Часть 3....

«Вестник ЦМО МГУ», 2006 г., № 6

Часть 3. «Математика, естественные и технические науки: методика и практика преподавания, теоретические и

экспериментальные исследования»

МЕТОДИКА И ПРАКТИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН ИНОСТРАННЫМ УЧАЩИМСЯ

ТЕСТИРОВАНИЕ ПО ФИЗИКЕ СТУДЕНТОВ-ИНОСТРАНЦЕВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ФАКУЛЬТЕТАХ

Миронова Г.В., Мурсенкова И.В., Чугунова И.С.

Центр международного образования МГУ им. М.В. Ломоносова

В течение последних десятилетий практика тестирования все больше входит в мето-дику преподавания не только иностранных языков, но и других наук, изучаемых как в школе, так и в высших учебных заведениях. Широко используется тестирование в качестве контро-ля, выявляя профессиональную ориентированность и уровень владения тем или иным предметом.

В ЦМО МГУ тестирование применяется не только при обучении студентов-иностранцев русскому языку, но и при изучении предметов, соответствующих выбранной специальности. Одним из основных предметов для многих специальностей является мате-матика, поэтому на кафедре естественных наук ЦМО разработаны и применяются соответ-ствующие тесты [1], использующиеся для контроля усвоения математической лексики. Тес-тирование по физике в ЦМО используется на различных этапах обучения: на предваритель-ном этапе при формировании студенческих групп, на промежуточных этапах для контроля текущих достижений, в конце изучения курса физики для оценки степени усвоения материа-ла. Для этого применяются разные виды тестов: текущих достижений, диагностический, уровневый и другие.

В данной работе рассматриваются тесты по физике, которые авторы статьи, препо-даватели физики ЦМО, используют в процессе обучения в течение нескольких лет. Обуче-ние физике на кафедре естественных наук ЦМО ведется в соответствии с Программой по физике для иностранных студентов [2]. Вводным курсом по физике для студентов, обучаю-щихся по естественно-научным и инженерно-техническим специальностям, является кине-матика, а для студентов медико-биологических специальностей – геометрическая оптика. По окончании вводного курса все студенты изучают основной курс механики. В данной ста-тье обсуждается использование тестирования именно на этих этапах обучения.

Нужно отметить, что при изучении математики студентами-иностранцами процесс запоминания новой лексики несколько облегчается достаточно высоким уровнем формали-зации задач; кроме того, используемые буквенные обозначения определены однозначно в международной символике. При изучении физики не все понятия могут быть выражены формулами, много внимания уделяется объяснению физических явлений, формулировке определений, законов и т.п., что требует большого активного лексического запаса. Кроме того, не всегда имеется взаимно однозначное соответствие в терминах и их буквенных обо-значениях, принятых в физических школах разных стран.

Поэтому для иностранных студентов особенно важно владение физической лексикой для дальнейшего понимания лекций и возможности работы с литературой по физике на русском языке. В последнее время произошли изменения в составе учащихся на подготови-тельных факультетах – существенно увеличилось число студентов из Китая и Кореи. Сту-

Тестирование по физике студентов-иностранцев в процессе обучения на подготовительных факультетах 121

денты из этих стран имеют хорошую подготовку по физике, но испытывают определенные трудности при изучении русского языка, в том числе и при овладении лексикой по физике.

Изложенное выше объясняет то большое внимание, которое уделяется в каждом тесте по физике именно предметной лексике, контролю за усвоением студентами новой физической терминологии, умением понимать и конструировать фразы в рамках изучаемых тем.

Так как вводные курсы построены во взаимной увязке с грамматическими конструк-циями и лексикой программы русского языка, то и тестовые конструкции придерживаются этой программы. Однако часто потребности изложения определенных физических тем тре-буют употребления таких лексических конструкций, которые по программе русского языка будут рассмотрены позже. В этих случаях необходимая грамматика рассматривается на физических определениях и формулировках и также включается в тесты по предмету. На-пример, в геометрической оптике законы и явления отражения и преломления света пред-ставляют собой распространенные предложения и содержат большое количество новых терминов по физике во всех падежах. В кинематике творительный падеж используется уже на первом занятие по теме «Векторы». По программе обучения русскому языку в ЦМО МГУ на этом этапе студенты изучают только 4 падежа.

Из общего объема физической лексики необходимо выделить активно используемую часть, необходимую для понимания в целом изложения предмета физики. Эти активные слова и сочетания студенты должны воспринимать на слух, понимать в физических текстах и адекватно воспроизводить. Для контроля усвоения физической лексики, как и математи-ческой, используется тест, проверяющий текущие знания студентов. Каждый тест состоит из вопросов и ответов, построенных в соответствии с определенными критериями. По типу по-строения тестов различают альтернативные тесты, тесты множественного выбора и тесты на выявление соответствий [1]. В курсе физики использовались тесты двух типов: множест-венного выбора и тесты на выявление соответствий.

Тестирование используется, начиная с первых занятий по физике в студенческих группах. В первых тестах используется ограниченный набор грамматических конструкций. В основном это определения начальных понятий, построенные таким образом:

А) «… – это …»; Б) определения, в которых используется творительный падеж существительных и

прилагательных; В) придаточные предложения со словом «который» в именительном падеже; Г) предложения, построенные по схеме «если …, то …, и чтобы …, нужно…»; Д) предложения, являющиеся формулировками явлений и законов физики. Примером такого теста может служить тест, включенный в число упражнений учебно-

го пособия вводного курса по механике [3]: Задание. Продолжите предложения. 1. Результат умножения вектора на число – это … А. вектор.

Б. скаляр.

