ДЕДУКТИВНЫЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ КАК СРЕДСТВО ПРЕОДОЛЕНИЯ ФОРМАЛИЗМА ЗНАНИЙ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ГОСУДАРСТВЕННОЙ ИТОГОВОЙ АТТЕСТАЦИИ (ОГЭ И ЕГЭ)

DEDUCTIVE ALGORITHM FOR SOLVING QUANTITATIVE PROBLEMS IN PHYSICS AS A MEANS OF OVERCOMING KNOWLEDGE FORMALISM IN PREPARATION FOR THE STATE FINAL CERTIFICATION (OGE AND EGE)

Vishnevsky Mikhail Mikhailovich

master's student, institute of innovative educational practices Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,

Russia, Tula

АННОТАЦИЯ

В статье предлагается универсальный алгоритм решения количественных задач по физике, основанный на дедуктивном методе. Алгоритм направлен на преодоление формализма знаний и применим при подготовке к ОГЭ, ЕГЭ и в учебной практике 7–11 классов.

ABSTRACT

The article proposes a universal algorithm for solving quantitative problems in physics based on the deductive teaching method. The algorithm is aimed at overcoming knowledge formalism and is applicable in preparation for the OGE, EGE, and in educational practice of grades 7–11.

Ключевые слова: алгоритмизация, решение количественных задач, физика, ОГЭ, ЕГЭ, инновация образования формализм знаний, дедуктивный метод.

Keywords: algorithmizing, solving quantitative problems, physics, OGE, EGE, educational innovation knowledge formalism, deductive method.

Современный этап развития системы образования Российской Федерации характеризуется активным внедрением инновационных технологий в образовательный процесс. В соответствии с требованиями федеральных государственных образовательных стандартов основного общего [1] и среднего общего образования [2] особое внимание уделяется формированию у обучающихся не только предметных знаний, но и метапредметных умений, включая способность к самостоятельному решению учебных и практических задач. В этих условиях внедрение инновационных методов обучения становится важным инструментом повышения качества образования.

В преподавании физики на одной из наиболее значимых проблем является недостаточный уровень сформированности у обучающихся умений решать количественные задачи. Анализ результатов государственной итоговой аттестации в форме основного государственного экзамена (ОГЭ) по физике показывает, что задания, требующие применения формул, проведения вычислений и анализа физических процессов, вызывают наибольшие затруднения у обучающихся [3]. Аналогичная тенденция сохраняется и на уровне среднего общего образования: задания с развёрнутым решением в структуре единого государственного экзамена (ЕГЭ) по физике также традиционно демонстрируют низкий процент выполнения [4]. Это связано не только с недостаточным уровнем усвоения теоретического материала, но и с отсутствием устойчивых навыков составления алгоритмов решения задач.

Традиционный образовательный процесс, как правило, ориентирован на объяснение теоретических основ и разбор отдельных примеров задач на уроке. Однако в условиях ограниченного учебного времени учитель не всегда имеет возможность уделить достаточное внимание формированию у каждого обучающегося устойчивых навыков решения задач.

В Федеральном законе «Об образовании в Российской Федерации» № 273-ФЗ (ст. 20, п. 3.1) отмечается, что при осуществлении инновационной деятельности должны быть обеспечены соблюдение прав и законных интересов участников образовательных отношений, а также предоставление образования, уровень и качество которого не могут быть ниже требований, установленных федеральными государственными образовательными стандартами [5].

Следует отметить, что внедрение инновационных технологий обучения физике, невозможно без разработки соответствующего учебно-методического обеспечения. К такому обеспечению относятся теоретические материалы для организации практической деятельности, связанной с решением физических задач. Содержание данного материала определяется ФГОС основного общего образования и стандартом среднего общего образования, в которых определены следующие результаты освоения образовательных программ учащимися по учебному предмету «Физика»:

«В рамках основного общего образования: «умение решать расчетные задачи, используя законы и формулы, связывающие физические величины, в частности, записывать краткое условие задачи, выявлять недостающие данные, выбирать законы и формулы, необходимые для ее решения, использовать справочные данные, проводить расчёты и оценивать реалистичность полученного значения физической величины» [1].

«В рамках среднего общего образования: «сформированность умений распознавать физические явления (процессы) и объяснять их на основе изученных законов… Сформированность умения решать расчетные задачи с явно заданной физической моделью, используя физические законы и принципы; на основе анализа условия задачи выбирать физическую модель, выделять физические величины и формулы, необходимые для ее решения, проводить расчёты и оценивать реальность полученного значения физической величины» [2].

Таким образом, умение решать расчётные задачи присутствуют на обеих ступенях школьного физического образования, что делает проблему формирования этого умения сквозной для всего курса физики 7–11 классов. Анализ данных требований показывает, что формирование указанных умений требует системного и поэтапного подхода, который не всегда может быть реализован в рамках традиционного обучения.

Решение задач является неотъемлемой частью практической деятельности учащихся при изучении школьного курса физики. В 7–11 классах ученики знакомятся с огромным количеством формул и решают более сотни задач на основные физические закономерности [6, с. 34–56; 7, с. 78–92; 8, с. 102–115; 9, с. 89–104]. При этом большинство расчётных задач, независимо от темы (механика, электродинамика, термодинамика, оптика) и уровня сложности (базовый, повышенный, высокий), подчиняются общей логике решения. Следовательно, существует потребность в универсальном алгоритме, применимом как при подготовке к ОГЭ в 9 классе, так и к ЕГЭ в 11 классе, а в более широком смысле — для формирования устойчивого навыка решения физических задач на протяжении всего школьного курса.

