О решении задач при обучении физике

О решении задач при обучении физике

Решение задач - составная часть большинства уроков по физике. В наиболее распространённом, так называемом «четырёх этапном» уроке с опросом, изложением нового материала, закреплением и заданием на дом решение задач используется как в начале занятий для проверки знаний учащихся, так и в конце – для повторения и углубления изученной темы. Отдельные пояснения о решении задач ученики получают также в связи с домашним заданием. В среднем на уроках этого типа на задачи тратят около 30% учебного времени. Ещё большую долю времени занимают задачи на уроках повторения, и, наконец, часть уроков специально посвящают решению задач. Решение задач неразрывно связано и с лабораторными занятиями по физике. Каждая лабораторная работа является, по существу, для учащихся экспериментальной задачей. Особенно это относится к проблемным, эвристическим лабораторным работам, предваряющим изучение соответствующего материала на уроке. Особый вид занятий по решению задач – работа с раздаточным материалом. Решение задач наряду с изучением теоретического материала составляет важную часть и домашних заданий по физике. Очень большое внимание решению задач уделяется на факультативных занятиях.

Задачи по физике привлекают учащихся как своим содержанием, так и «красотой» методов решения, которые позволяют предвидеть или открывать явления природы или свойства тел.Это важнейший вид учебной деятельности школьников в процессе обучения точным наукам. В ходе решения задач совершаются мыслительные действия, позволяющие прийти от формального знания законов, процессов к их пониманию, установлению сущности, знания учащихся конкретизируются, создаётся понимание сущности явлений, физические понятия и величины приобретают реальный смысл, у ученика появляется способность рассуждать, устанавливать причинно-следственные связи, выделять главное и отбрасывать несущественное. Решение задач позволяет сделать знания учащихся осознанными, избавить их от формализма.

Понятие «задача» предполагает необходимость сознательного поиска соответствующего средства для достижения ясно видимой, но непосредственно недостижимой цели. Решение задачи означает нахождение этого средства.

Если при изучении многих предметов отсутствует необходимость в решении задач, то в процессе обучения физике решение задач – неотъемлемая часть процесса. Поэтому важно понимание сущности понятия именно «физическая задача».

1. «физической задачей» в учебной практике обычно называют учебную проблему, которая решается с помощью логических умозаключений, математических действий и эксперимента на основе законов и методов физики;
2. «физическая задача» - физическое явление (или совокупность явлений), точнее – его словесная модель с некоторыми известными и неизвестными физическими величинами, характеризующими эти явления.

Решить физическую задачу – найти неизвестные связи, физические величины.

Задача предъявляется учащимся для того, чтобы её решение обеспечивало достижение целей обучения. Задаётся задача в основном словесно, но может сопровождаться рисунками, схемами, графиками. Она не всегда формулируется в физических терминах, так что часто возникает необходимость формулировать её с применением соответствующих физических понятий. Физические задачи являются неотъемлемым звеном учебного процесса, обучение учащихся их решению относится к практическим методам обучения.

Решение задач является неотъемлемой частью обучения физике. Учащиеся должны обязательно решать задачи, так как в противном случае они не усвоят понятия и законы физики либо их знания будут формальными. В процессе решения задач знания учащихся конкретизируются, создаётся понимание сущности явлений, физические понятия и величины приобретают реальный смысл, у ученика появляется способность рассуждать, устанавливать причинно-следственные связи, выделять главное и отбрасывать несущественное. Решение задач позволяет сделать знания учащихся осознанными, избавить их от формализма.

Основные функции задач в физике:

1. Познавательная. Познакомившись с новыми фактами, расширяя область их знаний, закладывается база для усвоения последующих знаний по курсу физики.
2. Образовательная. Обучение учащихся решению задач позволяет формировать у них определённые виды деятельности, связанные с применением знаний в конкретных ситуациях. Эти виды деятельности могут формироваться как в алгоритмическом, так и на творческом уровне
3. Развивающая. Формируются умения работать с разными видами представления информации – таблицами, графиками, текстом. Развивается мышление (анализ – синтез, мысленный эксперимент, моделирование). Формируются навыки самообразования, умение делать индуктивные и дедуктивные умозаключения. В процессе решения задач создаются проблемные ситуации, решение которых также несет очень большую пользу.
4. Воспитательная. Для развития личности ученика важна сама деятельность по решению задач, когда ученик должен проявлять волю, настойчивость, усидчивость, самостоятельность
5. Функция реализации единства теории и практики. При решении задач применение физических законов к объяснению и моделированию явлений природы.
6. Закрепление знаний, совершенствование практических умений и навыков. Данная функция проявляется при использовании знаний разных тем в процессе решения задач. Решение задач на повторение, применение знаний и умений при решении экспериментальных задач, практических
7. Установления межпредметных связей. В первую очередь – с математикой, техникой, астрономией, химией, географией. Эта функция позволяет проявить единство окружающего мира и многообразие подходов к его изучению.
8. Контроля знаний, умений и навыков. Именно через решение задач можно определить уровень усвоения того или иного материала, проверить качество его усвоения.

Решение любой задачи, и не только физической, начинается с анализа условия. Учащийся должен осознать условие, увидеть физическое явление, о котором идет речь в задаче. На этапе поиска решения ученик вспоминает физические законы, определения, описывающие рассматриваемое в задаче физическое явление, строит его математическую модель. На этапе решения производятся преобразования записанных формул, осуществляется намеченный план решения. Проверка результата - это определение достоверности числового значения искомой величины или её размерности при отсутствии числовых данных. Исследование решения - позволяет глубже проанализировать физическое явление. Никакую задачу нельзя исчерпать до конца, поскольку всегда остаётся что-то, над чем можно поразмышлять, найти другое решение задачи. Известно два приема, применяемые при поиске решения задачи - это аналитический и синтетический приемы. При использовании аналитического приема, начинают работу с анализа вопроса задачи и записи формулы, куда входит искомая величина. Затем для величин, содержащихся в этой формуле, записывают уравнения, устанавливающие их связь с величинами, заданными в условии. Если используется синтетический прием, то решение начинается с установки связей величин, данных в условии, с другими, до тех пор, пока в уравнение в качестве неизвестной не войдет искомая величина.

Главное условие успешного решения задач – знание учащимися физических закономерностей, правильное понимание физических величин, а также способов и единиц их измерения. К обязательным условиям относятся и математическая подготовка учеников. Затем на первый план выступает обучение, как некоторым общим, так и специальным приёмам решения задач определённых типов. Идеальным было бы создание для них алгоритмов решения, то есть точных предписаний, предусматривающих выполнение элементарных операций, безошибочно приводящих к искомому результату. Однако многие задачи нерационально решать, а иногда и просто нельзя решить алгоритмическим путём. В одних случаях для решения задачи вообще не имеется алгоритма, в других он оказывается очень сложным и громоздким и предлагает перебор громадного числа возможных вариантов. Для большинства физических задач можно указать лишь некоторые общие способы и правила к решению, которые в методической литературе иногда преувеличенно называют алгоритмами, хотя скорее это «памятки» или «предписания» алгоритмического типа.

P.S. Я не знаю, наверное, все скомкано и невнятно. Но все-таки мне хотелось сказать, что решение задач на уроках физики – это очень важный момент. Там выше написано много всего. Но стоит сказать, что при решении задач дети учатся думать. А научить их это делать - это и есть наша главная цель, главная задача (ИМХО).