Пример структурирования задач по блокам по нарастающей сложности

№	Тема	Блок 1	Блок 2	Блок 3	Блок 4
1	Движение тела в поле тяготения Земли	Подблок А Свободное падение. Подблок Б Тело, брошенное горизонтально (две в одной): 1) равномерное движение по горизонтали; 2) свободное падение.	Тело, брошенное вверх (две в одной): 1) равнозамедленное движение тела вверх; 2) равноускоренное движение вниз – свободное падение	Тело, брошенное под углом к горизонту (три в одной): 1) равнозамедленное движение тела вверх; 2)свободное падение; 3) равномерное движение по горизонтали)	Комбинирован- ные задачи (сравнение параметров движения двух тел, брошенных по-разному)
2	Задачи на динамику	Вертикальное движение без трения (лифт, блоки)	Движение по окружности: А) в вертикальной плоскости без трения; Б) в горизонтальной плоскости без трения и с трением	Движение по горизонтали с трением	Тело на наклонной плоскости: А) в покое или движется равномерно; Б) движется с ускорением
3	Движение заряженной частицы в магнитном поле	Частица движется вдоль силовой линии (равномерное движение по горизонтали)	Частица влетает в магнитное поле перпендикулярно к силовым линиям (движение по окружности).	Частица влетает в магнитное поле под углом к силовым линиям (две в одной): движение по окружности; равномерное движение по горизонтали)	А) Совместные поля; Б) Частица предварительно ускорена электрическим полем
4	Заряженная частица в поле плоского конденсатора	Частица находится в равновесии, в покое	Частица движется вдоль силовых линий равноускоренно	Частица влетает в конденсатор параллельно пластинам (две в одной: 1) равномерное движение, параллельное пластинам; 2) равноускоренное движение вдоль силовых линий)	Частица предварительно ускорена электрическим полем. Частица движется в скрещенных полях (электрических; электрическом и магнитном).

Каждый урок практического занятия решения задач строится строго в соответствии с рассмотренным подходом. Структурирование задач в блоки и применение метода алгоритмического решения задач позволяет рассматривать около 10 сложных задач за 2-х часовое занятие и интенсифицирует процесс формирования умений учащихся по решению задач в 2 раза.

На дом задается по нескольку задач из каждого блока, при этом номера задач не называются. Учащиеся должны сами выделить из задачника блоки, подобрать задачи по своим силам и оформить решения домашних задач в соответствии с номерами блоков. Просматривая и выискивая нужные задачи, ученик непроизвольно прорешивает и анализирует мимоходом массу задач.

Б) Систематизация графических задач из разных разделов с общим методом решения на обобщающих уроках повторения

В 11 классе в период повторения всего пройденного материала интенсификация процесса обучения достигается на обобщающих уроках. Целесообразно повторение организовать так, чтобы пройденный задачный материал перераспределить (переструктурировать) по блокам. При этом каждый блок содержит задачи, отражающие однотипные процессы, но из разных разделов физики.

Например, колебательные процессы повторяются на одном обобщающем занятии «Механические и электромагнитные гармонические колебания» таким образом.

Пример 1. На доске или раздаточном материале задаются графики колебательных процессов:

1) обобщенный график-модель гармонического колебательного процесса у=А соs(ώt +φ_о) материальной точки;

2) график механического колебания математического маятника;

3) график механического колебания пружинного маятника;

4) график электромагнитных колебаний заряда конденсатора в колебательном контуре.

По заданным графикам гармонических колебаний учащиеся должны определить параметры:

а) амплитуду, период, частоту, начальную фазу гармонического колебания;

б) написать уравнение данного гармонического колебания; в) написать уравнение зависимости скорости колеблющейся материальной точки от времени и изобразить графически;

в) написать уравнение зависимости ускорения колеблющейся материальной точки от времени и изобразить графически;

г) определить максимальную скорость и ускорение материальной точки;

д) написать уравнение зависимости энергии колебания от времени и определить её максимальное значение;

е) определить специфические параметры колебательной системы (длину математического маятника, жесткость пружины при известной заданной массе грузика; индуктивность контура при известной заданной емкости конденсатора).

По графику 4 написать зависимость колебания силы тока от времени, определить ампитудное значение силы тока.

Пример 2. Структурировать задачный материал можно по другому принципу. Задачи берутся из разных разделов, отражающие разные физические процессы, а обобщающим элементом является метод нахождения искомой величины. Например, расчёт параметров различных физических процессов геометрическим методом через нахождение площади трапеции (рис. 4).

На доске (или на разных досках) одновременно рисуются графики и находятся искомые величины. Важным является зрительное воздействие: одновременно на досках учащиеся видят панораму решения задач из разных разделов физики одним методом.

Вычисление количества электричества, протекающего за время t через поперечное сечение проводника,

Вычисление работы газа

идеального газа

Рис. 4. Панорама графиков линейных функций для вычисления физических величин геометрическим методом (путём нахождения площади трапеции)

Систематическое использование обобщающих методов решения задач формирует у учащихся умение делать обобщения, а обобщённые знания – это системные знания, играющие ведущую роль в научном исследовании.

В) Представление задачных формул в виде логических цепочек

При традиционной методике рекомендуется перед решением задач осуществлять запись формул темы в тетради в виде отдельных объектов. Эффективнее представить формулы в виде логической цепочки взаимосвязанных формул, вытекающих одна из другой и заключать их в рамки, например, в виде лент. В рамке содержатся знания в сжатом виде. Примеры таких цепочек по теме «Молекулярная физика: газовые законы, уравнение Клапейрона-Менделеева» (ленты 1, 2) приведены ниже. У каждого ученика в тетради на отдельной странице должны быть оформлены такие ленты формул. Они не только хорошо запоминаются, т.к. напоминают шпаргалку, но и являются работающими опорами в решении задач. В ленте 1 помещены формулы газовых законов в развернутом виде, вытекающие одна из другой, представленные одномоментно. При решении задачи учащийся мысленно сворачивают ленту до нужной формульной пары или мысленно вырезает подходящую из неё связку формул.

Лента 1

PV = nRT= NRT/Na = mRT/M = VRT/Vм = NkT

N/Na; m/M; V/Vм k=R/ N

Обозначения: Р – давление, V – объем, m – масса газа, M – молярная масса газа, n – количество вещества (молей), N – число молекул, Na – число Авогадро, T – абсолютная температура, R – универсальная газовая постоянная, k – постоянная Больцмана.

Изменение (D) в давлении Р или объеме V (слева) влечет за собой обязательное изменение какой-либо величины в уравнении справа. Это обстоятельство отражает лента формул 2.

Лента 2

D(P V) = nRDT = DNRT/Na = DmRT/M = DVRT/Vм = DNkT

Алгоритмическое предписание решения задач к лентам:

1. Выбрать подходящую ленту, вырезать из неё нужную связку формул – уравнение с искомой и заданными величинами – и решить его относительно искомой величины.

2. Если даны 2 газа – написать 2 уравнения состояния и для них и решить систему.

3. Если дана смесь газов – написать исходное уравнение для количества вещества смеси газов: n = n1 + n2.