (платну) форми. Ця остання база з найпримітивнішими завданнями використовувалася нами і для діагностики рівня підготовки першокурсників, які на вступних іспитах стикалися з завданнями з першої бази або були зараховані за співбесідою. Саме результати, отримані нами під час вхідного контролю першокурсників, примусили так докладно зупинитися на аналізі завдань, які призначалися для заочників і контрактників. Переглянути сторінки, де викладено відповідний матеріал, не завадить і тим, хто вважає свій рівень підготовки досить високим. Радимо звернути увагу на “ліричні відступи”, яких досить багато.

Завдання, які пропонувалися на вступних іспитах на денну бюджетну форму навчання, були помітно складнішими, але, аналізуючи їх, ми орієнтувалися вже на підготовленішого читача і, відповідно, не описували дуже розгорнуто кожний крок розв’язку. Те саме стосується і завдань олімпіад.

У додатках, які можна знайти наприкінці посібника, ми навели завдання двох баз, із яких формувалися білети на вступних іспитах. Ці завдання можна використовувати для перевірки рівня засвоєння основного тексту посібника.

Зазначимо, що треба навчитися виконувати такі завдання практично усно (на екзамені вимагалося писати лише кінцеву відповідь). Для подальшого навчання у ВНЗ це зауваження особливо важливе. Той, хто не навчиться виконувати подібні завдання усно, не зможе встигати за ходом лекцій з фізико-математичних дисциплін.

Ми вирішили, що буде доцільним навести у додатках також тексти олімпіад для абітурієнтів фізичного факультету та рівневі екзаменаційні завдання з курсу “Математичний апарат фізики”, про який ми вже згадували. Зауважимо, що в цей курс увійшов тільки той математичний матеріал, який конче потрібний, щоб нормально сприймати лише перший розділ загального курсу фізики (механіку). Крім того, туди не потрапив матеріал, який потрібен для засвоєння механіки, але вивчається в першому семестрі в курсах математичного аналізу та аналітичної геометрії і лінійної алгебри.

Наприкінці вже досить затягненого вступу зазначимо головне. Той, хто вирішив продовжувати свою фізичну освіту, має готуватися не стільки до вступних іспитів, скільки до подальшого навчання. На теперішній час бар’єр вступних іспитів досить легко проходять майже всі бажаючі, з яких частка здатних успішно вчитися доволі мала. Як показали наші спеціальні дослідження, успішно вчаться на фізичному факультеті університету тільки ті студенти, які своєчасно, ще у старших класах середньої школи, перебудували своє мислення і свою пам’ять із дитячого рівня на рівень дорослої культурної людини (якщо не вживати спеціальних психологічних термінів). Саме фізико-математичний цикл шкільних предметів має найбільші потенційні можливості щодо необхідної перебудови всієї інтелектуально-вольової сфери. Але для їхньої реалізації технологія навчання цих предметів повинна мати відповідну спрямованість.

Автори будуть вдячні всім читачам, які надішлють електронною поштою свої відзиви на посібник із переліками зауважень за адресою: minaevy@mail.ru (тема: фізико-математичні вправи).

Про те, що вважається незручним писати