Министерство по образованию и науки

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет им Александра

Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых »

Л.И. ГУБЕРНАТОРОВА

А.В. ГОНЧАРОВ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ПОДХОДА ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Владимир 2012

УДК

ББК

Губернаторова Л.И., Гончаров А.В.

Использование динамического подхода при решении задач по электричеству– Владимир: ВлГУ, 2012. – с.

В данном пособии рассматриваются общие теоретические основы процесса решения задач и универсальный подход при их решении. Даны теоретические сведения и раскрыто содержание каждого этапа решения задачи.

В пособии произведен отбор минимума типовых задач по электричеству в рамках общешкольной программы. Показана последовательность процесса решения задач, произведен подробный анализ условий задач и даны подробные математические выкладки процесса решения наиболее типовых задач по электричеству и некоторых задач по магнетизму. Представлено большое количество иллюстраций, позволяющих наглядно представить все главные этапы решения задачи.

Материалы пособия окажут практическую помощь студентам физико-математических факультетов педагогических институтов для становления их профессиональной компетенции, учителям базовых и общеобразовательных школ, аспирантам, преподавателям колледжей, гимназий и других учебных учреждений, а также ученикам общеобразовательных школ при подготовке к сдаче ГИА и ЕГЭ.

Рецензент: профессор Медведев Ю.А., зав. кафедрой информатики Педагогического института ВлГУ.

© ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет», 2012

©Губернаторова Л.И., Гончаров А.В., 2012

Глава 1. Учебные физические задачи

Опросы последних лет неизменно свидетельствуют о сниже­нии популярности физики как учебного предмета, отнесение его к самым сложным и неинтересным. Достаточно большое количество школьников склоняются к мнению об изъятии физики из списка обязательных учебных предметов. Однако, как показывают исследования, основная причина данной непопулярности связана не столько с соде­ржанием физики, сколько с необходимостью решения большого количества задач.

Решение физических задач составляет неотъемлемую часть полноценного изучения физики. Их решению отводится значитель­ная часть времени урока физики. Но именно здесь абсолютное большинство школьников испытывают большие трудности. Может быть, имеет смысл изучать физику, не решая задачи? Так уж это невозможно? Тем более что в дореволюционной школе задачи практически не ре­шались, а в настоящее время выбор гуманитарного профиля также свидетельствует о невостребованности данного умения в дальнейшей профессиональной деятельности таких школьником. Так зачем же решать физические задачи?

1.1. Зачем решать физические задачи?

Если считать, что задача решается для того, чтобы её решить, то это верно лишь отчасти. Для ученого, инженера, экономиста, перед которыми постав­лена конкретная практическая задача, конечно, главным является её решение. Ре­зультатом такого решения является создание какой-то ценности: мате­риальной или духовной. Какая же ценность создается школьниками при решении задачи?

Для школьника получение ответа задачи при её решении - не главная цель. Основная цель связана с учебным предназначением задачи. Учебное же предназначение задачи многогранно.

Чтобы выяснить учебную значимость физической задачи, обратим внимание на то, что достаточно многочисленны и распростра­нены такие случаи, когда школьниками задачи решаются, но без пони­мания смысла и содержания, выражаемое формулой.

Возможность решения задачи путем механического использования фи­зических формул создает убеждение необязательности усвоения скры­вающимся за ним физического содержания. Действия с формулами, иногда достаточно успешные, создают иллюзию решения проблем с помощью всесильных формул, ненужности сопоставления используемых мате­матических символов с физическим содержанием, которое скрывается за ними. Примечательно по этому поводу замечание выдающегося фи­зика М.Планка: «Одно действительно понятое учеником математиче­ское предложение имеет большую ценность, чем 10 формул, которые он заучил наизусть и даже знает, как применять, но не понял их действи­тельного смысла». По словам известного физика Р.Фейнмана, «Матема­тики или люди с математическим складом ума при изучении физики те­ряют физику из виду и впадают в заблуждение. Они говорят: «Физиче­ский закон – это уравнение; сами физики признают, что нет ничего, чтобы не содержалось в этом уравнении. Если я разберусь в этом математически, я разберусь в физике» Но ничего из этого не выходит». Анало­гична и точка зрения П. Дирака: «Я считаю, что понял смысл уравнения, если в состоянии представить себе общий вид его решения, не решая его непосредственно» Он же продолжает:«… если у нас есть способ узнать, что случится в данных условиях, не решая уравнения непосредственно, мы «понимаем» уравнения в применении к данным условиям». Ещё более четко выражается Э.Ферми: «физическая сущность действительно понимаемого вопроса может быть объяснена без помощи формул».

Таким образом, каждая физическая задача дает повод для серьёзного и глубокого разговора о сути физических явлений и процессов. Осмысление сути – одна из главных учебных целей

Такого мнения придерживаются и педагоги. Непонимание физи­ческого смысла приводит к тому, что, по словам А.Пинского, ученик нередко хорошо владеет аппаратом и лихо решает расчетные задачи, но оказывается абсолютно беспомощным при анализе физиче­ской сущности явления и при решении качественных задач.

Таким образом, одно из учебных предназначений решения задач - процесс осмысления физического материала. Но зачем тратить столько сил на такой материал, который в дальнейшем не понадобиться? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо выяснить причины возникновения самого приема решения задач.