Тема: Методика викладання фізики. Завдання з фізики
Виконав:
Падалаев Назарбек Тагірович
Керівник:
Ажіев Магомед Вахаевіч
Зміст
Введення
1. Види завдань і способи їх вирішення
2. Аналітико-синтетичний метод розв'язання фізичних задач
3. Методика вирішення якісних завдань
4. Методика вирішення кількісних завдань
5. Способи запису умови та розв'язання задач
6. Методика рішення експериментальних завдань
Література
Введення
Рішення задач з фізики в 7-8 класах-необхідний елемент навчальної роботи. Завдання дають матеріал для вправ, що вимагають застосування фізичних закономірностей до явищ, що протікають в тих чи інших конкретних умовах. Тому вони мають велике значення для конкретизації знань учнів, для прищеплення або уміння бачити різні конкретні прояви загальних законів. Без такої конкретизації знання залишаються книжковими, не мають практичної цінності. Рішення задач сприяє більш глибокому і міцному умові фізичних законів, розвитку логічного мислення, кмітливості, ініціативи, волі до наполегливості в досягнення поставленої мети, викликає інтерес до фізики, допомагає навичок самостійної роботи і є незамінним засобом для розвитку самостійності судження. Рішення завдань - це один з методів пізнання взаємозв'язку законів природи.
Рішення задач на уроці іноді дозволяє в вести нові поняття і формули, з'ясувати досліджувані закономірності, підійти до викладу нового матеріалу.
У процесі вирішення завдань учні безпосередньо стикаються з необхідністю застосувати отримані знання з фізики в житті, глибше усвідомлюють зв'язок теорії з практикою.
Рішення завдань - одне з важливих засобів повторення, закріплення та перевірки знань учнів.
1. Види завдань і способи їх вирішення
Завдання з фізики різноманітні за змістом, і за дидактичним цілям. Їх можна класифікувати за різними ознаками.
За способом вираження умови фізичні завдання діляться на чотири основних види: текстові, експериментальні, графічні і завдання малюнки.
Кожен з них, у свою чергу, поділяється на кількісні (або розрахункові) і якісні (або завдання питання). У той же час основні види завдань можна розділити за ступенем складності на легкі і важкі, тренувальні та творчі завдання й інші типи.
У навчальному процесі з фізики найбільш часто використовують текстові задачі, в яких умова виражено словесно, текстуально, причому в умові є всі необхідні дані, крім фізичних сталих. За способами вирішення їх поділяють завдання - питання, і розрахункові (кількісні).
При вирішенні задач-питань потрібно (без виконання розрахунків) пояснити, що те чи інше фізичне явище або передбачити, як воно буде протікати в певних умовах.
Як правило, у змісті таких завдань відсутні числові дані.
Відсутність обчислень при вирішенні задач-питань дозволяє зосередити увагу учнів на фізичній сутності. Необхідність обгрунтування відповідей на поставлені питання привчає школярів міркувати, допомагає глибше усвідомити сутність фізичних законів. Рішення задач-питань виконують, як правило усно, за виключення тих випадків, коли завдання містить графічний матеріал. Відповіді можуть бути виражені і малюнками.
До завдань-питань тісно примикають завдання - малюнки. У них вимагається усно дати відповіді на запитання або зобразити новий малюнок, що є відповіддю на малюнок завдання. Вирішення таких завдань сприяє вихованню в учнів уваги, спостережливості та розвитку графічної грамотності.
Кількісні завдання - це завдання, в яких відповідь на поставлене питання не може бути отриманий без обчислень. При вирішенні таких завдань якісний аналіз так само необхідний, але його доповнюють ще і кількісним аналізом з підрахунком тих чи інших числових характеристик процесу.
Кількісні завдання поділяють за труднощі на прості і складні.
Під простими завданнями розуміють завдання, що вимагають нескладного аналізу, і простих обчислень, зазвичай в одне - дві дію. Для вирішення кількісних завдань можуть бути застосовані різні способи: алгебраїчний, геометричний, графічний.
