ref-21010 (Комплексные задачи по физике), страница 3

2.системы координат /линейные, угловые, сферические,… /;

3.векторные построения /сложение, проекция, поворот,…/;

4.графические /построения, анализ, интегрирование L,S,v,…/;

5.графические исследования колебательного движения;

6.графические исследования вращательного движения;

7.проекции точек, фигур на ось, на плоскость;

8.масштабирование физических величин /кратное, дольное, натуральное/;

9.геометрическое обращение функций.

АНАЛИТИЧЕСКИЕ комплексные задания:

1.преобразования пропорций /добавление, умножение на константу/;

2.составление уравнений по векторным схемам сил, скоростей,…

3.составление уравнений по топологической схеме;

4.алгебраическое обращение функций;

5.словесное объяснение готовых решений.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ комплексные задания:

1.экспериментальные / измерения с оценкой погрешностей/

2.теоретические / расчёты, анализ, синтез /

КОНСТРУКТОРСКИЕ комплексные задания:

1.проектирование моделей измерительных приборов

2.проектирование механизмов по заданным физическим принципам

3. ОБУЧЕНИЕ РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Решение проблем на основе общих научных методов и принципов, специальных методов конкретных наук признано необходимым способом обучения. В теории и практике проблемного обучения доказывается, что в системе образования дидактическая деятельность учителя не менее важна, чем просветительская. В программах обучения параллельно следуют тематика знаний и тематика умений. В методике обучения физики признаётся, что теория научения остаётся пока дидактической проблемой. Выделены два метода научения: метод показа и алгоритмический метод. В первом ведущая роль отводится учителю, во втором - формализованным предписаниям: текстовым, графическим, мнемоническим. Первый метод, сопровождаемый рассказом, приблизительно в два раза эффективнее второго, так как второй опосредован знаками трансляции.

Детально система научения представлена в рабочих тетрадях по физике; в комплексных заданиях только расширяется сфера творческого применения полученных умений. В некоторых методических руководствах рекомендуется обращать внимание учеников на взаимосвязь физических законов. Подход здесь чисто алгебраический. Чтобы не вводить учеников в заблуждение, следует приводить более полное утверждение: физические законы в природе действуют независимо друг от друга, а связаны некоторые из них между собой только операционально. Через определения, формулы, уравнения связи, размерности. К чисто алгебраическому подходу в решении физической задачи ученики прибегают, пользуясь навыком подбора, приобретённым на уроках математики при решении алгебраических задач с использованием физических величин. При этом они часто даже предварительно не выстраивают топологической модели движения, а опираются на запомненный алгоритм решения подобных задач. В психологии мышления показано, что в кратковременной памяти можно удерживать до 5 -.7 знаков. Показано также, что мысленные логические операции без зрительной опоры ограничены 3 - 4 знаками [5]. Отсюда можно сделать вывод: для решения абсолютного большинства количественных задач требуются зрительные опоры, которым больше соответствует образное мышление. Поэтому обучение решению физических задач предпочтительнее на топологических, графических образах, на опыте чувственного восприятия.

Геометрический приём требует навыков черчения /построений, преобразований/. Формируют такие навыки на уроках геометрии, хотя многие физические проблемы /статические, кинематические и другие / решаются исключительно посредством геометрических идей. Убедительно и просто. И только окончательный вывод выражается в виде формулы или числового значения, что не позволяет считать геометрический приём самостоятельным способом решения.

При рассмотрении вычислительных задач алгебраическим методом логические операции определяют способ решения - аналитический или синтетический.

Аналитический способ состоит в расчленении данной задачи на ряд более простых. То есть решение начинается с отыскания закономерности, которая даёт непосредственный ответ на вопрос задачи. Если в уравнении содержатся, кроме искомой, другие неизвестные величины, то ищут другую формулу, связывающую их с известными из условия. Так поступают до тех пор, пока искомая величина не будет полностью выражена через известные.

Синтетический способ предполагает поиск формул, связывающих известные из условия величины с другими до тех пор, пока в уравнение в качестве одного неизвестного не войдёт искомая величина. К такому методу ученики обращаются чаще, имея навык решения алгебраических задач. Аналитическому же методу их надо учить, хотя оба метода правомерны.

Решение физических проблем на основе законов сохранения /массы, импульса, момента импульса, энергии/ относятся к наиболее сложному классу школьных задач. На уроках математике не учат преобразовывать формулы для получения всех возможных закономерностей, вытекающих из формулы данного закона. Мало внимания уделяется и обращению функций. Таким умениям нужно учить заранее, на простых пропорциях и функциях.

К замечательной операциональной взаимосвязи пространства и времени приводят задачи на определение времени падения тел в поле тяготения, периода колебаний упругой системы, периода колебания тела во вращающейся системе. Исходные уравнения ничего не говорят нам о времени:

Время находим из определения скорости:

Таким образом, найдено общее решение для трёх классов задач. Пригодилось представление об обратимости функций. Даже в учебниках по теоретической механике не указана такая возможность. На интересном физическом материале задачи указанных выше классов присутствуют в комплексных заданиях.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Идея выделения системы умений, необходимых для теоретического исследования физических проблем в пределах школьной программы, возникла в процессе поиска сферы применения комплексных заданий

Опыт по составлению комплексных заданий приводит автора к выводу, что мотивационная и тренировочная дидактические цели в комплексных заданиях более выражены, чем познавательная и контрольная. В комплексных заданиях оказалось предпочтительнее применение алгоритмического метода обучения в графической и мнемонической форме.

Дополнительные дидактические цели дискуссионных и групповых форм занятий в данной работе не рассматривались, хотя разработка целей и способов их достижения для таких форм, ввиду их специфичности, необходима.

Экспериментальные задачи в данной работе не представлены, так как в ней рассматривалось обучение только интеллектуальным умениям.

5. РЕЗЮМЕ

В теоретической части работы выделена система умений, формируемых на уроках физики. Показана роль систематического тренинга в формировании умений. Обосновывается возможность развития умений, почти не зависящих от имеющихся знаний физики. Система комплексных заданий направлена на стимуляцию познания и систематизацию выучки школьников. Метод обучения через деятельность повышает интерес учеников к учёбе. Комплексные задания можно использовать как своеобразное домашнее задание, что подготовит ученика к решению сложных физических проблем. Разработано много заданий, где требуется словесное объяснение готового решения, также требуется прямое и обратное преобразование математических функций. Сделана классификация математических умений, применение которых необходимо на уроках физики. Увлекательные рисунки в задачах в действительности являются руководством к действию, показывают примеры познавательной деятельности. Часть комплексных заданий составлена таким образом: ученики получают из текста задания несколько проблем , касающихся явления, после прочтения они должны записать столько много аргументов, сколько сумеют.

SUMMARI

In a scientific part of work the system of skills generated in lessons of physics is placed. The role of regular training in formation of skills is shown. The opportunity of development of skills almost independent of accessible knowledge of physics is proved. The system of complex tasks is directed on increase of stimulus of knowledge and on training of the schoolboy. The method of training through activity lifts interest of the schoolboys to study. The complex tasks can be used as an initial home task, which will prepare the schoolboy for the decision of difficult physical problems. Many tasks are advanced, where the oral explanation of the ready decision is required, the direct and return transformation of mathematical functions also is required. The classification of mathematical skills is made, which the application is necessary in lessons of physics. Charming figures in tasks actually - instruction to action, which shows examples of educational activity. The part of complex tasks is made thus: The schoolboys receive from the text of a task some problems concerning the phenomenon, after a perusal they should write down so many arguments, will be able how many.

6.ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА