7.Методические указания по изучению дисциплины

Общие рекомендации по проведению практических занятий и СРСП.

Для успешного изучения любого раздела физики необходимо определенным образом построить методику занятий. Основное условие успеха – систематические занятия.

Почти бесполезно только читать любой учебник, нужно его конспектировать, т.е. записывать самое главное из того, что было вами понято (записывать надо свои мысли, а не текст учебника). Все, что осталось непонятным, надо на ближайшем занятии спросить (после этого записать самое главное из вновь понятого, а оставшееся неясным – так бывает! – переспросить). Если даже данный раздел остался неясным, это не показатель ваших способностей; скорее всего вы еще не начали задавать вопросы – себе и другим. А изучить даже в объеме средней школы без вопросов «зачем?», «почему?», «откуда?» невозможно.

Выводы, встречающиеся в курсе, необходимо проделать самостоятельно (спустя некоторое время после проработки и не заглядывая в конспект или учебник).

После того, как вы научились давать определения (физически правильно и грамматически верно), записывать их математически, формулировать своими словами и записывать физические законы, объяснять, где и как они применяются, а также проделали лабораторные работы, ответили на вышеперечисленные вопросы, сделали выводы и научились решать задачи, можно считать изучение данного раздела законченным и забыть его. Ничего, включая важнейшие выводы, определения и, как любят говорили в школе, «формулировки», не надо «учить» наизусть.

При необходимости понятый и закрепленный материал сам всплывает в памяти. При проработке материала полезно пользоваться разными учебниками, тогда как при подготовке к экзаменам достаточно собственного конспекта.

Практические занятия состоят из четырех компонентов: работа в аудитории, домашняя работа, индивидуальная работа, контрольная работа. Все компоненты касаются решения задач.

Решить задачу – это, значит, найти неизвестную величину через заданные табличные величины.

Чтобы научиться сравнительно легко решать задачи, полезно придерживаться более или менее стандартного порядка действий:

1. Внимательно прочтя задачу, математически запишите ее условие. При этом близкими буквами обозначьте одинаковые величины (различные значения одной величины обозначают одной буквой с разными индексами), одинаковыми индексами – буквы, относящиеся к одному объекту (состоянию).

2. Переведите все заданные величины в одну систему единиц (предпочтительнее СИ; см. приложение 1). При этом не нужно подсчитывать результаты, так как при подстановке в буквенный ответ часть действий может оказаться лишней. В условии и в ответе задачи допускается написание величин с их названиями, при выполнении действий все величины подставляются только с размерностями (если не очевидно их сокращение).

3. Сделайте необходимые построения и рисунки.

4. Обдумайте условие задачи. Представьте себе, какие процессы совершаются в ней, каким закономерностям они подчиняются. Наметьте примерный путь решения; при этом неизвестная величина должна вас «звать» вперед, а неизвестные – «подсказывать» возможные способы решения.

5. Задачу лучше решать с «конца», отыскивая неизвестную величину. Задайте себе вопрос: «из какого закона, определения или общей формулы можно найти искомую величину?» (не «чему она равна», а именно «откуда» ее можно найти).

Соответствующее выражение, в которое входит определяемая величина, выбирают из пройденного материала, при необходимости, пользуясь книгой или конспектом. Этот выбор представляет собой творческий процесс, надо выбрать наиболее целесообразный путь решения задачи. Этому нельзя научить, ибо различных подходов к задачам во много раз больше, чем самих задач. Но этому можно научиться в процессе решения достаточного количества задач и выяснения всех возникающих вопросов (естественно, подразумевается понимание теории, на которой основана данная задача, в противном случае рано решать такие задачи и надо приняться за теорию). Запишите общий вид выбранного соотношения.

6. Перепишите выбранное соотношение в применении к конкретному процессу вашей задачи, употребляя по возможности обозначения данных и искомых величин. Постарайтесь при этом придать соотношению наиболее простой вид.

7. Рассмотрите полученное уравнение. Если в нем одна неизвестная величина, то найдите ее, и вы получите буквенный ответ задачи – выражение искомой величины через данные и табличные величины.

Если же неизвестных несколько, снова надо выбрать и записать в общем виде закон, определение или общую формулу, откуда можно найти другую неизвестную величину (разумеется, если такой записи еще нет в данной задаче). Повторите действия п.6 и рассмотрите полученную систему уравнений.

Если число неизвестных превышает количество уравнений, указанные действия повторите столько раз, сколько нужно для получения полной системы уравнений (в которой число неизвестных равно количеству уравнений).

