Задачі з фізики, їх структура, класифікація. Методика розв’язування фізичних задач.

Література.

1. Усова А.В. Тулькибаєва. Практикум по решению физических задач.– М.: Просвещение, 1989.

2. Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе. – М.: Просвещение 1984.

3. Коршак Є.В. Розв’язування задач з фізики. Практикум. – К.: Вища школа, 1986.

4. Нестеренко Ф.П. Розв’язування задач з фізики: посібник для вчителів. – К.:Рад. школа, 1984.

Розв’язування задач одна з найважливіших ділянок роботи в школі. Це одночасно і практичний метод навчання і засіб навчання і джерело знань. Термін задача широко використовується в людській діяльності. Задача (за Глушковим) – ситуація, яка визначає дію деякої розв’язуючої системи (задача – те, що вимагає розв’язку). Лєонтьєв так пише: “Задача – ситуація, що вимагає від суб’єкта деякої дії над об’єктом”. Фрідман вважає: “Задача – модель проблемної ситуації виражена за допомогою знаків певної словесної чи штучної мови”. Каменський, Усова формулювали: “Навчальна задача – це невелика проблема, яка в загальному випадку розв’язується за допомогою логічних умовиводів, математичних дій та експерименту на основі законів і методів фізики.”

Кожна задача складається з предметної області, відношень, вимоги і оператора. Предметна область – умова, вимога – запитання, функціональна залежність. Під структурою задачі розуміють характер внутрішніх розв’язків, залежностей між даними і шуканими величинами. Структура задачі – це структура їх розв’язку. Розв’язати задачу це знайти таку послідовність положень з фізики (законів, формул), які дали б відповідь на запитання задачі. Розв’язування задачі повинно бути не лише за типовими аналогіями, а творча робота, яка високо оцінюється.

Класифікація задач.

• За дидактичною метою: дослідницькі, контрольні, тренувальні творчі.

• За змістом: з механіки, з молекулярної фізики; або абстрактні задачі, конкретні та політехнічні.

• За способом подання умови: текстові, експериментальні, наочні (малюнки, графіки, фотографії), досліди, графічні задачі.

• За способом вираження розв’язку: кількісні, якісні, усні, письмові, графічні, експериментальні.

• За ступенем складності: прості, середньої складності, складні, підвищеної складності.

Розв’язування задач можна ефективно використати:

1. Для постановки проблеми, що потребує розв’язку.

2. Формування нових знань.

3. Формування практичних вмінь і навичок (особливо якісні задачі).

4. Перевірка і корекція знань.

5. Повторення, узагальнення і систематизація знань.

6. Для розвитку творчих здібностей учнів (особливо творчі і олімпіадні задачі).

Розв’язування задач потрібно органічно поєднувати з експериментом, застосовувати на різних етапах уроку (опитування, вивчення нового матеріалу, закріплення, домашнє завдання).

Розв’язування задач сприяє індивідуалізації та диференціації навчання. Функції задач можна звести до таких:

• Формування і поглиблення знань.

• Розвиток мислення і осмислення знань.

• Застосування знань на практиці.

Програма з фізики для середньої школи передбачає обов’язкове систематичне розв’язування задач, без чого курс фізики не може бути осмислений. В програмі не відокремлюють уроки по розв’язуванні задач, але дається перелік умінь розв’язувати задачі з кожної теми (7 – 8 клас – 200 задач, в старших класах – 800 – 1000 ). Традиційно існують недоліки в цьому питанні:

• Мала увага задачам на уроці (бажано, щоб учень підраховував скільки зробили задач по цій темі класних і домашніх окремо).

• Підбір задач, типові моделі задач.

• Самостійність виконання.

• Недолік в методиці розв’язування задач.

В нашій практиці склались такі організаційні форми розв’язування задач:

1. Вчитель розв’язує на дошці, клас записує.

2. Учень розв’язує біля дошки, а колектив класу допомагає.

3. Самостійна робота учнів по розв’язуванні задач (контрольна робота). Найбільше проводити самостійні роботи.

4. Додаткова робота (позакласна, гурткова, підготовка до олімпіад).

Основними методами розв’язування задач є аналітичний і синтетичний. Розв’язок задачі при аналітичному методі розпочинають із знаходження вихідної формули, яка дає відповідь на запитання задачі, але як правило не всі фізичні величини в записаній формулі відомі, тому їх виражають через інші відповідними формулами, поки всі величини не стануть відомими. Отже складну задачу розбивають на ряд простих.

Розв’язуючи задачу синтетичним методом міркують в оберненому напрямку. Починають розв’язок задачі не з шуканої величини, а на основі відомих закономірностей встановлюють зв’язки між величинами на основі умови задачі і записують відповідні формули, а тоді з системи рівнянь шукають невідому величину.

При аналітичному методі кожна дія учня цілеспрямована. Розв’язування цим методом має струнку логічну послідовність, але розв’язування цим методом складніше. Часто застосовують аналітично – синтетичний метод розв’язування.

Способи розв’язування:

Залежно від змісту задачі:

• Логічний (для якісних задач);

• Експериментальний;

• Математичний, який ділиться на 5 видів:

1. Арифметичний;

2. Алгебраїчний (р – ня з системою);

3. Геометричний;

4. Координатний (система відліку з проекціями);

5. Графічний.

Крім способів виділяють прийоми. Щоб полегшити розумову діяльність учнів застосовують різноманітні прийоми:

• Порівняння (задано конкретне рівняння рівноприскореного руху

y=2t+3t²);

• Спрощення (Матеріальна точка, нехтування сила

• Припущення (Побудова теорій);

• Аналогія (Закон Кулона і всесвітнього тяжіння, механічні і електричні коливання);

• Симетрія (в електричних колах, дзеркалах);

В методиці розв’язування фізичних задач важливо формувати в учнів узагальнені підходи до розв’язування задач. Основні етапи і процеси розв’язування задач складають структуру навчальної діяльності при розв’язуванні задач. Внутрішній процес є розумовою діяльністю, яка складається з трьох частин:

• орієнтаційна (потрібно зорієнтуватися в ситуації і пошукати план розв’язку);

• виконавча частина (запис формул, розв’язування задач);

• корегуюча (перевірити розв’язки, встановити залежність і проаналізувати).

Виходячи з всього сказаного можна виділити лише чотири узагальненні етапи будь-якої задачі:

1. Аналіз змісту і фізичної ситуації моделі задачі (на даному сюжеті розглянути фізично, зробити малюнок);

2. Складання і обґрунтування плану розв’язування, пошук плану розв’язування (аналітичний або синтетичний методи);

3. Реалізація плану розв’язування

4. Аналіз розв’язку, підсумки, відшукання кращих варіантів розв'язку (ймовірність відповіді, граничні випадки та інше).

За цією схемою слід проводити хоча б половину всіх задач. Велику цінність становлять інші відповіді на питання.

Розв’язування задач це складна творча праця, і потребує багато часу, сприяє розвитку осмислення.