2. Вектор fr

– это произведение вектора ra и числа

n. Чтобы найти направление вектора fr

, нужно знать …

А. модуль числа n. Б. какое число n – положительное или отрицательное.

3. Вектор fr

– это произведение вектора ra и числа n.

Чтобы найти модуль вектора fr

, нужно знать …

А. модуль числа n и модуль векто-ра

ra . Б. какое число n – положительное или отрицательное.

*4. Результат скалярного умножения векторов – это… А. вектор. Б. скаляр.

*5. Чтобы найти скалярное произведение векторов ra

и rb , нужно модуль вектора

ra умножить на модуль

вектора rb и умножить на …

А. косинус угла между векторами Б. синус угла между векторами

122 Миронова Г.В., Мурсенкова И.В., Чугунова И.С.

Первая контрольная работа по кинематике проводится после 6-8 часов учебных за-

нятий в конце изучения темы «Элементы векторной алгебры». В процессе изучения этой темы основной акцент делается на усвоении студентами новых терминов, а также ряда важных глаголов (построить, соединить, найти и т.п.), необходимых для конструирования простейших предложений по физике. Нужно отметить, что векторная алгебра входит также в курс математики, изучаемый студентами в ЦМО. Это позволяет на занятиях по физике дать студентам элементы векторной алгебры в самом минимальном объеме, необходимом для усвоения следующей темы «Кинематика», сосредоточив все усилия на введении и по-стоянном повторении новых слов.

Итогом изучения данной темы в рамках курса физики является усвоение студентами определенного лексического минимума и умение выполнять элементарные математические действия с векторами. Поэтому контрольная работа по теме «Векторы» включает в себя не-сложное задание на выполнение сложения, вычитания и других действий с векторами и большой тест, направленный на проверку знания студентами терминологии.

Здесь нужно отметить, что с помощью контрольных работ по физике в ЦМО прове-ряются не только знания по физике, но и по русскому языку специальности. С этой целью все задания и задачи представлены в контрольных работах исключительно в виде текстов, без формул и буквенных обозначений, что облегчает понимание заданий. Студенты должны уметь прочитать, понять и выполнить все задания без помощи словаря. Кроме того, все кон-трольные работы включают в себя задание «Ответить на вопросы» по изученной теме. В результате за контрольную работу студентам выставляется две оценки: по физике и по рус-скому языку специальности.

Однако для первой контрольной работы вводного курса малый объем изученной лек-сики затрудняет формулировку достаточного количества вопросов, и использование зада-ния в виде теста является более целесообразным. В качестве примера приводим часть тес-та одного из вариантов контрольной работы «Векторы» (всего имеется 5 вариантов данного теста, каждый вариант состоит из 17 заданий):

Задание. Продолжите предложения. 1. Модуль вектора всегда ….

А. меньше нуля Б. больше нуля В. больше или равен нулю

2. В прямоугольной системе коорди-нат XOY ось OX называется ….

А. ординатой Б. абсциссой В. аппликатой

3. Если построить проекции вектора на оси координат, то в результате мы получим ….

А. два вектора Б. два скаляра В. вектор и скаляр

4. Чтобы сложить два вектора, мы можем использовать …

А. правило треугольника или правило произведе-ния. Б. правило треугольника или правило параллело-грамма В. правило параллелограмма или правило квад-рата.

5. Векторное произведение …

А. это вектор, поэтому оно имеет модуль, но не имеет направления. Б. это скаляр, поэтому оно имеет модуль, но не имеет направления. В. это вектор, поэтому оно имеет модуль и на-правление.


6. Чтобы найти знак проекции векто-ра, нужно знать …

А. направление вектора и направление оси коор-динат. Б. только направление вектора. В. что модуль вектора – это положительное чис-ло.

7. Чтобы найти знак модуля состав-ляющей вектора, нужно знать…

А. направление вектора и направление оси коор-динат. Б. только направление вектора. В. что модуль вектора – это положительное число.

8. Система координат называется прямоугольной, потому что …

А. вектор – это отрезок прямой линии. Б. углы между осями координат равны ста вось-мидесяти градусам. В. углы между осями координат равны девяноста градусам.

9. Если угол между векторами равен ста восьмидесяти градусам, то на-правления этих векторов …

А. перпендикулярные. Б. противоположные. В. параллельные.

В геометрической оптике тесты составлены по трем основным темам: «Законы гео-

метрической оптики – распространения, отражения и преломления света», «Построение изображений в линзах», «Глаз как оптическая система».

По принципу, аналогичному тесту по кинематике, построен первый тест, используе-мый в медико-биологических группах при изучении вводного курса по оптике [4]. Всего име-ется 6 вариантов данного теста, каждый вариант состоит из 18 заданий. Ниже приведен от-рывок из одного варианта теста.

Задание. Продолжите предложения. 1. Источник света – это …

А. стол, окно, дверь. Б. солнце, лампа, лазер. В. зеркало, линза, призма.

2. Свет распространяется …

А. прямолинейно в однородной среде. Б. криволинейно в однородной среде. В под углом к однородной среде.

3. Падающий луч – это …

А. луч, который падает. Б. луч, который отражается. В. луч, который преломляется.

4. Угол отражения – это угол между пер-пендикуляром и …

А. падающим лучом. Б. отражённым лучом. В. преломлённым лучом.

5. Явление отражения света – …

А. свет распространяется в среде и в вакуу-ме и изменяет скорость распространения. Б. свет падает на зеркало, и изменяет на-правление распространения. В. свет падает на границу двух сред, и изме-няет скорость и направление распростране-ния.

6. Изображение в плоском зеркале …

А. мнимое, равное, прямое. Б. мнимое, увеличенное, прямое. В. действительное, равное, обратное.

