Пути повышения эффективности обучения решению задач (стр. 2 из 3)
- задачи с абстрактным содержанием;
- задачи с техническим содержанием;
- задачи с историческим содержанием;
- занимательные задачи.
Задачи с техническим содержанием – задачи, в которых отражена связь физики с техникой или производством. Например: Почему для постройки сверхскоростных реактивных самолетов используют специальные жароустойчивые сплавы?
Подобные задачи учитель может составлять сам, используя сообщения из газет, журналов, радио и телевидения. При решении таких задач все внимание учеников сосредоточено на раскрытии новых терминов.
Задачи с историческим содержанием – это такие задачи, в условиях которых использованы исторические факты об открытии законов физики или каких-либо изобретений. Они имеют большое познавательное и образовательное значение. Например, в 7 кл., при изучении закона Архимеда для газов, можно решить задачу: Ученый Аристотель, живший в IV веке до н.э. обнаружил, что кожаный мешок, надутый воздухом, и тот же мешок без воздуха, сплющенный, имеют одинаковый вес. На основании этого опыта он сделал неверный вывод, что воздух не имеет веса. В чем заключалась ошибка Аристотеля?
Занимательные задачи – это такие задачи, содержание которых дается в занимательной форме. Они могут быть качественными, экспериментальными или количественными.
Необычная постановка вопроса в таких задачах и последующее обсуждение результатов обычно глубоко заинтересовывают учащихся. К сожалению, в сборниках задач по физике мало задач занимательного характера. Поэтому их приходится подбирать учителю из других источников. Например: Я.И.Перелыман «Занимательная физика», «Физика на каждом шагу»; В.И.Зибера «Задачи-опыты по физике». Пример занимательной задачи: почему не удается встать со стула, не нагибая корпуса вперед? Проверить на опыте и т.д.
§3. Структура решения задач.
Способы решения задач.
Возникает вопрос: как же оформить решение задачи, из каких компонентов состоит решение задачи?
В краткой записи содержания физической задачи указывают физическое тело или явление, о котором идет речь. Дополнительные же табличные данные записывают ниже вопроса или оставляют для них 1-2 строчки после записи данных величин, т.е. пишут данные и что надо найти, затем переводят неосновные единицы величин в СИ, далее идет графа-анализ, записывают искомую формулу, затем идет выполнение вычислений в графе решение. Например, дана задача: Определить сопротивление нихромовой проволоки, длина которой 150 м., а площадь поперечного сечения – 0,2 мм2.
Дано:Нихром. провол.l = 150 м.;S = 0,2 мм2 | СИ 0,2·10-6м2 | Анализ l R = r ––– S | Решение 110·10-8Ом·м ·150 м R = –––––––––––––––––– = 0,2·10-6 м2 = … |
| R – ?r = 110·10-8Ом·м. | Ответ: |
Для решения количественных задач применяют следующие способы:
- алгебраический;
- геометрический;
- тригонометрический;
- графический.
Я начну с рассмотрения решения физических задач алгебраическим способом, который заключается в том, что задачу решают с помощью формул и уравнений. Это основной способ решения (см. задачу выше, решенную алгебраическим способом).
Геометрический способ решения задач заключается в том, что при решении задач используют теоремы геометрии. Например, довольно часто используют теорему о длине катета, лежащего против угла 30о, теорему Пифагора и др. Особенно часто геометрический способ решения применяют при решении задач на сложение сил. Например: Автомобиль массой 5 т. движется с постоянной скоростью по прямой горизонтальной дороги. Коэффициент трения шин о дорогу равен 0,03. Определите силу тяги, развиваемую двигателем.
Дано:m = 5 т.m = 0,03u = const | СИ 5·103кг. | Анализ На автомобиль действуют 4 силы: сила тяги. Fт, сила трения Fтр, сила тяжести mg и сила реакции дороги N: |
| Fтяж – ?g = 9,8 м/с2 |
y 
N 
Fтр 0 Fтx  |
mg
N + Fт + mg + Fтр = ma
0x: 0 + Fт + 0 – Fтр = 0
0y: N + 0 – mg + 0 = 0
=> N = mg, Fтр = mN,
Fт = mmg
Решение.