В процессе обучения могут использоваться индуктивный и дедуктивный методы обучения. Под индуктивным методом понимается умозаключение, в результате которого следуют от частного к общему. При дедуктивном методе наоборот – идут от общего к частному. В нашем случае дедуктивный метод будет предполагать следование таким общим инвариантным рекомендациям, которые помогут ученикам оптимально прийти к искомому результату.

Для того чтобы успешно решать большинство задач, представляется целесообразным разработать план, алгоритм решения (что является составной частью дедуктивного метода обучения), с помощью которого путём элементарных операций можно безошибочно достичь искомого результата. Понятно, что не все задачи можно решить алгоритмическим путём. К некоторым задачам просто не применимо использование алгоритма, а в других это может только усложнить процесс решения и поиска ответа. Но для большинства задач можно использовать некоторые правила и способы, одним словом, подход к решению физических задач, который может быть назван алгоритмическим.

Основные этапы, которые предполагает использование алгоритмического подхода при решении задач:

1. Оформление краткого условия задачи. Выписывание всех физических величин, указанных в тексте (включая неявные, например, «покоится» означает начальную скорость, равную нулю).
2. Запись физических законов, используемых при решении задачи. Выбор формул, соответствующих описанной в задаче физической ситуации.
3. Запись замкнутой системы независимых уравнений. Для задач, требующих применения нескольких формул, составление системы уравнений, связывающей известные и искомые величины.
4. Запись аналитического решения, исходя из полученной системы уравнений. Вывод искомой величины в символьном виде (без подстановки чисел). Данный этап является ключевым, так как позволяет избежать арифметических ошибок и сохраняет возможность проверки размерности.
5. Проверка правильности полученного аналитического решения. Использование методов проверки размерности, единиц измерения физических величин и анализа предельных случаев (например, «что произойдёт с искомой величиной, если один из параметров стремится к нулю или бесконечности?»).
6. Запись конечного численного значения искомой физической величины исходя из правил приближённых вычислений [9, с. 45–67].

Последний пункт заслуживает особого внимания, поскольку на уроках физики в школах часто игнорируют правила приближённых вычислений, что может привести к неточному ответу, не соответствующему реальности с точки зрения физики. Необходимо отметить, что применение алгоритма, включающего все шесть перечисленных этапов, не встретилось при анализе задачников и учебно-методической литературы в полной мере [6–8].

Проведённый анализ требований ФГОС и результатов государственной итоговой аттестации по физике выявил устойчивое противоречие: от обучающихся требуют умения решать расчётные задачи, но традиционная методика не предоставляет им системного инструмента для формирования этого умения. В большинстве учебных пособий и задачников решение предъявляется как готовый образец, а не как последовательность операций, которую ученик может воспроизвести самостоятельно.

Предлагаемый алгоритмический подход, основанный на дедуктивном методе, позволяет преодолеть формализм знаний, при котором обучающийся знает формулы, но не умеет их применять. Разработанный алгоритм из шести шагов (от оформления условия до записи численного ответа с учётом правил приближённых вычислений) задаёт чёткую ориентировочную основу действий, снижает тревожность при столкновении с незнакомой задачей и формирует устойчивый навык решения.

Важно подчеркнуть, что предлагаемый алгоритм носит универсальный характер: он применим не только при подготовке к ОГЭ, но и к ЕГЭ, а также может использоваться в повседневной учебной практике при решении физических задач любого типа в 7–11 классах. Особого внимания заслуживает включение в алгоритм этапа проверки размерности и анализа предельных случаев, а также требований к приближённым вычислениям — компоненты, которые часто игнорируются в школьной практике, но критически важны для получения физически корректного результата.

Дальнейшее развитие предложенного подхода может быть связано с созданием систем задач, специально структурированных для отработки каждого шага алгоритма, адаптацией алгоритма для других типов заданий (графических, экспериментальных, качественных), а также с разработкой цифровых образовательных ресурсов, реализующих данный алгоритмический подход в интерактивной форме.

Список литературы:

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования : утв. приказом М-ва просвещения Рос. Федерации от 31 мая 2021 г. № 287 [Электронный ресурс]. – URL: http://publication.pravo.gov.ru (дата обращения: 07.05.2026).
2. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования : утв. приказом М-ва образования и науки Рос. Федерации от 17 мая 2012 г. № 413 [Электронный ресурс]. – URL: http://publication.pravo.gov.ru (дата обращения: 07.05.2026).
3. Демоверсия контрольных измерительных материалов основного государственного экзамена по физике 2025 года [Электронный ресурс]. – URL: https://fipi.ru/oge/demoversii-specifikacii-kodifikatory (дата обращения: 07.05.2026).
4. Демоверсия контрольных измерительных материалов единого государственного экзамена по физике 2025 года [Электронный ресурс]. – URL: https://fipi.ru/ege/demoversii-specifikacii-kodifikatory (дата обращения: 07.05.2026).
5. Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 № 273-ФЗ [Электронный ресурс]. – URL: https://base.garant.ru/70291362/ (дата обращения: 07.05.2026).
6. Перышкин А.В. Физика. 7 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений. – М. : Дрофа, 2013. – 221 с. Перышкин А.В. Физика. 8 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений. – 12-е изд., стер. – М. : Дрофа, 2009. – 191 с.
7. Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений. – 6-е изд., стер. – М. : Дрофа, 2003. – 255 с.
8. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни. – М. : Просвещение, 2014. – 400 с.
9. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок : пер. с англ. – М. : Мир, 1985. – 272 с.