7. Если скорость света в первой среде больше, чем скорость света во второй среде, то угол преломления …

А. больше угла падения. Б. меньше угла падения. В. равен углу падения.

124 Миронова Г.В., Мурсенкова И.В., Чугунова И.С. 8. Угол преломления больше угла паде-ния, если свет переходит …

А. из среды оптически менее плотной в сре-ду оптически более плотную. Б. через границу двух сред. В. из среды оптически более плотной в сре-ду оптически менее плотную.

При дальнейшем изучении физики тестовая форма контроля используется в виде

дополнения к контрольным работам, включающим решение задач, выполнение различных заданий по физике и ответы на вопросы. Кроме того, использование тестов целесообразно в рамках проверки выполнения домашнего задания, а также для проверки усвоения мате-риала в конце урока (в этом случае выполнение теста рассчитано на 5-10 минут). Это не-большие тесты-опросники, охватывающие материал одного-двух уроков. Вопросы в таких тестах рассчитаны на средний уровень подготовки студентов и ориентированы на проверку знания определений, единиц измерения физических величин, главных формул и умений пользоваться ими; включаются в них и небольшие расчетные задачи, причем последние имеют такие числовые данные, действия с которыми легко произвести в уме.

Приведем примеры заданий, используемых в подобных тестах. Сначала рассмотрим отрывок из теста, который используется для контроля усвоения студентами физической лексики на 4 учебных часах занятий темы «Перемещение. Траектория. Путь».

Задание. Вставьте нужные слова. 1. Метр – это … перемещения.

А. единица движения Б. единица измерения В. единица изменения

2. Физическая величина, равная длине траектории – это … .

А. перемещение Б. модуль В. путь

3. Вектор перемещения показывает, как …. положение те-ла.

А. измеряется Б. изменяется В. движется

4. Вектор перемещения … начальное и конечное положение тела.

А. соединяет Б. измеряет В. перемещает

В вопросах тестов на этом этапе обучения также делается упор исключительно на

проверку знания русского языка специальности. В этот период в тесты входят элементар-ные вопросы, требующие владения математическим описанием прямолинейного движения тела, например, следующие:

Задание. Продолжите предложения. 1. В момент времени 0 с тело находится в точке с координатой –7 м. В момент времени 3 с тело находится в точке с координатой –12 м. Поэто-му….

А. за 3 с тело прошло путь 5 м Б. за 3 с тело прошло путь –5 м В. за 3 с тело прошло путь 19 м

2. В момент времени 4 с тело находится в точке с координатой –3 м. В момент времени 6 с тело находится в точке с координатой 5 м. Поэтому….

А. проекция вектора перемещения равна – 8 м. Б. проекция вектора перемещения равна 8 м. В. проекция вектора перемещения равна 2 м.

В тестах-опросниках по оптике проверяется знание студентами определений, фор-

мул, их словесное описание, словесное выражение построений лучей. В отличие от вводно-


P

O

го курса по кинематике в оптике уже на 3-4 занятии студенты используют геометрические построения, которые они должны уметь выразить словами, и простейшие формулы. Эти тесты также ориентированы на проверку русского языка специальности. Ниже приведен от-рывок из подобного теста:

Задание. Продолжите предложения. 1. Это зеркало …

А. плоское Б. выпуклое В. вогнутое

2. Отраженный луч идет … .

А. через главный фокус Б. параллельно главной оптиче-ской оси В. симметрично главной оптиче-ской оси

3. Абсолютный показатель преломления – это …

А. Vc=n

Б. 1

21,2 n

nn =

В. const=sin αn 1

4. 1,20

00

90sinαsin

βsinαsin n== – это формула для явления… .

А. преломления света Б. отражения света В. полного отражения света

В следующем тесте вводного курса «Оптика» по теме «Линзы» проверяются знания

студентов на понимание определений типов линз и их элементов, построение изображений в линзах, в том числе словесное, а не только графическое описание хода лучей в линзах, умение понимать формулы при решении задач в их текстовом описании и их физическое соответствие определенной задаче. Также в тесте используется множественное число су-ществительных и прилагательных в творительном падеже, что является достаточно слож-ным с точки зрения русского языка, но требуется при изложении физической темы по опти-ке. В данном случае русская лексика программы по физике опережает программу русского языка. Содержание русского языка теста заметно усложняется, хотя по-прежнему исполь-зуются придаточные предложения с причастиями в именительном падеже. Рассмотрим от-рывок из этого теста.

F

S

3'

3


Задание. Продолжите предложения.

1. Линза – это прозрачное тело, ограниченное …

А. сферическими поверхностями. Б. непараллельными плоскостями. В. параллельными поверхностями.

2. Главные фокусы линзы – это точки пересечения …

А. преломлённых лучей или их продолжений, когда лу-чи падают на линзу параллельно главной оптической оси. Б. отражённых лучей или их продолжений, когда лучи падают на линзу параллельно главной оптической оси. В. преломлённых лучей или их продолжений, когда лучи падают на линзу параллельно побочной оптической оси.

3. Линза называется рассеи-вающей, если падающие парал-лельные лучи после преломле-ния в линзе …

А. собираются. Б. расходятся. В. не изменяют направления распространения.

4. Собирающая линза имеет …

А. два главных мнимых фокуса. Б. две главные оптические оси. В. два главных действительных фокуса.

5. Побочный фокус лежит …

А. в фокальной плоскости линзы. Б. на главной оптической оси. В. в точке пересечения плоскости линзы и главной оп-тической оси

6. Фокальная плоскость прохо-дит …

А. параллельно главной оптической оси. Б. через оптический центр линзы. В. через главный фокус линзы перпендикулярно глав-ной оптической оси.

