Анализ результатов выполнения заданий ЕГЭ по частям. Задания типа С

3.3. Анализ результатов выполнения заданий типа С
 
3.3.1. Содержание заданий типа С и результаты их выполнения

Содержание заданий с развёрнутым ответом отражено в табл. 9. В правых колонках таблицы представлен процент учащихся, получивших за выполнение задач типа С разное количество первичных баллов в сравнении с аналогичными данными 2012 года.

Таблица 9 Содержание и успешность выполнения заданий типа С
Обозначение задания в работе Содержание задания Оценка заданий в баллах Процент ответов,
оцененных данным
количеством баллов
      2013 г. 2012 г.
C1 Электродинамика: самоиндукция при изменении тока в цепи или зависимость фототока насыщения от светового потока 0 61,97% 78,78%
1 14,92% 14,66%
2 11,11% 1,90%
3 11,99% 4,66%
С2 Механика: горизонтальное движение груза, прикрепленного к пружине или движение связанных тел, одно из которых можно рассматривать как маятник 0 72,69% 91,16%
1 11,85% 6,31%
2 5,11% 0,93%
3 10,35% 1,60%
С3 Молекулярная физика и термодинамика: условия выбивания пробки из сосуда с газом или изменение состояния идеального газа при заданном соотношении между параметрами 0 65,86% 78,21%
1 11,15% 9,72%
2 8,66% 3,95%
3 14,33% 8,11%
С4 Электродинамика: выделение энергии при замыкании или размыкании ключа в цепи, содержащей реактивные элементы (конденсатор, катушка индуктивности) 0 77,79% 69,58%
1 7,83% 13,00%
2 4,06% 2,67%
3 10,32% 14,75%
С5 Электродинамика: движение заряженной частицы в магнитном поле или нарушение равновесия рамки с током в магнитном поле 0 80,73% 80,93%
1 7,47% 7,95%
2 3,03% 4,32%
3 8,77% 6,80%
С6 Квантовая физика: превращение энергии при ядерных реакциях 0 76,75% 89,74%
1 7,45% 5,79%
2 6,16% 1,42%
3 9,63% 3,05%

 
По всем задачам, кроме С4, процент участников экзамена, получивших максимальный балл, существенно выше, чем в прошлом году.  
 
3.3.2. Анализ типичных ошибок заданий типа С

По задаче С1. Качественная задача, как и в предыдущие годы, вызвала существенные затруднения участников экзамена: 62 % экзаменуемых получили за решение ноль баллов. Качественные задачи всегда являлись неотъемлемой частью школьного физического образования, но в третью часть контрольных измерительных материалов ЕГЭ они были включены четыре года назад. До сих пор примеры качественных заданий в пособиях для подготовки к экзамену и в опубликованном открытом сегменте контрольных измерительных материалов присутствуют в минимальном количестве, что ограничивает возможности абитуриентов для подготовки к их выполнению.
Результаты экзамена показали, что учащиеся плохо умеют выстраивать логически связный ответ, выделять ключевые слова, корректно использовать физические термины, ссылаться при необходимости на физические законы. У многих экзаменуемых очевидна грамматическая и лексическая безграмотность.
На экзамене были представлены задачи двух видов. В первом случае экзаменуемым предлагалось объяснить плавность изменения силы тока в цепи, содержащей катушку индуктивности, при замыкании или размыкании ключа и определить значение силы установившегося впоследствие тока.
Выявленные в ходе проверки типичные ошибки:
·       Явление самоиндукции многим экзаменуемым не понятно: они о нем слышали, могут его назвать, но причину возникновения не знают. Отсюда ответы типа: «ток начинает течь не сразу, так как в цепи присутствует катушка, которая направлена против тока».
·       Экзаменуемые путают названия законов: например, закон электромагнитной индукции назван законом Ленца (правилом Фарадея).
·       Экзаменуемые используют по умолчанию для ответа на второй вопрос задачи закон Ома для участка цепи, не объясняя, почему в данной задаче его можно использовать (равенство нулю внутреннего сопротивления источника тока и, как следствие, равенство напряжения на внешней цепи ЭДС источника тока).
В ряде вариантов необходимо было ответить на вопрос об изменении силы тока насыщения при фотоэффекте в случае изменения фокусного расстояния линзы, создающей параллеьный пучок лучей, падающих на фотокатод.
Выявленные в ходе проверки типичные ошибки:
·       Несмотря на то, что в ответе на вопрос задачи указывается наличие зависимости между фототоком насыщения и интенсивностью падающего на фотокатод света, отсутствует указание на характер зависимости или ссылка на соответствующий закон фотоэффекта.
·       Изменение светового потока, падающего на фотокатод, при изменении фокусного расстояния линзы во многих работах объяснялось очень нечетко: можно было сделать предположение  о том, что авторское решение данной задачи (или аналогичной ей) просматривалось абитуриентами накануне экзамена, но не было понято.
 
