Методика решения физических задач

Приведённая схема решения сложных задач обеспечивает постепенное всестороннее осмысление учащимися её содержания и хода решения.

Приведённая схема примерная. Не все этапы обязательны при решении каждой задачи. Например, при решении вычислительных задач не всегда выполняют решения в общем виде; при решении задач - вопросов отпадает необходимость в вычислениях.

Остановимся кратко на характеристике отдельных этапов методики решения сложной задачи.

Чтение условия задачи. Чтение текста должно быть чётким, выразительным, неторопливым. В большинстве случаев условие задачи следует читать самому учителю.

Можно, однако, постепенно приучать читать вслух условие задачи и учащихся, вызванных к доске. Оправдан и такой приём: учитель предлагает учащимся самим внимательно прочитать задачу, решение которой намечено провести в классе, затем пересказать содержание своими словами.

После чтения задачи учитель поясняет смысл новых терминов и трудных понятий, если в этом есть необходимость. Иногда он предлагает самим учащимся объяснить, как они понимают смысл новых терминов. В результате обсуждения находят верное объяснение. После этого выполняют краткую запись условия задачи.

Краткая запись условия задачи. Записывать полный текст задачи на доске и в тетрадях учащихся, как правило, не следует.

Повторения условия задачи. По краткой записи условия задачи ученики повторяют её. Повторение условия задачи имеет целью выяснить, знают ли ученики задачу, правильно ли понимают её условие. Для этого учитель предлагает отдельным учащимся повторить содержание условия задачи, своими словами точно передавая её смысл.

После этого учитель задаёт учащимся несколько вопросов, с тем, чтобы убедиться в полном понимании условия задачи. В связи с этим ученики выясняют, требуется ли для решения задачи использование схем, чертежей и табличных значений.

Выполнение чертежа, схемы, рисунка. Во многих случаях при решении задач используют чертежи, схемы или рисунки. Это облегчает понимание условия задачи и нахождение способа её решения.

При решении графических задач и задач по статике возможно выполнение чертежа по ходу чтения задачи. Во многих других случаях вначале делают рабочий чертёж в соответствии с условием задачи. После решения его корректируют и выполняют с соблюдением масштаба и необходимых соотношений. Учащиеся выполняют чертёж в тетрадях.

Анализ условия. При разборе задачи, прежде всего, обращают внимание на физическую сущность её, на выяснение физических процессов и законов, рассматриваемых в данной задаче, зависимостей между физическими величинами.

Нужно терпеливо, шаг за шагом приучать учащихся, начиная с седьмого класса, проводить анализ задачи для отыскания правильного пути решения, так как это способствует развитию логического мышления учеников и воспитывает сознательный подход к решению задачи. Разбор задачи на уроке часто проводят коллективно в виде беседы учителя с учащимися, в ходе которой учитель в результате обсуждения логически связанных между собой вопросов постепенно подводит учащихся к наиболее рациональному способу решения задач. Иногда полезно разобрать несколько вариантов решения одной и той же задачи, сопоставить их и выбрать наиболее рациональный.

Наряду с этим нужно систематически приучать учащихся самостоятельно анализировать задачи, требуя от них вполне сознательного и обоснованного рассуждения.

Решение задачи. После разбора задачи переходят к её решению. Решение задачи необходимо сопровождать краткими пояснениями. Вычисления следует производить рациональными приёмами, а записи наименований - в соответствии с принятыми обозначениями ГОСТов.

Ответ задачи рекомендуется выделить, например, подчеркнуть его. Всё это будет приучать школьников к чёткости и аккуратности в работе.

Проверка и оценка ответа. Полученный ответ задачи необходимо проверить. Прежде всего, нужно обратить внимание учащихся на реальность ответа. В некоторых случаях при решении задач учащиеся получают результаты, явно не соответствующие условию задачи, а иногда противоречащие здравому смыслу. Происходит это оттого, что в процессе вычислений они теряют связь с конкретным условием задачи. При этом нелепость ошибочно полученного результата остаётся вне поля зрения учащегося.