7. Оптическая сила линзы – это величина, …

А. обратная фокусному расстоянию линзы в метрах. Б. обратная радиусу сферической поверхности линзы. В. равная расстоянию от линзы до изображения пред-мета.

Если предыдущий тест ориентирован в большей степени на знание физической лек-

сики, то следующие два примера тестов призваны проверить умение решать задачи по оп-тике графически с использованием знаний по геометрии, и текстовые задачи. Решение ана-логичных задач разбирается на аудиторных занятиях и не выходит за рамки задач вводного курса по оптике [4]. Кроме закрепления физической лексики, отработки навыка решения за-дач, зрительного восприятия задач в рисунках, такие тесты позволяют развивать физиче-ское мышление и сообразительность.

Задание. Выберите правильный вариант рисунка или продолжения предложения.

1. Луч после преломления в линзе идет по направлению …

A Б В


2. Луч после преломления в линзе идет по направлению …

A Б В

3. Призма находится в воздухе (n1). Показатель преломления призмы n2 > n1. Луч после преломления в призме идет по направлению …

A Б В

4. Призма находится в воздухе (n1). Показатель преломления призмы n2 > n1. Луч после преломления в призме идет по направлению …

A Б В 5. Выберите правильный вариант построения изображения предмета в линзе

A Б 6. Изображение в линзе получилось …

В) действительное, увеличенное, обратное Г) мнимое, увеличенное, обратное Д) действительное, уменьшенное, прямое Е) мнимое, уменьшенное, прямое


Этот тест, как и тест по кинематике, включает решение простых задач. Для решения

задач на отражение света достаточно знаний по геометрии, а для задач на преломление света в линзах – использование формулы тонкой линзы. Решение можно представить в уме или нарисовать ход лучей в соответствующей линзе на черновике


1. Луч падает на плоское зеркало под углом α = 30º. Зеркало повернулось на 20º. Отраженный луч повернется на угол…

А. 20º. Б. 40º. В. 50º. Г. 60º.

2. Фокусное расстояние собирающей линзы 6 см. Предмет находится на расстоянии 9 см от линзы. Изображение предмета …

А. мнимое. Б. действитель-ное.

3. Фокусное расстояние рассеивающей линзы 15 см. Предмет находится на расстоянии 45 см от линзы. Изображение предмета …

А. мнимое. Б. действитель-ное.

3. Предмет находится на расстоянии 30 см от рассеивающей линзы. Изображение меньше предмета в 3 раза. Увеличение линзы равно …

A. 10. Б. 1/3. В. 3.

4. Увеличение линзы Г = 2. Изображение предмета …

А. равное. Б. увеличенное. В. уменьшенное.

5. Если мы построим изображение предмета в рассеивающей линзе, то для вычислений нужно использовать формулу …

А. fdF

1

1

1 -=

Б. fdF

1

1

1 -=-

В. fdF

1

1

1 +=-

В процессе изучения тем кинематики «Скорость. Ускорение. Равномерное и пере-

менное движение» (примерно 12 часов занятий) студенты значительно расширяют свой лексический запас, они начинают понимать и конструировать более сложные физические фразы. Предложения, используемые в тестах при изучении этих тем, являются гораздо бо-лее сложными как с точки русского языка, так и с точки зрения физики. Ниже приведен от-рывок из теста.


1. Величина средней скорости пока-зывает …

А. быстро или медленно движется тело. Б. сколько времени движется тело. В. как изменяется мгновенная скорость.

2. Если тело движется в отрица-тельном направлении оси коорди-нат, то проекция скорости меньше, чем нуль, потому что угол между …

А. вектором скорости и осью координат равен нулю градусов. Б. вектором скорости и осью координат равен ста восьмидесяти градусам. В. векторами скорости и перемещения равен ста восьмидесяти градусам.

3. Скорость равномерного движения …

А. не зависит от времени, она всегда равна нулю. Б. зависит от времени линейно. В. не зависит от времени, она всегда равна постоян-ной величине.

4. О направлениях векторов уско-рения и скорости можно сказать, что они…

А. всегда одинаковые. Б. всегда противоположные. В. одинаковые только в случае ускоренного движе-ния.

g a


5. Направление среднего ускорения зависит …

А. только от направления движения тела. Б. только от того, ускоренно или замедленно движет-ся тело. В. от направления движения тела и от того, ускорен-но или замедленно оно движется.

Выполнение следующего отрывка из теста требует умения понять текст задания,

сделать соответствующий рисунок на черновике и хорошо различать в определенной сте-пени схожие физические понятия «модуль вектора» и «проекция вектора», «координата» и «путь». Задание. Выберите правильный вариант предложения к заданию. Тело движется равномерно из точки с координатой 4 м в отрица-тельном направлении оси ОХ. Скорость тела 3 м/с. Найдите мо-дуль скорости, проекцию скорости, координату тела и путь в момент времени 3 с.

А. В это время модуль скорости равен 3 м/с, проекция скорости равна минус 3м/с, координата равна минус 5 м, путь равен 9 м. Б. В это время модуль скорости равен минус 3 м/с, проекция скорости равна минус 3 м/с, координата рав-на минус 5 м, путь равен 9 м. В. В это время модуль скорости равен 3 м/с, проекция скорости равна 3 м/с, координата равна 13 м, путь равен 9 м.

Тесты по теме «Уравнения и графики движения» включают описание уравнений рав-

номерного и равноускоренного движений, умение ориентироваться в графиках движения. Например, ряд заданий нижеприведенного теста проверяет умение студентов описывать механическое движение по графикам. Задание. Слева написаны начала предложений. Выберите справа продолжения предложений.