Алгебраїчний спосіб вирішення завдань полягає у застосуванні формул і рівнянь. При геометричному способі використовують теореми геометрії, а при графічному - графіки.
У особливий тип виділяють завдання міжпредметного змісту відображають зв'язок фізики з іншими навчальними дисциплінами. У завданнях з історичним змістом зазвичай використовують факти з історії відкриття законів фізики або яких-небудь винахід. Вони мають велике пізнавальне виховне значення.
Експеримент в задачах використовують по-різному. В одних випадках з досвіду, що проводиться на демонстраційному столі, або з дослідів, виконуваних учнями самостійно, знаходять дані необхідні для вирішення задачі. В інших випадках завдання може бути вирішена на основі даних, зазначених в умовах завдання.
Досвід у таких випадках використовують для ілюстрації явищ і процесів, описаних в задачі, або для перевірки правильності рішення. Але якщо експеримент застосовується тільки для перевірки рішення, завдання неправомірно називати експериментальною. Суттєвою ознакою експериментальних завдань є те, що при їх вирішенні і дані беруться з досвіду.
У процесі вирішення експериментальних завдань в учнів розвивається спостережливість, удосконалюються навички поводження з приладами. При цьому школярі глибше пізнають суть фізичних явищ і законів.
У графічних завданнях у процесі вирішення використовують графіки. По ролі графіків у вирішенні завдань розрізняють такі, відповідь на який може бути отриманий на основі аналізу вже має графіка, і в яких потрібно графічно виразити функціональну залежність між величинами.
Рішення графічних завдань сприяє з'ясуванню функціональної залежності між величинами, прищеплювання навичок роботи з графіком. У цьому їх пізнавальне і політехнічна знання.
Фізичні задачі, в умові яких не вистачає даних для їх вирішення називають завданнями з неповними даними. Відсутні дані для таких завдань знаходять в довідниках, таблицях і в інших джерелах. З такими завданнями учні будуть часто зустрічатися в житті, тому рішення в школі подібних завдань дуже цінно. Для того, щоб проявити учням інтерес до розв'язання задач необхідно їх вміло підбирати. Зміст завдань має бути зрозумілим і цікавим, коротко і чітко сформульованим. Математичні операції в задачі не повинні затушовувати її фізичний зміст, необхідно уникати штучності і застарілих числових даних в умовах завдань. Починати рішення задач за темами потрібно з найпростіших, в яких увага учнів зосереджується на закономірності, що вивчається в даній темі, або на уточненні ознак нового поняття, встановлення його зв'язку з іншими поняттями. Потім поступово треба переходити до більш важким завданням.
2. Аналітико-синтетичний метод розв'язання фізичних задач
Аналітико-синтетичний метод - основний метод вирішення завдань з фізики в середній школі у всіх класах. Вдале застосування його в навчальному процесі дозволяє вести учнів з правильного шляху відшукання рішення задачі, і сприяє розвитку їх логічного мислення.
У методичних посібниках з фізики досить часто аналіз, і синтез розглядають як два самостійних методу. При вирішенні фізичних завдань використовують аналіз і синтез, взяті в сукупності, тобто практично застосовують аналітико-синтетичний метод. При цьому методі рішення шляхом аналізу, починаючи з питання завдання, з'ясовують, що треба знати для її вирішення, і, поступово розчленовуючи складну задачу на ряд простих, доходять до відомих величин, даних в умові. Потім за допомогою синтезу міркування проводять в зворотному порядку: використовуючи відомі величини, і підбираючи необхідні співвідношення, виробляють ряд дій, в результаті яких знаходять невідоме. Пояснимо це на прикладі наступного завдання: "Знайдіть тиск на грунт гусеничного трактора масою 10 т, якщо довжина опорної частини гусениці 2 м, а ширина 50 см".