Для предупреждения этого недостатка в работе учащихся полезно приучить их пользоваться предварительным расчётом или «прикидкой» ожидаемого результата, а также критическим анализом полученного ответа с точки зрения его реальности и соответствия условию решаемой задачи. Необходимо научить учащихся оценивать порядок ответа не только с математической, но и с физической точки зрения, чтобы ученики сразу видели абсурдность таких ответов.

Ученики должны усвоить, что правильность решения задачи можно проверить, решив её другим способом и сопоставив результаты этих решений, а, также выполнив операции измерения физических величин и сравнив ответ с тем наименованием, которое должно получиться в задаче.

Нужно уделить внимание выработке у учащихся навыков по применению метода проверки решения задачи путём операций над наименованиями величин. После неоднократного его использования на уроках можно дать алгоритм этого метода проверки.

Чтобы проверить правильность найденного решения в общем виде, надо в формулу, выражающую решение, вместо буквенных обозначений величин подставить наименования единиц их измерения и произвести с ними те же операции, которые выполнялись бы с величинами.

Следует заметить, что данный метод надёжно выявляет необходимое условие правильности решения, но в ряде случаев является недостаточным. Например, в ходе расчётов ученик пропустил числовой коэффициент или неверно его записал, на размерность результата это не отразится и ошибка может оказаться незамеченной. Поэтому данный метод нужно применять в сочетании с другими.

Методика решения экспериментальных задач.

Методы решения экспериментальных задач в значительной мере зависят от роли эксперимента в их решении. Если, например, в задаче содержаться все данные, необходимые для решения, и лишь требуется проверить с помощью опыта, то оформление решения задачи производят в соответствии с данными.

В других типах экспериментальных задач ярко выступает их специфика и поэтому методика решения и оформления имеет свои особенности. Если в задаче данные для решения получают в результате опыта, то важное значение приобретает постановка эксперимента и измерения.

Решение и оформление экспериментальной задачи расчётного характера складывается из следующих элементов: постановка задачи, анализ условия, измерения, расчёты, опытная проверка ответа.

В экспериментальных качественных задачах опыт ставят в тот момент, когда в нём возникает потребность. После постановки вопроса задачи сразу переходят к выполнению опыта. Наблюдают происходящее явление. Затем его объясняют теоретически.

Некоторые экспериментальные задачи на уроке могут быть поставлены фронтально.

11. Задачи по физике как составная часть различных видов занятий по физике

Решение задач - составная часть большинства уроков по физике. В наиболее распространённом, так называемом «четырёх этапном» уроке с опросом, изложением нового материала, закреплением и заданием на дом решение задач используется как в начале занятий для проверки знаний учащихся, так и в конце - для повторения и углубления изученной темы. Отдельные пояснения о решении задач ученики получают также в связи с домашним заданием. В среднем на уроках этого типа на задачи тратят около 30% учебного времени. Ещё большую долю времени занимают задачи на уроках повторения, и, наконец, часть уроков специально посвящают решению задач. Решение задач неразрывно связано и с лабораторными занятиями по физике. Каждая лабораторная работа является, по существу, для учащихся экспериментальной задачей. Особенно это относится к проблемным, эвристическим лабораторным работам, предваряющим изучение соответствующего материала на уроке. Особый вид занятий по решению задач - работа с раздаточным материалом. Решение задач наряду с изучением теоретического материала составляет важную часть и домашних заданий по физике. Очень большое внимание решению задач уделяется на факультативных занятиях.

Задачи по физике привлекают учащихся как своим содержанием, так и «красотой» методов решения, которые позволяют предвидеть или открывать явления природы или свойства тел. Во многих школах организуют кружки по решению физических задач. В последние годы широкое распространение получили физические олимпиады.

12. Решение задач на уроках

Урок объяснения нового материала. В начале урока данного типа задачи обычно используют для проверки знаний учащихся и закреплении изученного материала. При этом чаще всего применяются следующие приёмы:

- к доске вызывают учеников, которые поочерёдно решают данные им задачи;

- несколько учащихся решают задачи в тетрадях или на листках;

- перед объяснением нового материала классу дают 10-15 минутную письменную работу.