По задаче С2.
С расчетной задачей по механике в этом году полностью  справились 10 % участников экзамена, что существенно превышает результат прошлого года.
В ряде вариантов экзаменуемым предлагалась следующая ситуация: брусок, прикрепленный к пружине, выводят из положения равновесия, растягивая пружину, а затем отпускают с нулевой начальной скоростью. После этого брусок движется только в одном направлении и останавливается.
         Во втором варианте задачи по механике, представленном в контрольных измерительных материалах, рассматривается ситуация начала движения бруска по трибометру (см. рисунок), когда шарик на другом конце нити, предварительно поднятый на некоторую высоту h, проходит состояние равновесия.
 
Авторское решение обоих типов задач предполагает применение второго закона Ньютона для описания условия остановки (начала движения) бруска и закона сохранения энергии.
          Выявленные в ходе проверки типичные ошибки:
· Ошибочная запись закона сохранения энергии, путаница со знаками. В первой задаче часто не учитывалось, что работа силы трения
всегда отрицательная.
· Правильная запись итоговой формулы второго закона Ньютона для описания состояния остановки (начала движениия) без указания (или с ошибочным указанием) на то, как она получена.
· Не описаны вновь вводимые обозначения физических величин или отмеченные на рисунке обозначения не соответствуют тем, которые используются в формулах.
 
 
По задаче С3.
Со стандартной задачей С3 справились 14 % экзаменуемых (против 8 % в прошлом году).
В ряде вариантов в задаче по теме «МКТ и термодинамика» рассматривался сосуд с жесткими стенками, наполненный одноатомным идеальным газом и заткнутый пробкой. Сосуду сообщают некоторое количество теплоты. Экзаменуемым предлагалось рассмотреть максимальные (минимальные) значения физических величин, характризующих данную систему, при которых пробка еще не вылетает.
В других варинтах под номером С3 предлагалась задача, в которой рассматривалось изменение состояния идеального одноатомного газа при заданной нестандартной (не соответствующей изопроцессу) зависимости между термодинамическими параметрами, например: газ расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объема.
  
Авторское решение задач первого типа предполагало использование в качестве основных уравнений второго закона Ньютона для описания условия равновесия пробки, первого начала термодинамики, формулы для расчета внутренней энергии идеального газа и уравнения Менделеева-Клапейрона.
Решение второго типа задач является более «математическим», так как в условии указаны связи между конечным и начальным значением для нескольких величин. Однако, ключевые уравнения, выражающие применяемые физические законы, те же: первое начало термодинамики, формула для расчета внутренней энегргии одноатомного идеального газа, уравнение Менделеева-Клапейрона.
Типичные ошибки:
·       Многие абитуриенты не смогли разобраться в сущности физических процессов, описанных в условии задачи.  Особые трудности вызвала запись условия равновесия пробки в первой задаче. Как и при решении других задач нередко встречалась ситуация правильной записи итоговой формулы без объяснения способа ее получения или были даны неправильные комментарии по поводу входящих в итоговую формулу величин. Наиболнее распространенная ошибка: в авторском решении под величиной Δp понимают давление газа в сосуде, избыточное по отношению к атмосферному, тогда как в экзаменационных работах при той  же записи итоговой формулы под Δp понимается давление газа в конечном или начальном состоянии.
·       Ошибки при записи первого начала термодинамики и формул для расчета внутренней энергии и работы. Традиционна «неряшливость» со знаками «+» и « - ». К сожалению, подобная неряшливость присутствует как в ряде авторских решений, предлагаемых ФИПИ, так и в многочисленных пособиях по подготовке к экзамену. Не всегда корректно употребляется символ изменения величины «Δ»: например, нередки записи типа или ΔU=ΔQ+ΔA.
 