1. x (t) = x 0 + V0 × t + 2

t2

0 ×a - это уравнение…

А. пути для равномерного движения. Б. координаты для равномерного движе-ния. В. координаты для равноускоренного дви-жения.

2. V (t) = V0 ± a0 × t Выбор знака «+» или «-» в этой формуле за-висит …

А. только от направления движения тела. Б. от того, ускоренно или замедленно движется тело. В. от величины ускорения.

3. График скорости равномерного движения – это прямая линия, …

А. наклонная к оси времени. Б. которая совпадает с осью времени. В. которая параллельна оси времени.

4. Уравнение х (t) = х0 ± V0 × t показывает, ...

А. что координата зависит от времени ли-нейно. Б. что координата зависит от времени квадратично. В. что координата не зависит от времени.

5. Для равнопеременного движения парабола, которая начинается в начале координат – это график…

А. ускорения. Б. скорости. В. пути.

При этом в одних заданиях нужно сопоставить с графиком некоторый текст, а в дру-

гих заданиях с графиком нужно сопоставить другой соответствующий график. Рассмотрим примеры подобных заданий.

В приведенном ниже отрывке из теста студент должен рассмотреть график коорди-наты и выбрать правильный вариант информации, даваемой этим графиком (задание А). В задании Б студент должен рассмотреть график скорости и сделать правильный вывод о ха-


рактере движения тела. Задания, аналогичные этому, могут повторяться в тестах в период изучения динамики. Тогда к заданию добавляется вопрос (задание В). Задание А. Посмотрите на график координаты х(t) и найдите подпись к нему. x (м) 5 О t (с)

А. Тело движется в отрицательном направ-лении со скоростью 5 м/с. Б. Тело движется равнопеременно в по-ложительном направлении оси ОХ из точки с координатой x0 = 5 м В. Тело движется равномерно в положи-тельном направлении оси ОХ. Начальная координата тела равна 5 м.

Задание Б. На рисунке изображен график зависимости скорости тела от времени. Исполь-зуя график, продолжите предложения. 1. Скорость тела уменьшается в промежуток времени …

А. от 0 с до 2 с. Б. от 2 с до 4 с. В. от 4 с до 8 с. Г. от 0 с до 2 с и от 4 с до 8 с.

2. Тело находится в покое в промежуток времени …

А. от 0 с до 2 с. Б. от 2 с до 4 с. В. от 4 с до 8 с. Г. от 0 с до 2 с и от 4с до 8 с.

Задание В. Продолжите предложение. На тело действует сила в промежуток времени …

А. от 0 с до 2 с. Б. от 2 с до 4 с. В. от 4 с до 8 с. Г. от 0 с до 2 с и от 4 с до 8 с.

Следующий тип заданий тестов позволяет проверить умение студентов сопоставлять

зависимости различных физических величин от времени. В данном тесте студент должен рассмотреть график скорости и сопоставить соответствующий ему график координаты этого же тела: Задание. На рисунке представлен график зависимости скорости от времени V (t). Какой из графиков координаты х(t) соответствует этой зависимости?

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t(c)

V(м/с) 6 4 2


V x x I. II. x III.

А. I. Б. II. В. I и III. Г. I, II и III.

Приведенный далее тест может служить итоговым по теме «Кинематика». Он явля-

ется более сложным и включает все виды заданий предыдущих тестов по кинематике. Сложность заключается в выборе по графику движения одновременно словесного описания движения (проверка физической лексики), рисунка с направлением векторов скорости и ус-корения (понимание физического смысла задачи) и уравнений движения (адекватное отра-жение физических понятий в математическом выражении). При сопоставлении графиков движения и уравнений необходимы знания по математике о линейной и квадратичной функ-ции и их графиках – прямой и параболе. Коэффициент при t2 , т.е. знак проекции ускорения а, определяет направление ветвей параболы – вверх или вниз, а направление вектора ско-рости говорит об изменении координаты – в положительном или отрицательном направле-нии - и соответственно о выборе правой или левой ветви параболы для графика координа-ты. Тест проверяет знания учащихся не только лексики по данной теме, но и способствует закреплению понятий о равномерном и равнопеременном движении, что является основ-ным в теме «Кинематика». На рисунках 1, 2, 3, 4 показаны графики зависимости координат двух тел от времени. Рис.1

Рис.2

Рис.3

Рис.4

0 t1

0 t1

0 t1

0 t1

x

t O

x01

x02 x1(t) x2(t) x

t O

x01

x02 x1(t)

x2(t)

x

t Ox01

x02 x1(t)

x2(t)

x

t O

x0

x0

x2(t) x1(t)

132 Миронова Г.В., Мурсенкова И.В., Чугунова И.С. Задание А. Выберите описание движения тел для каждого графика.

I 1-е тело движется равноускоренно в положительном на-правлении оси OX, 2-е тело движется равнозамедленно в отрицательном на-правлении оси OX

II 1-е тело движется равномерно в поло-жительном направ-лении оси OX, 2-е тело движется равнозамедленно в отрицательном на-правлении оси OX

III 1-е тело движется равнозамедленнно в положительном на-правлении оси OX, 2-е тело движется равноускоренно в отрицательном на-правлении оси OX

IV 1-е тело движется равноускоренно в положительном на-правлении оси OX, 2-е тело движется равномерно в отри-цательном направ-лении оси OX

Задание Б. Выберите рисунок с направлением векторов скорости и ускорения для каждого графика.

А

Б

В

Г

Задание В. Выберите уравнения зависимости координат от времени для каждого графика.

