Методика решения задач по физике в средних специальных

Методика решения задач по физике в средних специальных учебных
заведениях
Савченко Наталья Сергеевна, преподаватель
Омского техникума железнодорожного транспорта – филиала ОмГУПСа
Одной из основных проблем, с которыми сталкивается преподаватель на учебных
занятиях по физике, является неумение решать задачи разной сложности и типа, и самое
важное нежелание научиться их решать. Задаешься вопросом: с чем связано такое
отношение к физическим задачам студентов? Почему обучающиеся не могут применять
знания, полученные на математике, к задачам по физике? Ведь иногда найдя несколько
формул, они не могут объединить их вместе для нахождения конечной физической
величины, вывести искомую величину из заданного уравнения.
Перечислим основные проблемы, почему студенты не умеют решать задачи по
физике:
1. Не понимают смысла физических законов;
2. Не умеют идеализировать ситуацию, описанную в задаче, выявляя главное и отбрасывая
второстепенное;
3. Не запоминают физических формул и обозначений физических величин;
4. Не распознают в физических формулах уравнений;
5. Часто не знают, с чего начать решение задачи;
6. Теряются при решении экспериментальных задач;
7. Неинтересно решать задачи [1].
Физической задачей в учебной практике обычно называют небольшую проблему,
которая в общем случае решается с помощью логических умозаключений, математических
действий и эксперимента на основе законов и методов физики. В методической же и учебной
литературе под задачами обычно понимают целесообразно подобранные упражнения,
главное назначение которых заключается в изучении физических явлений, формировании
понятий, развитии физического мышления обучающихся и привитии им умений применять
свои знания на практике [3]. Т.о., решение задач - это неотъемлемая часть изучения физики
как науки, способствующая повышению уровня усвоения и понимания физической теории.
Роль преподавателя на занятиях в СУЗе не должна сводиться только к наблюдению за
знаниями, умениями и навыками, с которыми приходят ребята в учебное заведение, с
ознакомлением студентов с теоретической и экспериментальной физикой. Одна из его
основных задач – наладить «тесный контакт» между студентом и такой сложной и
непонятной физической задачей, научить ребят решать осмысленно задачи различного типа
и уровня сложности, помочь им преодолеть затруднения при их решении. Особенное это
важно, если студент пришел получить знания и профессию в техническое среднее учебное
заведение, ведь способность решать задачи по физике – первая ступень технических знаний,
основа других дисциплин (например, техническая механика, электротехника,
спецдисциплины и т.д.) и практических задач, которые будут встречаться в их жизни и
профессиональной деятельности.
Степень обученности решать задачи по физике, уровень развития ребят, с которыми
начинаешь работать, необходимо выяснить на первом учебном занятии, предложив им
самостоятельно решить несколько простых и незначительной трудности задач (предупредив,
что это не скажется на их оценках за занятие, избежав списывания). Проанализировав
полученные результаты, можно разделить студентов по группам, учитывая индивидуальный
подход к каждому обучающемуся не только на занятии, но и на консультациях,
факультативах. Вторым этапом, на пути преодоления «терний» к заветной мечте – научить
решать задачи, является любовь студентов к математике. Необходимо вспомнить и записать
основные правила работы со степенями, числами, теорему Пифагора и формулы для
нахождения объема геометрических фигур. Остается самое важное, прежде чем перейти к
решению первых задач по кинематике, показать примеры нахождения искомой физической
величины из формулы, объединение формул в систему уравнений и их решение. Таких
примеров должно быть несколько, для проверки усвоения и закрепления ребята должны
решить некоторые самостоятельно. Все примеры, должны быть связаны с формулами,
которые студенты помнят из школьного курса. Данный момент при обучении студентов
решению задач является важным, ведь одной из основных проблем является неумение найти
искомую физическую величину из уже имеющихся формул, применение математических
знаний к физическим уравнениям.
