Решения физических задач

В данной статье мы рассмотрим общие вопросы, связанные с методикой преподавания физики, а конкретно вопросов связанных с решением любых физических задач. До сих пор нельзя сказать точно, что такое физическая задача. Физической задачей называется небольшая проблема, которая решается на основе методов физики, с использованием в процессе решения логических умозаключений, физического эксперимента, схематичного изображения и математических действий. Формулировкой физические задачи классифицируются:

• Качественные – это задачи, в которых количественные характеристики отсутствуют вообще, или они носят вспомогательный характер.
• Количественные – это такие задачи, в которых ответ на поставленный вопрос не может быть получен без вычислений.

Физические задачи еще можно разделить:

• закрепляющие, т.е. задачи, с помощью которых происходит повторение уже ранее изученного материала, и задачи, дающие дополнительные знания;
• творческие, в ходе выполнения задачи учащийся приходит к открытию или подтверждению какой-либо закономерности;
• экспериментальные, когда данные получает ученик из проведения какого-либо эксперимента.

Главное для преподавателя понимать цель для чего применяются физические задачи в ходу обучения учащихся физике. Цель физической задачи: научить учащихся понимать физику, т.е. научить мыслить учащихся так, чтобы они могли наблюдать, видеть, понимать физические явления и процессы происходящие вокруг них. Тем самым сформировать у учащихся правильное мировоззрение и миропонимание.

Любая задача будь то физическая или любая иная начинается с прочтения условия (текста). Очень важно, чтобы прочтение задачи происходило вслух. Первое прочтение задачи осуществляет в обязательном порядке преподавателем, если задача дается учащемуся по новому материалу, если задача давалась на домашнее изучение, то учащейся может ее прочитать и сам, только надо быть внимательнее преподавателю, чтобы прочтение было не спеша, выразительно, с остановкой в тех местах задачи, где это необходимо. И нужно отметить, что необходимо все размышления и действия, которые происходят в ходе решения задачи произносить вслух. Часто можно заметить, что ученики не очень любят рассуждать гласно по решению задачи, что для них главное дойти до результата (числовое решение), это и есть главная ошибка в методике решения задач. Так как урок решения задач является более трудным с методической точки зрения для преподавателя и трудным для усвоения со стороны учащегося, поэтому для преподавателя важно, чтобы в ходе урока были задействованы как можно больше учащихся и они это делали сознательно, а не просто переписывали с доски. Привлечь внимание учащихся преподаватель может с помощью наводящих, подталкивающих вопросов или привлечь к решению задач учащихся.

После того как выявили содержание физической задачи, надо определить какие физические процессы, явления происходят в данной задаче. Данный процесс при решении задач, а именно обсуждение необходимо при решении каждой задачи, пусть даже задачи будут повторяться по содержанию, а отличие в них будет только в числовых данных. Этот этап также очень важен, потому что от правильности разбора задачи зависит быстрота ее решения, а в некоторых случаях и даже правильность решения задачи.

Далее, когда задача была прочитана и разобрана, уже можно приступать к установлению крайне важных элементов в решении задач – это  то, что нужно найти в задаче, и установлению того что дано в задаче. Записывается краткое условие задачи, от учащихся требуется, чтобы они знали буквенные обозначения физических величин и единиц измерения.

Краткая запись содержания содержит в себе три блока: «Найти», «Дано» и «Решение». В первом блоке «Найти» предполагается, то, что будут находиться искомые величины исходя из содержания физической задачи и не обязательно, чтобы каждая физическая величина, которую надо найти, записывалась со знаком «?». Во втором блоке «Дано» записываются уже установленные физические величины из условия задачи и не ограничивается данный блок, т.к. может быть данных величин не мало, а еще в этот же блок записываются данные из справочников и таблиц. В третьем блоке «Решение» уже непосредственно будет записываться графическое, схематическое представление, либо чертеж, картинка, рисунок и так далее.

Построение графического обоснования задачи очень важна, так как вырабатывает у учащихся аккуратность, внимательность, логичность, что очень необходимо для учащихся. Но необходимо уточнить, что сначала определяется, в какой инерциальной системе отсчета решается задача. Это понятие «Инерциальная система отсчета» был предложен в 1885 году Людвигом Ланге и означал систему координат, в которой справедливы законы Ньютона. Далее в 1905 году А. Эйнштейн построил новую физическую теорию пространства, времени и движения, основанную на теории относительности По замыслу Ланге, этот термин должен был заменить понятие абсолютного пространства, подвергнутого в этот период уничтожающей критике. С появлением теории относительности понятие было обобщено до «инерциальной системы отсчёта». А так как все физические явления протекают одинаково, то при решении задач необходимо указывать, в какой инерциальной системе отсчета решается задача. При начальном изучении физики обычно не заостряют внимание на этом термине, но уже при дальнейшем более углубленном изучении физики указывается обязательно. После прохождения всех этих этапов, необходимо переходить к построению рисунка, картинки, графика, схемы и так далее. Нужно знать, что не стоит торопиться переходить к формулам в решении задач, важен сам процесс поиска ответа, обсуждение, может быть дискуссии, выявление того, что «скрыто между строк» в условии задачи, именно этот процесс является изучением физики.

После того, как все выше сказанное проведено, можно приступить к формульному обоснованию задачи. Сначала необходимо выписать формулу, куда входит искомая величина, далее при помощи других соотношений убрать из нее все физические величины, которые не даны по условию задачи и которых нет в справочных материалах. Преподаватель должен продумать последовательность решения задачи и умело направлять при помощи наводящих вопросов логику рассуждений учащихся. На этом этапе происходит взаимодействие между предметами физикой и математикой, поэтому этот этап является наиболее сложным.

Когда мы получили формулу нахождения искомой физической величины, можно подставлять численные значения из блока «Дано», данные в который были записаны исходя из условий задачи. Необходимо не забывать, что математические операции, происходящие над числами, так же должны применяться и к наименованию физической величины. Преподаватель должен очень строго смотреть за тем, чтобы учащиеся рядом с числами записывали, и наименование физической величины и операции должны производиться над числами и наименованием физической величины. Это правило делает, изучение физики не только методически верным, но и способствует грамотному изучению физики.

Численный полученный ответ в ходе решения задачи должен быть разумен с точки зрения физики и это можно обсудить после решения.

Можно сделать вывод, что урок решения задач, очень трудоемок и требует от преподавателя высокой профессиональной подготовки, грамотности физической и математической, но решение задач необходимо в ходе изучения такой учебной дисциплины, как физика.

Литература:

1. Физика. Пинский А.А., Граковский Г.Ю. - М.: Форум ИНФРА- М, 2002.
2. fizika.ru
3. all-fizika.ru
4. dia-academic.ru