1

2

201

01011tatVxx +×+=

2

202

02022tatVxx +×-=

2

2

201

01011tatVxx -×+=

2

202

02022tatVxx -×-=

3

tVxtx ×+= 01011 )(

2

202

02022tatVxx +×-=

4

2

201

01011tatVxx +×+=

tVxtx ×-= 02022 )(

В итоговые тесты, проводимые для проверки усвоения студентами всего раздела, включаются несложные задачи, требующие вычислений. Цель включения подобных заданий в тест – экономия учебного времени, которое не нужно затрачивать студентам на правиль-ное оформление решения задачи, все вычисления достаточно выполнить на черновике или устно. Еще раз следует подчеркнуть, что тестирование – это дополнительная форма кон-троля в ЦМО, не отменяющая проверочных заданий, в которых решения задач должны быть оформлены в соответствии с требованиями основных факультетов МГУ. Приведем пример подобных заданий, связанных с решением несложной задачи. Среди них есть тесты, проверяющие знание и понимание всего какого-либо раздела курса. Многие из них снабжены схемами, рисунками, диаграммами. Задание. Выберите правильный вариант ответа. Время, за которое тело увеличивает скорость от 0 до 100 м/с, равно t = 3 с. Сколько времени нужно автомобилю для увели-чения скорости от 0 до 50 м/с при равноускоренном движе-нии?

А. 23

с.

Б. 1,5 с.

В. 43

с.

Г. 503

с.

O X x01 x02

01Vr

02Vr

02ar

O X x01 x02

01Vr

02Vr

01ar

O X x01 x02

01Vr

02Vr

02ar01ar

O X x01 x02

01Vr

02Vr

02ar01ar


И наконец, существуют тесты итоговые – по целому разделу механики, имеющие

большое число вопросов разного уровня сложности, рассчитанных не только на проверку знаний фактического материала, но и на его понимание. Работа с таким тестом занимает много времени и обычно рассчитана на два учебных часа.

Выполнение заданий по разделу «Динамика» требует знания первого, второго и третьего законов Ньютона, владение формулами расчета сил трения скольжения, упруго-сти, тяжести и всемирного тяготения, владение формулами расчета механической работы и энергии, знание законов сохранения импульса и механической энергии. Задание. Выберите правильный вариант продолжения предложения.

1. На рисунке изображен график зависимости модуля скорости ваго-на от времени в инерциальной сис-теме отсчета. Суммарная сила, действующая на вагон со стороны других тел, рав-нялась нулю в течение промежутков времени…

V (м/с) t1 t2 t3 t4 t

А. 0- t1; t3- t4 . Б. 0- t4 . В. t1- t2; t2- t3 . Г. таких проме-жутков времени нет.

2. Сила, с которой Земля притягивает тело, называется силой…

А. упругости Б. веса. В. тяжести. Г. трения.

3. Мы сжимаем пружину, величина деформации увеличивается; при этом сила упругости …

А. уменьшается. Б. увеличивается. В. может увеличивать-ся или уменьшаться. Г. не изменяется.

F 4. На рисунке показана …

А. сила веса. Б. сила тяжести. В. сила реакции опо-ры. Г. сила трения.

5. Модуль равнодействующей двух сил, действующих на тело, равен … 20 Н 8 Н

А. 20 Н. Б. 8 Н. В. 28 Н. Г. 12 Н.

6. Результат действия силы на тело зависит …

А. только от модуля силы. Б. только от точки приложения силы. В. только от направле-ния силы. Г. от всех трех вели-чин.

7. Тело движется равномерно по горизонтальной плоскости под действием силы F = 5 Н. Сила трения …

А. равна нулю. Б. больше 5 Н. В. меньше 5 Н. Г. равна 5 Н.

В качестве примера рассмотрим целиком тест по теме «Работа и мощность». Тест

состоит из 8 вопросов, рассчитанных на проверку определений, единиц измерения, формул,


а также решения небольших расчетных и качественных задач, помогающих выявить пони-мание изученных явлений. Время выполнения этого теста 15-20 минут. Задание. Выберите правильный вариант продолжения предложения. 1. Физическая величина равна произведению силы на путь, пройденный телом под действием силы, называет-ся …

А. работой. Б. мощностью. В. моментом силы. Г. плечом силы.

2. Мощность можно найти по формуле …

А. s = v·Δt Б. m = ρ ·V В. F = P · S

Г. tAN D=

3. Мощность измеряется в …

А. Ваттах. Б. Джоулях. В. Ньютонах. Г. Ньютонах умножить на метр.

4. В Джоулях измеряется …

А. сила. Б. мощность. В. работа. Г. плечо силы.

5. При подъеме вертикально вверх тела массой 15 кг совершена работа 60 Дж. Тело было поднято на высоту …

А. 9000 м. Б. 2,5 м В. 0,4 м Г. 90 м.

6. Если за 5 с машина совершает работу 200 Дж, то её мощность равна …

А. 1000 Вт. Б. 0,025 Вт. В. 200 Вт. Г. 40 Вт.

7. Тело массой 100 кг равномерно мы поднимаем по на-клонной плоскости длиной 5 м на высоту 2 м. При этом мы совершаем работу …

А. 5000 Дж. Б. 2000 Дж. В. 500 Дж. Г. 100 Дж.

8. Даны три тела. Первое тело находится в покое, второе движется равномерно без действия силы, третье дви-жется под действием силы F. Механическая работа со-вершается … F

r

А. только в первом случае. Б. только во втором случае. В. только в третьем случае. Г. во втором и в третьем случаях.

В тесты в данный период обучения включаются более сложные (но типовые) задачи,

требующие использования одной-двух изученных формул одновременно. Например, таким образом построен тест, пример из которого приведен ниже. Задание. Выберите правильный вариант продолжения предложения. С неподвижной лодки массой 50 кг на берег прыгнул мальчик массой 40 кг со скоростью 1 м/с, направленной горизонтально. Относительно берега лодка приобрела скорость …

А. 0,2 м/с. Б. 0,8 м/с. В. 1 м/с. Г. 1,8 м/с.

В конце изучения темы «Динамика» и написания всех контрольных работ студентам

для повторения и систематизации знаний по этой теме предлагается итоговый тест. Его можно выполнять как в рамках контроля, так и в качестве задания, при котором студенты на

1 2 3


уроке самостоятельно выбирают правильные ответы и по просьбе преподавателя зачиты-вают их вслух. Приведем вариант такого теста. Задание 1. Выберите правильный вариант продолжения предложения. 1. Динамика изучает …

А) причины движения тела. Б) причины изменения движения тела. В) виды движения тела . Г) причины движения или причины изменения движе-ния тела.

2. Сила – это …

А) результат действия одного тела. Б) результат взаимодействия двух тел. В) результат ускорения тела .

3. Равнодействующая сила – это …

А) результат сложения двух сил, которые действуют на тело. Б) сумма всех сил, которые действуют на тело. В) разность двух сил, которые действуют на тело. Г) это сумма сил, имеющих разные направления.

4. Результат сложения двух сил – это ... А) вектор.

Б) скаляр. В) векторы. Г) скаляры.

5. Результат разложения силы на составляющие – это ... 6. Проекции силы на оси координат – это ...

7. Система координат, которая равномерно движется относительно Земли – это ...

А) инерциальная система коор-динат. Б) неинерциальная система ко-ординат.

8. Система координат, которая движется относительно Земли ускоренно – это ...

9. Система координат, которая не движется относи-тельно Земли – это ...

*Систему координат, связанную с Землей, рассматриваем как инерциальную систему коорди-нат.

10. Система координат, которая вращается относитель-но Земли – это ... 11. Первый закон Ньютона утвер-ждает, что ...

А) тело не движется в отсутствии сил или движется равномерно и пря-молинейно. Б) тело равномерно движется в инерциальной системе координат, если на него не действуют силы. В) тело движется равномерно и прямолинейно или находится в покое в инерциальной системе координат, когда равнодействующая сила равна нулю. Г) тело находится в покое, если силы, действующие на него, уравнове-шивают друг друга.

12. Второй закон Ньютона утвер-ждает, что ...

А) ускорение тела зависит от силы, которая действует на тело в на-правлении движения. Б) ускорение тела зависит от его массы и от направления силы, дейст-вующей на тело. В) ускорение тела пропорционально равнодействующей силе и обратно пропорционально массе тела. Г) тело движется равномерно, когда равнодействующая сила равна ну-лю в инерциальной системе координат.

136 Миронова Г.В., Мурсенкова И.В., Чугунова И.С. 13. Третий закон Ньютона утвер-ждает, что ...

А) силы, с которыми взаимодействуют два тела, противоположны по направлению, равны по величине и действуют вдоль одной прямой. Б) одно тело действует на другое тело, и равнодействующая сила рав-на нулю. В) силы взаимодействия двух тел имеют противоположные направле-ния, и скорости тел тоже направлены противоположно. Г) силы взаимодействия двух тел равны друг другу, и ускорения тел одинаковые.

14. Сила упругости имеет... А) гравитационную природу. Б) электромагнитную природу.

15. Сила гравитации имеет...

16. Сила тяжести имеет...

17. Сила трения имеет...

18. Сила веса имеет... 19. Сила реакции опоры име-ет... 20. Сила натяжения нити име-ет... 21. Деформация – это ...

А) изменение размеров и формы тела. Б) изменение формы тела. В) изменение размеров тела.

22. Сила упругости возникает при изменении...

А) размеров и формы тела. Б) формы тела. В) размеров тела.

23. Сила реакции опоры...

А) перпендикулярна поверхности опоры. Б) параллельна поверхности опоры.

24. Сила натяжения нити...

А) перпендикулярна нити. Б) параллельна нити.

25. Сила гравитации зависит только от...

А) массы одного тела. Б) масс двух тел. В) расстояния между центрами тел и масс тел. Г) радиуса Земли в данной точке и массы тела.

26. Сила тяжести зависит толь-ко от...

А) ускорения свободного падения и массы тела. Б) радиуса Земли в данной точке. В) массы тела и высоты тела над Землей. Г) высоты тела над Землей и радиуса Земли в данной точке.

27. Сила трения скольжения направлена …

А) противоположно составляющей скорости тела, парал-лельной поверхности опоры. Б) противоположно составляющей внешней силы, па-раллельной поверхности опоры. В) одинаково с составляющей внешней силы, парал-лельной поверхности опоры.

28. Сила трения покоя направ-лена …

А) противоположно составляющей скорости тела, парал-лельной поверхности опоры. Б) противоположно составляющей внешней силы, па-раллельной поверхности опоры. В) одинаково с составляющей внешней силы, парал-лельной поверхности опоры.


29. Коэффициент трения зави-сит только от …

А) силы нормального давления между поверхностями. Б) качества обработки поверхности. В) материала поверхности и его обработки. Г) скорости тела и силы давления между поверхностя-ми.

30. Сила веса действует на...

А) тело около Земли. Б) на Землю со стороны тела. В) опору или подвес со стороны тела.

31. Сила веса зависит от...

А) ускорения опоры или подвеса. Б) ускорения тела. В) скорости опоры или подвеса. Г) скорости тела.

Задание 2. Выберите правильный вариант формулы.