 
По задаче С4.
 
С задачей С4 полностью справились 10 % экзаменуемых (против 15 % в прошлом году). В прошлом году это была самая «успешная» задача типа С, классическая по содержанию. С ней должен был уметь справляться любой средний ученик, добросовестно готовившийся к экзамену.  В 2013 году уровень сложности задания С4 объективно выше: была задача на применение закона Ома для полной цепи постоянного тока, стала задача на изменение энергии при переключении ключа в электрической цепи, содержащей реактивные элементы.
Например, в схеме, показанной на рисунке а,  ключ переводится из положения 1 в положение 2. При этом на резисторе за указанный промежуток времени выделяется некоторое количество теплоты.
 
Или, предлагается найти энергию, выделившуюся в лампе после размыкания ключа в цепи, изображенной на рисунке б.
              Рис. a                     Рис. б
И в том, и в другом случае решения задач строятся на применении закона сохранения энергии.
Основные ошибки:
· Ошибочное применение закона Джоуля-Ленца.
· Ошибки при записи закона сохранения энергии. Например, в случае, изображенном на рис. а, не учитывалось, что по истечении рассматриваемого в задаче промежутка времени конденсатор все еще остается заряженным.
· В случае, изображенном на рис. б, при нахождении силы тока перед размыканием ключа ошибочно применялся закон Ома для участка цепи вместо аналогичного закона для полной цепи.
 
По задаче С5.
Задание С5 выполнено в 2013 году чуть лучше (на 2 %), чем в предыдущем.
Два типа задач под номером С5, представленных в контрольных измерительных материалах 2013 года, существенно разняться.
В первом случае рассматривалось движение заряженной частицы по окружности в магнитном поле при заданной математической зависимости между отдельными величинами. Например: в постоянном магнитном поле с индукцией В0  заряженная частица движется по окружности радиусом R0. Когда индукцию магнитного поля стали медленно увеличивать, обнаружилось, что скорость частицы изменяется так, что ее кинетическая энергия прямо пропорциональна индукции поля. Чему будет равен радиус орбиты в магнитном поле с индукцией В?
Во втором случае шла речь о повороте рамки с током, помещенной в магнитное поле. Например: на непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит рамка массой m из однородной тонкой проволоки, согнутая в виде квадрата ACDE со стороной а (см. рисунок). Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции  которого перпендикулярен сторонам АЕ и СD и равен по модулю В. По рамке течет ток в направлении, указанном стрелками на рисунке. При какой минимальной силе тока рамка начнет поворачиваться вокруг стороны CD?
 
         Типичные проблемы:
·             Часть формул в задачах первого типа не выводятся, а сразу рассматриваются как исходные. Например, формула для расчета радиуса траектории  движения заряда .
·             В экзаменационных работах именно при решении задач первого типа часто встречались так называемые «подмены задач»: экзаменуемые искали не ту величину, на которую указывалось в вопросе задачи.
·             Замена условия пропорциональности величин на условие их равенства.
·             В задачах второго типа наибольшие трудности возникли при определении моментов действующих на рамку сил, особенно силы тяжести.
 
 
По задаче С6.
 
