Методика обучения учащихся решению задач по физике

А. Обучение решению вычислительных задач с помощью графов. • Граф – система объектов произвольной природы (вершин) и связок (ребер), соединяющих некоторые пары этих объектов. Графы помогают • регистрировать ход рассуждений, • составить план ее арифметического решения или систему уравнений при алгебраическом способе решения. Рассуждения идут с «конца» - с вопроса задачи. В определенной схематической форме фиксируются связи между физическими величинами. При этом важно выявить и учесть все зависимости.

Пример • Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, • если при силе тока 30 А мощность во внешней цепи равна 180 Вт, • а при силе тока 10 А эта мощность равна 100 Вт.

Граф r=? 30 А 180 Вт 100 Вт ЭДС - ?

Б. Обучение учащихся решению задач с помощью алгоритмов. • Алгоритмическое предписание задает на основе системы правил последовательность операций, точное выполнение которых позволяет решать задачи определенного класса.

Применение алгоритмов • это не механический процесс, не требующий мышления; • это выполнение алгоритмических предписаний, указывающих что делать, а не как; • это подготовка к решению более сложных и уже творческих задач; • это обучение всех; • это межпредметные связи; • это повышение самооценки обучающихся, особенно затрудняющихся в освоении трудного для них предмета как физика.

Алгоритм решения кинематической задачи • 1. Внимательно прочесть и уяснить условие задачи. • 2. Выбор системы отсчета. • 3. Схематическое представление процесса на рисунке: • 4. Записать условие с учетом выбора системы отсчета и системы единиц. • 5. Записать основные уравнения равнопеременного движения сначала в векторном виде, затем в скалярном. • 6. Дать решение в общем виде. • 7. Проверить наименования. • 8. Провести вычисления, соблюдая правила приближенных вычислений. • 9. Представить графическую зависимость характеристик. • 10. Проанализировать полученный результат. Оценить правдоподобность результата.

Пример • Ножной тормоз грузового автомобиля считается исправным, если при торможении автомобиля, движущегося со скоростью 30 км/час по сухой ровной дороге, тормозной путь не превышает 12, 5 м. Найти соответствующее этой норме тормозное ускорение.

В. Обучение учащихся решению задач поэлементно. • В процессе обучения решению задач на усвоение одной закономерности можно выделить один общий метод решения для большого количества задач. По каждому элементу (шагу) проходят сразу все задачи. Учащимся дается решить сразу 5 -10 задач.

Задачи на закон сохранения импульса - Какие тела взаимодействуют? - Составляют ли взаимодействующие тела замкнутую систему? - Записать импульсы движения до взаимодействия и после. - Записать закон сохранения импульса. - Найти общую формулу для вычисления искомой величины. - Проверить решения по размерностям. - Вычислить значения искомых величин. - Проверить на достоверность результата.

Задача 1 • Из ружья массой =5 кг вылетает пуля массой =5* кг. , со скоростью =600 м/сек. Найти скорость отдачи ружья.

Задача 2 • Человек весом =60 кг, бегущий со скоростью =8 км/ч, догоняет тележку весом =80 кг, движущуюся со скоростью 2, 9 км/ч и вскакивает на нее. • С какой скоростью станет двигаться тележка? • С какой скоростью станет двигаться тележка, если человек бежал ей навстречу?

Задача 3 • Граната, летящая со скоростью 10 м/сек, разорвалась на два осколка. Больший осколок, вес которого составлял 60% веса всей гранаты, продолжал двигаться в прежнем направлении, но с увеличенной скоростью, равной 25 м/с. Найти скорость меньшего осколка.

Г. Обучение обобщенному методу решения физических задач • 1. Анализ условия. • 2. Составление плана. • 3. Реализация решения. • 4. Анализ решения.

Анализ условия • - выявляется объект, состояние которого рассматривается; • - устанавливаются характеристики начальных состояний; • - выявляются воздействия и их результат; • - определяются условия, при которых производится воздействие на объект; • - устанавливаются характеристики конечного состояния.

Составление плана решения • - сравнение характеристик начальных и конечных состояний и выявление, в чем состоит изменение его состояния; • - выявление причины изменения состояния; • - выражение причинно- следственной связи между изменением состояния и объекта и воздействием при данных условиях в виде уравнения; • - выражение каждого члена уравнения через физические величины, характеризующие состояния объекта и условия воздействия; • - выявление искомой физической величины; • - выражение ее через другие известные величины; • - проверка наименований.

Реализация решения • - перевести размерности в СИ; • - произвести вычисления.

Анализ решения • - проверка проводится аналогично другими способами.

Способы организации деятельности обучаемых при решении задач • Мотивационный. • Составление схемы ориентировочной основы действий. • Материальный или материализованный этап. • Внешне – речевой, письменный этап. • Внешняя речь про себя. • Внутренняя речь, умственный этап. • Этап контроля.

Обобщенный метод сводится к действиям • Типовая задача → система знаний → выделяются виды деятельности, адекватные знаниям → результат деятельности → рефлексия.

Самостоятельно написать алгоритм организации обучения обобщенным методом • Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинкам со скоростью = м/с. Напряженность поля в конденсаторе Е=100 В/см, длина конденсатора L=5 см. Найти величину и направление скорости электрона при вылете его из конденсатора.

Продумайте • В чем Вы видите секрет успеха таких учителей, как: • Михаил Андреевич Алексеев – народный учитель СССР; • Виктор Федорович Шаталов – учитель физики ? (Шаталов В. Ф. Куда и как исчезли тройки. – М. , Педагогика, 1979. Шаталов В. Ф. Педагогическая проза. – М. , Педагогика, 1980. Шаталов В. Ф. Точка опоры. – М. , Педагогика, 1987. )