Аналіз: Щоб визначити тиск трактора на грунт, треба знати чинну на нього силу тяжіння, і площа опори. Сила тяжіння в задачі не дана, площа опори не вказана. Для визначення загальної площі опори, тобто площі опорної частини двох гусениць, треба дізнатися площа опори однієї гусениці і помножити її на два. Площа однієї частини однієї гусениці можна визначити, тому що відомі її ширина і довжина. Силу тяжіння, що діє на трактор, можна знайти за відомою його масі.
Синтез: Міркування ведуть у зворотному порядку, в його ході складають план рішення і роблять необхідні обчислення. Послідовність міркування приблизно наступна. Знаючи ширину довжину опорної частини гусениці, можна визначити опорну площу однієї гусениці. Для цього треба довжину на ширину. Знаючи опорну площу однієї гусениці, можна визначити загальну площу опори трактора. Для цього треба знайдену площу, тобто площа опорної частини однієї гусениці, помножити на два. Знаючи масу трактора, знаходять силу тяжіння, що діє на нього. За силою тяжіння і площі опори можна визначити тиск трактора на грунт. Для цього силу тяжіння треба розділити на площу опори.
3. Методика вирішення якісних завдань
Як вже було сказано вище, завдання-питання вирішують усно. Щоб виховати в учнів навик свідомого підходу до вирішення якісних завдань, потрібна певна система роботи з ними вчителя і продумана методика навчання. Чимале значення має правильний підбір завдань. Найбільш доступні на перших порах завдання, в яких пропонується дати пояснення явищем природи, чи фактам, відомим учням з особистого досвіду. У них учні побачать зв'язок з життям.
З метою розширення політехнічного кругозору учнів потрібно вже 5 класу вводити з умови задач нові для учнів відомості, включаючи технічні. Важливо враховувати при підборі завдань характер виробничого оточення школи та місцеві умови.
Рішення якісних завдань включає три етапи: читання умови, аналіз завдання та розв'язання.
При аналізі зміст завдання використовують перш за все загальні закономірності, відомі учням з даної теми. Після цього з'ясовують, як конкретно має бути пояснено те явище, яке описано в задачі. Відповідь до задачі отримують як завершення проведеного аналізу.
У якісних завданнях аналіз умови тісно зливається з отриманням потрібного обгрунтованої відповіді.
Приклад:
Реактивний двигун робить роботу при переміщенні ракети. У наслідку цього енергія ракета зростає.
Нехай Е 1 - механічна енергія ракети в початковий момент часу;
А - робота, здійснена двигуном за деякий проміжок часу;
Е 2 - механічна енергія ракети кінцевий момент часу.
Тоді можна стверджувати, що зміна механічної енергії тіла дорівнює роботі зовнішньої сили.
Е 2 - Е 1 = А,
або
Е 2 = Е 1 + А.
У даному прикладі робота, здійснена двигуном, позитивна. Тому енергія ракети зростала.
4. Методика вирішення кількісних завдань
Вирішення складних кількісних завдань на уроці складається зазвичай з наступних елементів: читання умови задачі, короткої записи умови і його повторення, виконання малюнка, схеми або креслення, аналізу фізичного змісту задачі і виявлення шляхів (способів) її рішення, складання плану рішення та виконання рішення у загальному вигляді, прикидки і обчислення, аналізу результату і перевірки рішення.
Читання і запис умови задачі.
Текст завдання слід вчителю читати неквапливо, чітко. Потім коротко записати умову і зробити креслення або схему. Умова потрібно ще раз повторити.
Аналіз умови.
При розборі завдання перш за все звертають увагу на фізичну сутність її, на з'ясування фізичних процесів, і законів, які розглядаються в даній задачі, залежностей між фізичними величинами.
Потрібно терпляче, крок за кроком привчати учнів, починаючи з сьомого класу, проводити аналіз завдання для відшукання правильного шляху рішення, так як це сприяє розвитку логічного мислення, учнів, і виховує свідомий підхід до вирішення завдань.