В 2013 году задача С6 выполнена намного лучше, чем в 2012 году. Тем не менее уже традиционно уровень выполнения задачи С6 достаточно низок.
И в первом, и во втором типе используемых в контрольных измерительных материалах задач рассматривались превращения атомов, сопровождаемые излучением или поглощением фотонов.
Например: покоящийся атом излучает фотон в результате перехода электрона из возбужденного состояния в основное. Атом в результате отдачи начинает двигаться поступательно в противоположном направлении с некоторой кинетичекой энергией. Скорость атома считается малой по сравнению со скоростью света.
Другой вариант: электрон, движущийся с некоторой скоростью, сталкивается с покоящимся протоном, образуя атом водорода в состоянии с некоторой энергией. В процессе образования атома излучается фотон.
Типичные ошибки:
·       Экзаменуемые не представляют происходящие процессы, соответственно, не могут их адекватно описать. Например, часто встречаются попытки применить для описания процессов с атомом уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
·       Фотон рассматривается как частица со скоростью υ (а не скоростью света).
·       Вычислительные ошибки при работе с числами, представленными в стандартном виде.
·       Ошибки в знаках при записи энергетичеких уравнений: например, потеря минуса в формуле эВ, где n = 1,2,3,…
Оба типа задач традиционны для ЕГЭ, представлены в разнообразных пособиях и задачниках.
Тем не менее, приходится констатировать факт, что задачи подобного содержания упускаются из поля зрения при подготовке к экзамену и практически не решаются на уроках в школе.
 
3.3.3. Методические рекомендации (для учащихся, для учителей)

1. Работе с качественными заданиями необходимо уделять особое внимание, тренируясь не просто искать правильный ответ, но и выстраивать четкую логику его обоснования. Следует требовать от учеников обязательного анализа условия задачи с выделением ключевых слов, физических явлений, грамотного использования физических терминов.
2. Письменные формы итогового контроля ни в коей мере не подразумевают сокращение на уроке времени, отводимого на формирование грамотной устной речи. Более того, требовать от ученика постоянного обоснования своих действий, проведения рассуждений невозможно, если предположить, что он эти рассуждения должен непременно записать. Поэтому подготовка к единому государственному экзамену в качестве обязательного элемента включает в себя формирование грамотной устной речи. Хочется напомнить о соблюдении единого орфографического режима. К сожалению, ученики, неплохо сдавая ЕГЭ по русскому языку, при записи решения физических задач делают огромное количество орфографических и лексических ошибок.
3. За решение задач части С можно получить 1 или 2 балла даже в случае, если задача не доведена до конца. Поэтому имеет смысл записывать решение, даже когда оно не закончено, не проведен числовой расчет или результат вызывает сомнение. Решение задачи оценивается по единым обобщённым критериям, опубликованным к началу учебного года, предществующего экзамену. Тем не менее, в школьной практике ученики часто не записывают незавершённое решение задачи. И делают они это потому, что учитель оценивает только полностью решённые задачи. На наш взгляд, важным этапом подготовки ученика к экзамену может стать использование учителем в текущей работе тех подходов к оцениванию расчётных задач, которые применяются экспертами при проверке заданий с развёрнутым ответом.
4. На экзамене допускается решение расчётной задачи по действиям. Однако следует иметь в виду, что при решении в общем виде с получением итоговой формулы больше шансов получить более высокую оценку: правильная итоговая формула без числового расчета (или при неправильном числовом расчете) дает возможность получить за решение задачи два первичных балла. Итоговая формула дает возможность провести проверку размерности искомой величины, обнаружить возможную ошибку. Часто при решении по действиям накапливается расхождение с правильным числовым ответом за счет слишком грубого округления результатов промежуточных действий.
5.  При подготовке к экзамену не следует ориентироваться исключительно на пособия для подготовки к ЕГЭ в ущерб традиционным задачникам. Практика показывает, что  банк КИМ регулярно пополняется именно за счет традиционных абитуриентских задач.
6. Экзамен в очередной раз показал низкую математическую подготовку выпускников. Многие ошибки выпускников обусловлены неотработанностью элементарных математических умений, связанных с преобразованием математических выражений, действиями со степенями, чтением графиков и др. Очевидно, что решение этой проблемы для учителя-физика невозможно без регулярного включения в канву урока элементарных упражнений на отработку необходимых математических операций.
7. В обощенных критериях оценивания расчетных задач появились новые требования: введение обозначений используемых величин и четкая запись ответа с единицами измерения физической величины. Данные  требования полезно учитывать при повседневной работе с целью доведения этих формальных операций до автоматизма.  К сожалению, эксперты по-прежнему вынуждены снижать оценки за
- использование одной буквы при обзначении разных величин;
- необоснованное переобозначение величин в ходе решения задачи;
- запись ответа без указания единиц измерения физических величин.

Теги: