Решение задач как метод обучения

Подробно рассмотрен такой метод обучения, как решение задач.

Что представляет собой учебная физическая задача?

Учебная физическая задача – это ситуация, требующая от учащихся мыслительных и практических действий на основе законов и методов физики.

Какова цель решения задач на уроках физики?

Решение учебных физических задач рассматривается как практический метод и одновременно как средство обучения, целью которых является изменение личности учащегося, его развитие. Решение задач способствует усвоению всех элементов содержания школьного курса физики.

Какова классификация учебных физических задач?

Всё многообразие учебных физических задач принято классифицировать по разным основаниям (при этом одна и та же задача может входить в разные классификации).

По способам предъявления условия – текстовые, графические, экспериментальные, задачи-рисунки.

По сложности – простые и сложные.

По степени общности задания условия – абстрактные и конкретные.

По принадлежности к одной из теорий – по механике, термодинамике и т.д.

По характеру требований – на нахождение искомых, на доказательство, на конструирование, задачи-оценки.

По назначению – тренировочные, на применение в разных взаимосвязях,  творческие.

По роли в формировании понятий – на уточнение признаков, на конкретизацию, на закрепление связей, на систематизацию и классификацию и др.

По основному способу решения – вычислительные, графические, логические, экспериментальные.

Графические задачи – задачи, требующие работы с графиками. Их разновидности:

• Построение графика по данным условия задачи;
• Определение вида функциональной зависимости по заданному графику;
• По заданному графику находится искомая величина;
• Предлагается графически выразить заданную ситуацию;
• По заданному графику анализируется процесс (явление).

Логические (качественные) задачи по физике – это задачи на объяснение явлений, их предсказание, на сравнение предметов и явлений, на систематизацию и классификацию; задачи типа «Что произойдёт, если…», «Что нужно сделать, чтобы…» и др. Логические задачи играют важную, а порой и ведущую, роль в формировании физических понятий. При их решении учащиеся не отвлекаются математическими расчётами, полностью сосредотачиваясь на выявлении существенного в явлениях и процессах. Поэтому, решая подобные задачи, школьники учатся в конкретных явлениях находить  проявление физических законов, и в их сознании происходит расширение объёма изучаемых понятий.

Экспериментальные задачи – задачи, которые не могут быть решены без постановки опытов или измерений. Они способствуют формированию  измерительных и экспериментальных умений, умений выдвигать гипотезы и проверять их на практике. Разновидности экспериментальных задач:

1. Задачи, в которых без эксперимента нельзя получить ответ на требование задачи.
2. Задачи, использующие эксперимент для создания задачной ситуации.
3. Задачи, в которых эксперимент используется для иллюстрации явления, описанного в условии.
4. Задачи, использующие эксперимент для проверки правильности решения.

Каковы основные этапы решения задач?

При решении любых учебных физических задач должны соблюдаться основные четыре этапа: ориентировка, планирование, исполнение, контроль.

Что включает этап ориентировки?

Этап ориентировки включает в себя две части: анализ текста задачи и его перекодировку.

Анализ текста предполагает выделение в нём: объекта, изменение состояния которого рассматривается в задаче; воздействия, производимого на этот объект (как причины изменения состояния); результата этого воздействия (как следствия действия причины). Далее выделяются характеристики начального и конечного состояний объекта, а также условий, при которых производится воздействие на объект. Уясняется требование задачи.

Перекодировка текста означает перевод текста задачи с естественного языка на язык физических понятий и величин, а в ряде случаев – и на язык чертежей и схем.

Что включает этап планирования?

Этап планирования решения задачи по своей сути состоит в установлении причинно-следственных связей между воздействием и изменением состояния объекта и в выражении этой связи с помощью уравнения.

Какова структура общего плана деятельности при решении  физических задач (обобщённый план решения)?

Анализ текста задачи:

Выявить описанные в тексте задачи:

• Физические объекты (тела, поля).
• Свойства объектов, происходящие с ними явления и процессы.
• Количественные характеристики свойств (явлений, процессов) в   начальном и конечном состояниях.
• Требования задачи.

Перекодировка текста задачи (составление физической модели задачной ситуации):

• Кратко записать условие и требование задачи (перевести на язык      физических величин свойства объектов и условия их взаимодействия, описанные в задаче; ввести при необходимости упрощающие условия).
• Выполнить при необходимости чертёж или рисунок. Указать на нём количественные характеристики объектов, процессов.
• Выбрать систему отсчёта и указать её на чертеже.

Составление плана решения задачи:

• Отнести задачную ситуацию к определённой физической теории, установить, можно ли объекты, указанные в задаче, заменить моделями, которыми оперирует данная теория.
• Выявить законы (правила, принципы), которым подчиняются описанные в задаче явления (процессы, свойства) и записать их математические выражения.
• Проверить разрешимость полученной системы уравнений для нахождения неизвестного и при необходимости дополнить её недостающими уравнениями.

Осуществление плана:

• Решить систему уравнений в общем виде относительно неизвестного.
• Проверить полученное решение возможными способами (путём операций с наименованиями, исследованием предельных случаев, решением  другими способами).
• Перевести значения физических величин в единицы СИ (часто эту операцию проводят на этапе перекодировки).
• Подставить значения величин в полученное в общем виде решение и произвести вычисления.

Исследование ответа:

• Выяснить правдоподобность ответа (по физическому и здравому смыслу, по соответствию задачной ситуации, проверкой по очевидным и частным случаям).

• Методика преподавания физики
• решение