Fт = 0,03 · 5·103 кг · 9,8 м/с2 = 1470 Н.
Ответ: 1470 Н.
Тригонометрический метод заключается в том, что в анализе используют тригонометрические соотношения, например формулы
u= u0·cosa, u= u0·sina. Но этот способ решения применяется редко.
Графический способ заключается в том, что при решении задачи используют график. В одних случаях по данным, полученным из графика, находят ответ на вопрос задачи. В других случаях, наоборот, определенные зависимости между физическими величинами выражают графически.
Например: На рисунке изображен график изменения температуры олова в зависимости от времени. Какие процессы происходят с оловом на участках АВ, ВС, CD? Какова температура плавления олова?
 |  |
t, oС D
232 B 200 C 
100  | |  |
0 t, мин.–30 A 10 20 30
Решение:
1. Участок графика АВ соответствует нагреванию олова от –30 оС до 232 оС.
Участок ВС – плавлению, температура при этом не меняется.
Участок CD – нагреванию жидкого олова.
2. tпл = 232 оС.
Существуют некоторые приемы, развивающие интерес к решению задач, т.е. приемы, которые используются для вовлечения учащихся в процесс решения задач и поддержания к нему интереса.
Прием 1 – задача без вопроса.
На уроке физики даются учителем расчетные задачи, в которых не указано, какие величины надо определить. Например:
«Масса кирпича 4 кг. Определите все, что можно». Семиклассники определяют объем, силу тяжести, вес кирпича, выталкивающую силу, действующую на него в воде, силу, которую нужно приложить, чтобы удержать кирпич в воде.
Прием 2 – задачи в виде таблицы. При рассмотрении однотипных явлений учитель составляет таблицу, в часть клеток вписываются известные значения величин, а в другие части ставлю знаки вопроса (соответствующие им величины нужно найти). Например, в 11 классе по теме «Световые кванты» предлагается учащимся таблица
| Виды излучения | Параметры | ||||
| l, м. | n, Гц. | E, эВ. | m, а.е.м. | P, кг·м/с | |
| Инфракрасное | 10-5 | ? | ? | ? | ? |
| Видимое | ? | 5,4·1015 | ? | ? | ? |
Прием третий – Сочини сам.
Учащимся предлагается: пользуясь справочником составить задачу и записать ее в тетрадь, затем ученики, сидящие на одной парте, меняются тетрадями и решают задачу соседа. После решения вновь обмениваются тетрадями: «сочинитель» проверяет решение своей задачи.
§4. Педагогические основы обучения решения задач по физике.
Методика решения задачи зависит от многих условий: от ее содержания, подготовки учащихся, поставленных перед ними целей и т.д. Тем не менее существует ряд общих для большинства задач положений, которые следует иметь в виду при их решении.
Количество задач в курсе физики средней школы весьма велико. В 7-11 классах учащиеся должны усвоить около 170 основных формул. Поскольку в каждую формулу входит не менее трех задач, величин, то очевидно, только на основные физические закономерности школьники должны решить сотни задач.
Главное условие успешного решения задач – знание учащимися физических закономерностей, правильное понимание физических величин, а также способов и единиц их измерения. К обязательным условиям относится и математическая подготовка учеников. Затем на первый план выступает обучение как по некоторым общим, так и по специальным приемам решения задач определенных типов.
Идеальным было бы создание для них алгоритмов решения, т.е. точных предписаний, предусматривающих выполнение элементарных операций, безошибочно приводящих к искомому результату. Однако многие задачи не рационально решать, а иногда и просто нельзя решить алгоритмическим путем. В одних случаях для решения задачи вообще не имеется алгоритма, в других он оказывается очень сложным и громоздким и предполагает перебор громадного числа возможных вариантов. Для большинства физических задач можно указать лишь некоторые общие способы и правила подхода к решению, которые в методической литературе иногда преувеличенно называют алгоритмами, хотя скорее это «памятки» или «предписание» алгоритмического типа. И систематическое применение общих правил и предписаний при решении типовых задач формирует у школьников навыки умственной работы, освобождает силы для выполнения более сложной творческой деятельности.