Розбір завдання на уроці часто проводять колективно у вигляді бесіди вчителя з учнями, вході якого вчитель в результаті обговорення логічно пов'язаних м / у собою питань поступово підводить учнів до найбільш раціонального способу вирішення завдань. Іноді корисно розібрати декілька варіантів вирішення однієї і тієї ж задачі, зіставити їх, і вибрати найбільш раціональний. Потрібно систематично привчати учнів самостійно аналізувати задачі, вимагаючи від них цілком свідомого і обгрунтованого міркування.
Рішення завдання.
Після розбору умови завдання переходять до її вирішення. Рішення задачі необхідно супроводжувати короткими поясненнями.
Відповідь завдання рекомендується виділити, наприклад підкреслити його. Все це привчати школярів до чіткості й акуратності в роботі.
Перевірка та оцінка відповідей.
Отриманий відповідь завдання необхідно перевірити. Перш за все потрібно звернути увагу учнів на реальність відповіді. У деяких випадках при вирішенні завдання учні отримують результати, явно не відповідають умові задачі, а іноді суперечать здоровому глузду. Відбувається це від того, що в процесі обчислень вони втрачають зв'язок з конкретним умовою задачі.
Необхідно навчить школярів оцінювати порядок відповіді не тільки з математичної, але і з фізичної точки зору, щоб учні одразу бачили абсурдність таких, наприклад, відповідей: ккд якого або механізму більше ста відсотків, температура води при звичайних умовах менше 0
або більше 100
Учні повинні засвоїти, що правильність рішення задачі можна перевірити, вирішивши її іншим способом і зіставити результати цих рішень, а також виконавши операції з найменуваннями одиниць фізичних величин і порівнявши відповідь з тим найменуванням, яке повинне вийти в задачі. Щоб перевірити правильність знайденого рішення в загальному вигляді над у формулу, яка має рішення, замість буквених позначень величин підставити найменування одиниць фізичних величин і провести з ними ті ж операції, які виконувалися б з обчисленнями. Нехай, наприклад, ми знайшли формулу для визначення осадки "корабля, банки". Для перевірки рішення замість літер підставляємо одиниці фізичних величин. У результаті отримуємо (М) (метр), тобто найменування одиниці довжини, що і відповідає умові завдання.
Приклад:
Завдання. З висоти h = 2м над землею зі швидкістю v 0 = 4м / с кидають кулю в горизонтальному напрямку. Визначити час падіння кулі на землю: дальність польоту, швидкість тіла через 0,2 секунд після початку руху.
Дано: v 0 = 4 м / с, h = 2 м, t = 0,2 с, q = 9,8 м / с, t -?, L -?
Рішення: Рух кулі складне: по горизонталі - рівномірний, по вертикалі - вільне падіння. Скористаємося принципом не залежно рухів. Знайдемо час, який тіло падало б прямовисно з висоти h = 2 м.
При вільному падінні: => = 0,63 с. Оскільки рух по горизонталі, в якому бере участь куля, і по вертикалі не залежні, в той час падіння кулі виявиться таким же:
За час падіння куля, рухаючись рівномірно по горизонталі, пролетить:
S max = v * t = 2.5 м
Принцип незалежності рухів дозволить виконати і третє завдання - визначити значення швидкості кулі через 02 с. Якщо б тіло рухаючись тільки уздовж осі ОХ, то його швидкість залишилося б незмінною, рівної v х = 4м/с.Еслі б тіло лише падало прямовисно, то за час 0,2 с воно, згідно з формулою вільного падіння, набрало б швидкість:
v у = qt = 9/8м/с 2 0,2 с = 2м / с.
Результуюча ж швидкість кулі знаходиться за правилом додавання векторів.