Данные приёмы позволяют оперативно проверять знания школьников, повышают их ответственность за свою работу, экономят время.

Однако эти приёмы имеют свои недостатки. Они занимают наиболее продуктивную часть урока, притом нередко большую, чем планировалось, и на объяснение нового материала остаётся мало времени. Решение задач, особенно письменно всем классом, возбуждает учащихся, они долго не могут успокоится, и включиться в работу. По этой причине письменные контрольные работы в начале урока давать нецелесообразно. Задачи в данном случае нужно использовать главным образом для обобщения пройденного, постановки и решения проблемы, которую предстоит рассмотреть на уроке.

Задачи в начале урока перед объяснением нового материала не должны быть громоздкими. Больше внимание нужно уделить качественным задачам, позволяющим выяснить сущность физических явлений.

При изучении нового материала в зависимости от его содержания и методов преподавания задачи могут быть основным средством изучения физических явлений или играть роль иллюстраций.

Обычно учитель при закреплении нового материала разбирает задачи со всем классом, хотя возможна и самостоятельная письменная работа. Наибольшая трудность - добиться активной самостоятельной работы всех учащихся и своевременно получить информацию о её результатах. Для этого можно использовать следующий приём. После объяснения нового материала минут за 10-12 до конца урока дать ребятам задание на дом, в котором предложить на 1 -2 задачи больше обычного и приступить к его выполнению на уроке. При этом целесообразно объявить классу, что несколько тетрадей за 2-3 минуты до конца урока будут взяты на проверку и за решение задачи выставлены оценки. Учащиеся будут стараться решить как можно лучше и больше задач, чтобы сократить объём домашнего задания и получить за работу хорошую оценку.

Урок решения задач. Важное значение при тематическом планировании урока имеет подготовка к уроку учащихся, включающая, прежде всего повторение или изучение им теоретического материала. Этот материал в кратком виде целесообразно повторить в начале урока или перед решением соответствующей задачи.

Урок по решению задач в основном проводят в форме решения задач на доске вызванным учащимся с привлечением всего класса и самостоятельного решения учащимися задач в тетрадях (на листках). Первую форму занятий используют преимущественно тогда, когда разбирают новые типы задач или учитель должен сообщить сведения о новых методах решения, оформлении записей и так далее, а вторую - при формировании практических умений и навыков, а также для контроля за успеваемостью учащихся.

При решении задач на доске нужно избегать двух крайностей: когда учитель подсказывает вызванному ученику все действия или решает задачи сам или когда «вытягивает» из учеников ответы, которые им явно не под силу. В результате попусту тратиться время и возникает чувство неудовлетворенности, как у учителя, так и у школьников.

Учитель обязан объяснить учащимся принципы решения новых типов задач, показывая образец записи условия, вычислений и выполнения чертежа. В связи с этим возникает вопрос о подборе задач по их сложности. По установившейся традиции, как при изложении теоретического материала, так и при решении задач, используют преимущественно индуктивный метод постепенного накопления, а затем обобщения фактов и правил. Это увеличивает время на обучение и приводит к однобокому развитию познавательных способностей, умений и навыков учащихся. В ряде случаев более экономным в отношении расхода учебного времени является метод дедукции. Этот метод ведёт к цели кратчайшим путём, но в школе пользоваться им надо, разумеется, умеренно.

После того как учащиеся усвоили основные понятия, систему единиц и формул, полезно разобрать типовую задачу средней сложности. При решении задач на доске следует максимально активизировать познавательную деятельность всех учащихся, иначе большая часть урока превратиться для них в пассивное слушание объяснений учителя и ответов вызванных к доске товарищей.

Для повышения познавательной активности учащихся целесообразно использовать следующие общепедагогические средства:

а) Постановка цели решения задачи, чтобы показать учащимся важность и необходимость изучения данного материала. Следует указывать на важность тех или иных задач и для изучения последующего учебного материала.

б) Выдвижение гипотезы или нескольких предположений (пусть самых противоречивых), с тем чтобы заинтриговать учащихся и приучить их видеть в явлениях различные стороны, предупредить привычку думать по готовому шаблону. Для этого в ряде случаев полезно оформить задачу в виде диалога между учеником и учителем. Такой приём содержит пособие Э.Д. Корж и Д. И Пеннера, где он даётся под рубрикой «Будьте судьёй в споре».