1. Сила упругости 2. Сила реакции опоры 3. Сила натяжения нити 4. Сила гравитации 5. Сила тяжести 6. Сила трения скольжения 7. Сила веса

А) Gr

= - Nr

, Gr

= - Tr

Б) 212

2112 r

mmγF =

В) tFP внеш D×=Drr

Г) Fx = - k × Dx Д) N

r= - G

r

Е) VVNFr

rm-=

Ж) Tr

= - Gr

З) gmFrr

=

8. Первый закон Ньютона 9. Второй закон Ньютона 10. Третий закон Ньютона 11. Закон Всемирного тяготения 12. Закон Гука

И) rrmmγF 312

2112

rr-=

К) 2112 FFrr

-= , F12= F21, 2112 FFrr

¯

Л) rkFупрrr

D×-=

М) 0Fn

n =år

, Þ Vr

=const

Н) å=n

nFmrr

a

О) Nr

= - Gr

13. Закон сохранения импульса замкнутой системы тел 14. Закон сохранения полной механической энергии замкнутой системы тел 15. Изменение импульса незамкнутой систе-мы тел 16. Изменение механической энергии незамк-нутой системы тел

П) Ek + Ep = const Р) DE = A внеш С) tFP внеш D×=D

rr

Т) constPP 0 ==rr

У) 0Fn

n =år

, Þ Vr

=const

138 Миронова Г.В., Мурсенкова И.В., Чугунова И.С. Задание 3. Решите задачу и выберите правильный вариант продолжения предложения.

Тело массой m равномерно движется вверх по наклонной плоскости под действием силы F

r, параллельной плоскости. Угол наклона плоскости a, коэффициент трения

тела о плоскость m. Сила F

r...

Сила реакции опоры ... Сила тяжести ... Сила трения ...

А) совершает положительную работу. Б) совершает отрицательную работу. В) не совершает работу.

Задание 4. Выберите один или несколько правильных вариантов продолжения предложе-ния.

1. Сила, работа которой по замкнутой траектории не равна нулю, ... 2. Сила, работа которой по замкнутой траектории равна ну-лю, ... 3. Сила, работа которой не зависит от формы траектории, ... 4. Сила, работа которой зависит от формы траектории, ... 5. Сила упругости ... 6. Сила реакции опоры ... 7. Сила натяжения нити ... 8. Сила гравитации ... 9. Сила тяжести ... 10. Сила трения скольжения ... 11. Сила трения покоя ... 12. Сила веса ...

А) является консерва-тивной силой. Б) является неконсерва-тивной силой. В) не является консер-вативной силой. Г) не является некон-сервативной силой.

Задание 5. Выберите один или несколько правильных вариантов продолжения предложе-ния.

1. Закон сохранения импульса выполняет-ся в ... 2. Закон сохранения полной механической энергии выполняется в ...

А) замкнутой системе тел. Б) незамкнутой системе тел. В) замкнутой системе тел, в которой действуют только консер-вативные силы. Г) замкнутой системе тел, когда сумма всех внешних сил рав-на нулю. Д) замкнутой системе тел, когда работа внешних сил равна ну-лю. Е) замкнутой системе тел, в которой действуют только внут-ренние силы.


3. Когда полная механическая энергия тела не сохраняется, она может переходить в ... 4. Когда тело движется вниз по наклонной плоскости без трения, потенциальная энергия тела может переходить в ... 5. Когда тело, закрепленное на пружине, движется с трени-ем, полная механическая энергия может переходить в ... 6. Когда тело падает в воздухе, потенциальная энергия тела может переходить в ... 7. При абсолютно упругом ударе двух тел кинетическая энергия может переходить в ... 8. При неупругом ударе двух тел кинетическая энергия мо-жет переходить в ...

А) механическую энер-гию. Б) кинетическую энер-гию. В) потенциальую энер-гию. Г) энергию упругой де-формации. Д) тепловую энергию. Е) лучистую энергию. Ж) химическую энергию. З) другие виды энергии.

Разработанные секцией физики тесты дают возможность определить степень владе-

ния физической лексикой, а также выявить знания основных физических понятий, явлений, законов; сформированность умения объяснять физические явления, анализировать процес-сы на качественном и расчетном уровнях; проводить расчеты, используя сведения, полу-ченные из графиков. Результаты выполнения работ показывают также, умеет ли студент давать ответ в виде текста, опираясь на графический материал. Важен психологический ас-пект обучения: учащиеся сразу видят результаты своей деятельности с комментариями преподавателя.

Таким образом, тестирование по физике представляется важным аспектом работы с иностранными учащимися в процессе изучения повторительного курса физики. Оно акту-ально как дополнительный к традиционным формам контроля и проверки знаний учащихся метод, и также имеет самостоятельную ценность на определенных этапах изучения физики.

Литература

1. Лазарева Е.А. Проблемы тестовой проверки усвоения иностранными учащимися русской математи-

ческой лексики в процессе изучения повторительного курса математики на подготовительном фа-культете. Вестник ЦМО МГУ, N 4, Часть 3. 2000. С. 156-174.

2. Образовательная программа предвузовского обучения иностранных студентов. Программа по фи-зике. М., 1997. 34с.

3. Чугунова И.С., Муpсенкова И.В., Нахабина М.М. Механика. Вводный куpс "Кинематика". Учебное пособие по физике для студентов-иностранцев. М., ЦМО МГУ, 1999. 186 с.

4. Миронова Г.В., Мурсенкова И.В., Лучинская Ф.Г. Геометрическая оптика (Вводный курс). Элементы волновой оптики. Учебное пособие по физике для студентов-иностранцев. М., Ред. Изд. Совет МОЦ МГ, 2002. 117 с.

Часть 3....

Documents

Transcript of Часть 3....