Застосувавши теорему Піфагора отримуємо:
5. Способи запису умови та розв'язання задач
Можна застосовувати різні форми запису умови задачі, але будь-яка з них повинна задовольняти основним вимогам стислості і ясності.
Відносно запису вирішення завдань з фізики вчителя пред'являють до учнів різні вимоги. Одні, наприклад, вимагають проводити запис рішення з планом, інші з коротким поясненням, а треті обмежуються тільки обчисленнями.
Пояснимо сказані на конкретних прикладах завдань, для 7-8 класів.
Задача 1
Прямокутний басейн площею 250 м 2 і глибиною 4 м наповнений морською водою. Яке тиск води на його дно?
Дано: S = 250 м 2, h = 4 м,
= 1030 кг / м 3, F -? P -?
Рішення: Сила, з якої вода тисне на дно посудини, дорівнює силі тяжіння, що діє на воду;
Виконав:
Падалаев Назарбек Тагірович
Керівник:
Ажіев Магомед Вахаевіч
Зміст
Введення
1. Види завдань і способи їх вирішення
2. Аналітико-синтетичний метод розв'язання фізичних задач
3. Методика вирішення якісних завдань
4. Методика вирішення кількісних завдань
5. Способи запису умови та розв'язання задач
6. Методика рішення експериментальних завдань
Література
Введення
Рішення задач з фізики в 7-8 класах-необхідний елемент навчальної роботи. Завдання дають матеріал для вправ, що вимагають застосування фізичних закономірностей до явищ, що протікають в тих чи інших конкретних умовах. Тому вони мають велике значення для конкретизації знань учнів, для прищеплення або уміння бачити різні конкретні прояви загальних законів. Без такої конкретизації знання залишаються книжковими, не мають практичної цінності. Рішення задач сприяє більш глибокому і міцному умові фізичних законів, розвитку логічного мислення, кмітливості, ініціативи, волі до наполегливості в досягнення поставленої мети, викликає інтерес до фізики, допомагає навичок самостійної роботи і є незамінним засобом для розвитку самостійності судження. Рішення завдань - це один з методів пізнання взаємозв'язку законів природи.
Рішення задач на уроці іноді дозволяє в вести нові поняття і формули, з'ясувати досліджувані закономірності, підійти до викладу нового матеріалу.
У процесі вирішення завдань учні безпосередньо стикаються з необхідністю застосувати отримані знання з фізики в житті, глибше усвідомлюють зв'язок теорії з практикою.
Рішення завдань - одне з важливих засобів повторення, закріплення та перевірки знань учнів.
1. Види завдань і способи їх вирішення
Завдання з фізики різноманітні за змістом, і за дидактичним цілям. Їх можна класифікувати за різними ознаками.
За способом вираження умови фізичні завдання діляться на чотири основних види: текстові, експериментальні, графічні і завдання малюнки.
Кожен з них, у свою чергу, поділяється на кількісні (або розрахункові) і якісні (або завдання питання). У той же час основні види завдань можна розділити за ступенем складності на легкі і важкі, тренувальні та творчі завдання й інші типи.
У навчальному процесі з фізики найбільш часто використовують текстові задачі, в яких умова виражено словесно, текстуально, причому в умові є всі необхідні дані, крім фізичних сталих. За способами вирішення їх поділяють завдання - питання, і розрахункові (кількісні).
При вирішенні задач-питань потрібно (без виконання розрахунків) пояснити, що те чи інше фізичне явище або передбачити, як воно буде протікати в певних умовах.
Як правило, у змісті таких завдань відсутні числові дані.
Відсутність обчислень при вирішенні задач-питань дозволяє зосередити увагу учнів на фізичній сутності. Необхідність обгрунтування відповідей на поставлені питання привчає школярів міркувати, допомагає глибше усвідомити сутність фізичних законів. Рішення задач-питань виконують, як правило усно, за виключення тих випадків, коли завдання містить графічний матеріал. Відповіді можуть бути виражені і малюнками.
До завдань-питань тісно примикають завдання - малюнки. У них вимагається усно дати відповіді на запитання або зобразити новий малюнок, що є відповіддю на малюнок завдання. Вирішення таких завдань сприяє вихованню в учнів уваги, спостережливості та розвитку графічної грамотності.
Кількісні завдання - це завдання, в яких відповідь на поставлене питання не може бути отриманий без обчислень. При вирішенні таких завдань якісний аналіз так само необхідний, але його доповнюють ще і кількісним аналізом з підрахунком тих чи інших числових характеристик процесу.
Кількісні завдання поділяють за труднощі на прості і складні.
Під простими завданнями розуміють завдання, що вимагають нескладного аналізу, і простих обчислень, зазвичай в одне - дві дію. Для вирішення кількісних завдань можуть бути застосовані різні способи: алгебраїчний, геометричний, графічний.
Алгебраїчний спосіб вирішення завдань полягає у застосуванні формул і рівнянь. При геометричному способі використовують теореми геометрії, а при графічному - графіки.
У особливий тип виділяють завдання міжпредметного змісту відображають зв'язок фізики з іншими навчальними дисциплінами. У завданнях з історичним змістом зазвичай використовують факти з історії відкриття законів фізики або яких-небудь винахід. Вони мають велике пізнавальне виховне значення.
Експеримент в задачах використовують по-різному. В одних випадках з досвіду, що проводиться на демонстраційному столі, або з дослідів, виконуваних учнями самостійно, знаходять дані необхідні для вирішення задачі. В інших випадках завдання може бути вирішена на основі даних, зазначених в умовах завдання.
Досвід у таких випадках використовують для ілюстрації явищ і процесів, описаних в задачі, або для перевірки правильності рішення. Але якщо експеримент застосовується тільки для перевірки рішення, завдання неправомірно називати експериментальною. Суттєвою ознакою експериментальних завдань є те, що при їх вирішенні і дані беруться з досвіду.
У процесі вирішення експериментальних завдань в учнів розвивається спостережливість, удосконалюються навички поводження з приладами. При цьому школярі глибше пізнають суть фізичних явищ і законів.
У графічних завданнях у процесі вирішення використовують графіки. По ролі графіків у вирішенні завдань розрізняють такі, відповідь на який може бути отриманий на основі аналізу вже має графіка, і в яких потрібно графічно виразити функціональну залежність між величинами.
Рішення графічних завдань сприяє з'ясуванню функціональної залежності між величинами, прищеплювання навичок роботи з графіком. У цьому їх пізнавальне і політехнічна знання.
Фізичні задачі, в умові яких не вистачає даних для їх вирішення називають завданнями з неповними даними. Відсутні дані для таких завдань знаходять в довідниках, таблицях і в інших джерелах. З такими завданнями учні будуть часто зустрічатися в житті, тому рішення в школі подібних завдань дуже цінно. Для того, щоб проявити учням інтерес до розв'язання задач необхідно їх вміло підбирати. Зміст завдань має бути зрозумілим і цікавим, коротко і чітко сформульованим. Математичні операції в задачі не повинні затушовувати її фізичний зміст, необхідно уникати штучності і застарілих числових даних в умовах завдань. Починати рішення задач за темами потрібно з найпростіших, в яких увага учнів зосереджується на закономірності, що вивчається в даній темі, або на уточненні ознак нового поняття, встановлення його зв'язку з іншими поняттями. Потім поступово треба переходити до більш важким завданням.
2. Аналітико-синтетичний метод розв'язання фізичних задач
Аналітико-синтетичний метод - основний метод вирішення завдань з фізики в середній школі у всіх класах. Вдале застосування його в навчальному процесі дозволяє вести учнів з правильного шляху відшукання рішення задачі, і сприяє розвитку їх логічного мислення.