в) Использование «занимательных задач». Общеизвестно, с каким интересом и энтузиазмом решают учащиеся задачи на вечерах занимательной физики, физических викторинах и других внеурочных мероприятиях. Никогда не следует забывать, что учащиеся - это дети, и поэтому элемент игры и соревнования в разумных пределах полезен на уроках, особенно в младших классах.

г) Применение наглядных пособий и физических опытов. Чтобы учащиеся лучше поняли физическую сущность задачи или получили при её решении дополнительные сведения о физических явлениях и приборах, в одних случаях целесообразно использовать наглядные пособия (картины, диапозитивы, макеты, коллекции) и физические приборы, облегчающие понимание условия задачи, в других - эти пособия могут являться объектом изучения.

д) Правильное сочетание самостоятельной и коллективной работы в классе. Активность мыслительной деятельности учащихся может быть невысокой, если они недостаточно «прочувствовали» условие задачи или надеются списать готовое решение с доски. Поэтому каждую задачу, как правило, ученики должны сначала в течение нескольких минут обдумывать и попытаться решить её самостоятельно, и только затем следует разбирать решение задачи со всем классом. Готовые же решения или отсутствие решений у отдельных учащихся нужно учитывать при выставлении оценки в конце урока.

е) Важным является вопрос, кого из учащихся вызвать к доске для решения задачи. Некоторые учителя для экономии времени невольно злоупотребляют вызовом к доске сильных учащихся. Другие, наоборот, стремятся обучить отстающих и чаще всего работают с ними. Конечно, к доске в зависимости от обстоятельств должны быть вызваны как сильные, так и слабые учащиеся. Но при разборе новой задачи целесообразнее вызывать среднего ученика. За сильными учениками нередко не успевают следить остальные. С другой стороны, затруднения и вынужденные паузы в работе у доски иногда бывают полезны для обсуждения тех или иных вопросов. В ходе такого обсуждения привлекают и слабых учащихся, что побуждает их напряжённо работать вместе с классом. При решении сложных задач или задач, содержащих несколько вопросов, к доске поочерёдно целесообразно вызывать ряд учащихся, которые должны выполнить отдельные действия, а после решения - ещё 1-2 учеников для повторения всей задачи в целом. Особенно это необходимо иметь в виду при решении задач из стабильного задачника.

с) Составление задач учащимися. Составление задач учащимися - полезный педагогический приём. Некоторые учителя требуют от учащихся на уроках не только исправлять и дополнять ответы своих товарищей, но и задавать им вопросы и несложные задачи по указанным темам. Следующий шаг - составление учащимися в классе или дома задач на изученные физические формулы и закономерности. Такие задачи обязательно должен проверять учитель, а наиболее интересные из них решать со всем классом. Разновидностью такой работы служит также задания по составлению текстов из фраз или рассказов из фрагментов.

По заданию учителя учащиеся с большой пользой могут составлять задачи после изучения некоторых тем на материале опытов и наблюдений, которые они проводят в быту, в школьных мастерских и во время экскурсий на производство.

з) Самостоятельное решение задач. Самостоятельному решению задач посвящают отдельные уроки или их часть. Самостоятельность и активность учащихся на таких занятиях во многом зависят от сложности задания. Знание должно быть посильным и вместе с тем достаточно сложным и интересным, что требует дифференцированного подхода к учащимся. Этого можно добиться разными способами. Например, каждому ученику в зависимости от его подготовки на карточке можно дать отдельные задания или всему классу дать несколько задач постепенно возрастающей сложности, из которых каждый ученик может решать те, которые ему посильны. Второй способ более предпочтителен. Он облегчает разбор решения задач, вносит в работу элемент соревнования. Важно, что второй способ является и менее трудоёмким для учителя.

Во время самостоятельной работы ученики могут обращаться с различными вопросами к учителю, который должен своевременно прийти на помощь, не делая, однако, за учащихся то, что они смогут сделать сами. В конце урока целесообразно проанализировать и обсудить различные способы решения задач и ответы учащихся.