8. Теперь надо тем или другим алгебраическим способом решить полную систему уравнений относительно искомой величины (не определяя остальные неизвестные). Этот технический этап решения не менее важен, ибо ошибка здесь ведет к неправильному решению задачи; но здесь не надо думать только правильно применить имеющиеся математические знания.

9. Иногда проще вместо составления системы уравнений найти каждую неизвестную величину и подставить (в буквах) в уравнение искомой величины. Теперь в этом уравнении могут оказаться новые неизвестные величины, их отыскивают теми же методами. Рано или поздно в уравнении не останется неизвестных величин. Решая получившееся уравнение с одним неизвестным, получают буквенный ответ задачи. В ответе могут отсутствовать некоторые заданные величины (иначе, в задаче допускаются «лишние» данные).

10. В буквенный ответ подставьте числа и размерности заданных и табличных величин и произведите указанные действия (с размерностями тоже). Если в результате получена неверная размерность, это прямое указание на допущенную ошибку. Верная размерность не является доказательством правильности решения. Вычисления обычно производят, пользуясь логарифмической линейкой, и ограничиваются ее точностью – до трех значащих цифр. Не надо, по возможности, считать промежуточные величины. Так, если в буквенном ответе действия ограничиваются умножением и делением, то сразу вычисляют ответ.

Приближенные величины обычно округляют до четырех значащих цифр (если хотят в ответе получить три значащие цифры) или до количества значащих цифр, на единицу большего, чем у наименее точно данной приближенной величины. В последнем случае числовой ответ округляют до количества значащих цифр в этой наименее точно заданной величине.

Величины, заданные «точно», обычно рассматривают как заданные с достаточной точностью, т.е. до четырех значащих цифр. Таковы, в частности, все величины, заданные и вычисленные в задачах настоящего «Курса». В них для краткости опущены нули после запятой.

В подавляющем большинстве задач ответ с тремя значащими цифрами может считаться достаточно точным (разумеется, если он правилен).

Удобно такое оформление задачи: слева столбиком записывается математическое условие задачи и перевод единиц в одну систему; правее рисуется схема; справа от нее оставляется место для общих формул (законов, определений), на основании которых решается задача. Само решение задачи часто можно вести в виде цепочки равенств, которая начинается с искомой величины и заканчивается правой частью буквенного ответа. В других случаях, как отмечено выше, решение задачи представляет собой полную систему уравнений, из которой получается буквенный ответ.

Разумеется, задачи бывают более или менее трудными. Но «трудность» задачи часто состоит в увеличении числа действий, о которых мы только что рассказали. Это увеличение связано с расширением круга теоретических сведений, используемых в данной задаче. Но принципиально метод решения остается тем же самым.

Попробуйте сами решать задачи, не бойтесь при решении заглядывать в конспект или книгу, не делайте математических ошибок, и вы не только убедитесь, что можете решать задачи, но и почувствуете удовольствие от самого процесса решения.

Специальные рекомендации по проведению практических занятий и СРСП

Смотри в авторском электронном учебнике «Геофизика» и в электронных задачниках «Механика», «Оптика», «Физика атома и ядра».

Методические рекомендации для выполнения творческого задания.

Творческое задание-это самостоятельная работа студента, для выполнения которого студент должен обладать следующими компетентностями: компетентность разрешения проблем, или самоменеджмент (КРП); информационная компетентность (ИК); коммуникативная компетентность (КК). Студент вначале выполнения задания составляет план, по которому будет строиться его дальнейшая работа и определяет сроки выполнения каждого этапа задания. Эти сроки он сам и контролирует в процессе работы (КРП). Далее проводится мониторинг всей имеющейся литературы в библиотеках и в ИНТЕРНЕТ изданиях (ИК). Материал группируется и создаётся файл в программе Microsoft Word. Следующий этап это создание презентации в программе Power Point, в которой подбираются соответствующие иллюстрации и сопутствующий текст. Далее пишется доклад, рассчитанный на 5-10 минут выступления перед аудиторией (КК). В зависимости от аудитории, для которой будет производиться выступление (обговаривается с руководителем заранее) доклад необходимо готовить либо в виде научно-популярного, либо в виде академического выступления. Если студент обладает необходимыми знаниями в программировании, то он может подготовить компьютерный эксперимент по выбранной теме, если таких знаний нет, то можно воспользоваться ИНТЕРНЕТ ресурсами. Научному руководителю сдаётся электронная папка, которая содержит три – четыре файла: все материалы по теме в программе Microsoft Word, доклад (выступление) в программе Microsoft Word, презентация в программе Power Point и при наличии, файл, содержащий компьютерную модель.