У методичних посібниках з фізики досить часто аналіз, і синтез розглядають як два самостійних методу. При вирішенні фізичних завдань використовують аналіз і синтез, взяті в сукупності, тобто практично застосовують аналітико-синтетичний метод. При цьому методі рішення шляхом аналізу, починаючи з питання завдання, з'ясовують, що треба знати для її вирішення, і, поступово розчленовуючи складну задачу на ряд простих, доходять до відомих величин, даних в умові. Потім за допомогою синтезу міркування проводять в зворотному порядку: використовуючи відомі величини, і підбираючи необхідні співвідношення, виробляють ряд дій, в результаті яких знаходять невідоме. Пояснимо це на прикладі наступного завдання: "Знайдіть тиск на грунт гусеничного трактора масою 10 т, якщо довжина опорної частини гусениці 2 м, а ширина 50 см".
Аналіз: Щоб визначити тиск трактора на грунт, треба знати чинну на нього силу тяжіння, і площа опори. Сила тяжіння в задачі не дана, площа опори не вказана. Для визначення загальної площі опори, тобто площі опорної частини двох гусениць, треба дізнатися площа опори однієї гусениці і помножити її на два. Площа однієї частини однієї гусениці можна визначити, тому що відомі її ширина і довжина. Силу тяжіння, що діє на трактор, можна знайти за відомою його масі.
Синтез: Міркування ведуть у зворотному порядку, в його ході складають план рішення і роблять необхідні обчислення. Послідовність міркування приблизно наступна. Знаючи ширину довжину опорної частини гусениці, можна визначити опорну площу однієї гусениці. Для цього треба довжину на ширину. Знаючи опорну площу однієї гусениці, можна визначити загальну площу опори трактора. Для цього треба знайдену площу, тобто площа опорної частини однієї гусениці, помножити на два. Знаючи масу трактора, знаходять силу тяжіння, що діє на нього. За силою тяжіння і площі опори можна визначити тиск трактора на грунт. Для цього силу тяжіння треба розділити на площу опори.
3. Методика вирішення якісних завдань
Як вже було сказано вище, завдання-питання вирішують усно. Щоб виховати в учнів навик свідомого підходу до вирішення якісних завдань, потрібна певна система роботи з ними вчителя і продумана методика навчання. Чимале значення має правильний підбір завдань. Найбільш доступні на перших порах завдання, в яких пропонується дати пояснення явищем природи, чи фактам, відомим учням з особистого досвіду. У них учні побачать зв'язок з життям.
З метою розширення політехнічного кругозору учнів потрібно вже 5 класу вводити з умови задач нові для учнів відомості, включаючи технічні. Важливо враховувати при підборі завдань характер виробничого оточення школи та місцеві умови.
Рішення якісних завдань включає три етапи: читання умови, аналіз завдання та розв'язання.
При аналізі зміст завдання використовують перш за все загальні закономірності, відомі учням з даної теми. Після цього з'ясовують, як конкретно має бути пояснено те явище, яке описано в задачі. Відповідь до задачі отримують як завершення проведеного аналізу.
У якісних завданнях аналіз умови тісно зливається з отриманням потрібного обгрунтованої відповіді.
Приклад:
Реактивний двигун робить роботу при переміщенні ракети. У наслідку цього енергія ракета зростає.
Нехай Е 1 - механічна енергія ракети в початковий момент часу;
А - робота, здійснена двигуном за деякий проміжок часу;
Е 2 - механічна енергія ракети кінцевий момент часу.
Тоді можна стверджувати, що зміна механічної енергії тіла дорівнює роботі зовнішньої сили.
Е 2 - Е 1 = А,
або
Е 2 = Е 1 + А.
У даному прикладі робота, здійснена двигуном, позитивна. Тому енергія ракети зростала.