Для организации самостоятельных работ учащихся по физике в помощь учителю издан ряд пособий, содержащих дидактические материалы. В целях учёта индивидуальных особенностей учащихся пособия содержат задания различной сложности. Значительную часть заданий составляют задачи, позволяющие учащимся наглядно представить физическую ситуацию и закрепить некоторые практические умения.

Заслуживают внимания задачи, в которых предлагается использовать материал учебника и задачи, включающие задания для выполнения физических опытов и наблюдений в домашних условиях.

Контрольные работы являются отдельным видом самостоятельной работы. Их отличительная черта - полная самостоятельность учащихся, а главное назначение - проверка знаний, умений и навыков. В помощь учителю издан ряд пособий по контролю за успеваемостью учащихся. В основном это сборники определённым образом подобранных задач по темам школьного курса физики. Они предназначены для фронтальной письменной работы, но могут быть использованы и при индивидуальной, в том числе и устной, проверке успеваемости учащихся.

На контрольных работах ученикам дают несколько вариантов заданий. Задания, содержащие два варианта, обычно записывают на доске или проецируют с помощью графопроектора, а задания в 4-6 вариантах готовятся на отдельных карточках. Второй вид задания, хотя и требует от учителя значительной подготовительной работы и большего труда по проверке, предпочтительнее.

Контрольные работы бывают итоговыми, их проводят по большим темам (рассчитаны на целый урок), и содержащими задачи по текущему материалу (рассчитаны на часть урока). В эти контрольные работы, как правило, включают вопросы, с помощью которых можно проверить понимание учащихся физической сути изучаемого материала, а также нетрудоёмкие расчёты задачи.

Традиционны контрольные работы, содержащие 2-3 задачи средней сложности по изучаемой теме. Один из недостатков таких работ - сравнительно небольшой объём проверяемых знаний (зачастую 30-50% материала проверяемой темы). Кроме того, нередко такие работы не позволяют достаточно полно определить действительный объём знаний и умений учащихся, так как бывает неясно, по какой причине ученик не решил ту или иную задачу, требующую выполнения целого ряда взаимосвязанных действий. Проверка решения таких задач требует от учителя немало времени и труда. В связи с отмеченными недостатками традиционных контрольных работ возникла идея использования для контроля знаний учащихся специальных заданий, содержащих специальных заданий, содержащих значительное число (до 15) небольших по объёму задач-вопросов, которые позволяют осветить до 70-80% материала темы и раздела.

Значительное распространение получили программированные задания или задачи с выбором ответов, которые широко используют как при текущем (в том числе и устном), так и при итоговом письменном контроле знаний и умений учащихся. Такого рода задачи имеют целый ряд несомненных достоинств:

1) проверяют значительную часть изученного материала;

2) экономят время на проверку работ;

3) позволяют широко использовать ТСО, в том числе средства обратной связи (например, классы с программированным обучением);

4) облегчают поэлементный анализ знаний учащихся;

5) унифицируют требования к оценки работ.

Вместе с тем метод решения задач с выбором ответа имеет свою область применений и свои недостатки:

1) эти задания не позволяют формировать и проверять умения в решении комбинированных задач;

2) труднее, чем при решении текстовых задач проследить за ходом мысли учащихся;

3) составление задач - труд, требующий научно методической квалификации учителя, умения выполнять поэлементный анализ темы, использовать типичные затруднения и ошибки учащихся и так далее.

4) неверные ответы могут легче запомнится учащимися и приносить вред.

На практике необходимо сочетать различные формы проверки знаний, умений и навыков учащихся, при этом любую форму нужно применять систематически, чтобы её хорошо освоили.

Урок повторения. На уроках повторения используют задачи, недостаточно усвоенные учащимися, и, кроме того, задачи, позволяющие глубоко уяснить физические явления; задачи, позволяющие обобщать материалы темы; комбинированные задачи, объединяющие материал нескольких тем.

Комбинированные задачи обычно используют при изучении заключительных разделов тем, которые уже сами по себе являются обобщающими и повторительными.

Размещено на Allbest.ru