Чтобы физические задачи не пугали обучающихся своей сложностью и
непонятностью, необходимо заинтересовать их, научить студентов верить, что решение у
задачи есть всегда. Для этого преподаватель может использовать различные приемы:
мотивация и стимулирование познавательных интересов к предмету, заданий проблемнопоискового характера, экспериментальных, жизненных задач и т.д. Особое внимание в
техническом учебном заведении следует уделять задачам, отражающим реальные данные о
машинах, процессах и т.д. и должны быть поставлены такие вопросы, которые
действительно встречаются на практике. Технические задачи не только по содержанию, но и
по форме должны быть возможно ближе подходить к условиям, встречающимся в жизни, где
в задачах «ничего не дано», а необходимые данные приходится находить по схемам,
чертежам, брать из справочной литературы или из опыта. Большое значение имеют задачи о
физических явлениях в быту, помогающие видеть «физику вокруг», воспитывать у студентов
наблюдательность. С помощью задач можно познакомить обучающихся с возникновением
новых прогрессивных идей и взглядов, с открытиями ученых, обратить внимание на
достижения науки и техники [3]. Интерес к качественным задачам можно привлечь через
пословицы, загадки, нестандартные ситуации, познавательные опыты и простые домашние
эксперименты. Самое важное, это показать студентам связь между физической задачей и
реальной жизнью, профессиональной практикой.
Нужно помнить, что большое значение имеет самостоятельное решение физических
задач студентов. Но задания для самостоятельного решения должны быть подобраны с
учетом степени обученности студентов, индивидуального подхода. Когда студент сам
правильно решает задачи, у него появляется стимул для дальнейших «физических
препятствий», повышается уверенность, что решение всегда есть. А если у студента
возникает проблема при решении, то преподаватель должен помнить, что на данном уровне
он не должен решить задачу за обучающегося, он может лишь задать правильное
направление в решении, без озвучивания конкретных формул, уравнений.
И самое последнее, что нужно учесть в обучении решению задач – у преподавателя
должны быть по каждому разделу физики подобраны примеры готовых решений в помощь
студенту в виде сборника понятных решений большинства типичных, интересных задач.
Задачи не должны пересекаться с задачами, рассмотренными на занятии и данными для
самостоятельного решения. Это лишь небольшая веточка большого древа решений задач,
веточка не столь важная, но играющая свою роль – осмысленный анализ готового подхода к
решению. Именно осмысленный анализ, методика решения задачи, ведь бездумное
переписывание готового решения не дает результат умения решать физические задачи, а
рассмотренный метод, алгоритм может расширить возможности решения предложенной
студенту задачи. И чтобы студенты могли правильно пользоваться сборником, рассмотреть
пример анализа одной из задач вместе.
Многие авторы опубликованных задачников, статей предлагают общие правила,
алгоритмы к решению задач не только в общем виде, но и по каждому разделу физики. И
прежде, чем предложить для записи этот алгоритм студентам для записи в тетрадь,
необходимо проверить выученную теорию раздела программы устным опросом, тестовым
или другим методом. Затем приступать к решению задач этого раздела.
Рассмотрим общий алгоритм аналитического решения физических задач (общий для
всех разделов, опубликованный многими авторами).
1. Внимательно изучить условие задачи, попытаться понять физическую сущность явлений
или процессов, рассматриваемых в задаче, уяснить основной вопрос задачи (подвести под
физическую модель).
2. Кратко записать условие задачи. Выписать все данные, известные и искомые величины,
при этом перевести значения всех величин в СИ.
3. Сделать рисунок, иллюстрирующий описанное в условие задачи явление с указанием
физических величин и данных. (Данный пункт иногда упускают из алгоритма при
рассмотрении задач разного вида, но рекомендую все-таки делать рисунок с учетом всех
величин для наглядности, чтобы не упустить иногда не приметные данные задачи)
4. Записать закон движения и вытекающие из него уравнения в векторной форме, а затем
записать эти уравнения в проекциях на оси координат и получить систему уравнений в
скалярной форме, если это необходимо.
5. В случае необходимости дополнить полученную систему уравнений соотношениями,
вытекающими из условия задачи, решить эту систему уравнений и определить искомые
величины.
6. Проанализировать полученный ответ, сравнить с реальными данными.
Литература:
Генденштейн Л.Э, Орлов В.А., Никифоров Г.Г. Материалы курса «Как научить
решать задачи по физике (основная школа). Подготовка к ГИА»: лекции 1–4. – М.:
Педагогический университет «Первое сентября», 2010. – 80 с.
2.
Гринченко Б.И. Как решать задачи по физике (Школьный курс физики в задачах). –
Санкт-Петербург, НПО «Мир и семья-95», 1998. – 784 с., илл.
3.
Каменецкий С.Е. и Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе.
Пособие для учителей. М., «Просвещение», 1971.
1.