4. Методика вирішення кількісних завдань
Вирішення складних кількісних завдань на уроці складається зазвичай з наступних елементів: читання умови задачі, короткої записи умови і його повторення, виконання малюнка, схеми або креслення, аналізу фізичного змісту задачі і виявлення шляхів (способів) її рішення, складання плану рішення та виконання рішення у загальному вигляді, прикидки і обчислення, аналізу результату і перевірки рішення.
Читання і запис умови задачі.
Текст завдання слід вчителю читати неквапливо, чітко. Потім коротко записати умову і зробити креслення або схему. Умова потрібно ще раз повторити.
Аналіз умови.
При розборі завдання перш за все звертають увагу на фізичну сутність її, на з'ясування фізичних процесів, і законів, які розглядаються в даній задачі, залежностей між фізичними величинами.
Потрібно терпляче, крок за кроком привчати учнів, починаючи з сьомого класу, проводити аналіз завдання для відшукання правильного шляху рішення, так як це сприяє розвитку логічного мислення, учнів, і виховує свідомий підхід до вирішення завдань.
Розбір завдання на уроці часто проводять колективно у вигляді бесіди вчителя з учнями, вході якого вчитель в результаті обговорення логічно пов'язаних м / у собою питань поступово підводить учнів до найбільш раціонального способу вирішення завдань. Іноді корисно розібрати декілька варіантів вирішення однієї і тієї ж задачі, зіставити їх, і вибрати найбільш раціональний. Потрібно систематично привчати учнів самостійно аналізувати задачі, вимагаючи від них цілком свідомого і обгрунтованого міркування.
Рішення завдання.
Після розбору умови завдання переходять до її вирішення. Рішення задачі необхідно супроводжувати короткими поясненнями.
Відповідь завдання рекомендується виділити, наприклад підкреслити його. Все це привчати школярів до чіткості й акуратності в роботі.
Перевірка та оцінка відповідей.
Отриманий відповідь завдання необхідно перевірити. Перш за все потрібно звернути увагу учнів на реальність відповіді. У деяких випадках при вирішенні завдання учні отримують результати, явно не відповідають умові задачі, а іноді суперечать здоровому глузду. Відбувається це від того, що в процесі обчислень вони втрачають зв'язок з конкретним умовою задачі.
Необхідно навчить школярів оцінювати порядок відповіді не тільки з математичної, але і з фізичної точки зору, щоб учні одразу бачили абсурдність таких, наприклад, відповідей: ккд якого або механізму більше ста відсотків, температура води при звичайних умовах менше 0
Учні повинні засвоїти, що правильність рішення задачі можна перевірити, вирішивши її іншим способом і зіставити результати цих рішень, а також виконавши операції з найменуваннями одиниць фізичних величин і порівнявши відповідь з тим найменуванням, яке повинне вийти в задачі. Щоб перевірити правильність знайденого рішення в загальному вигляді над у формулу, яка має рішення, замість буквених позначень величин підставити найменування одиниць фізичних величин і провести з ними ті ж операції, які виконувалися б з обчисленнями. Нехай, наприклад, ми знайшли формулу для визначення осадки "корабля, банки". Для перевірки рішення замість літер підставляємо одиниці фізичних величин. У результаті отримуємо (М) (метр), тобто найменування одиниці довжини, що і відповідає умові завдання.
Приклад:
Завдання. З висоти h = 2м над землею зі швидкістю v 0 = 4м / с кидають кулю в горизонтальному напрямку. Визначити час падіння кулі на землю: дальність польоту, швидкість тіла через 0,2 секунд після початку руху.
Дано: v 0 = 4 м / с, h = 2 м, t = 0,2 с, q = 9,8 м / с, t -?, L -?
Рішення: Рух кулі складне: по горизонталі - рівномірний, по вертикалі - вільне падіння. Скористаємося принципом не залежно рухів. Знайдемо час, який тіло падало б прямовисно з висоти h = 2 м.
При вільному падінні: => = 0,63 с. Оскільки рух по горизонталі, в якому бере участь куля, і по вертикалі не залежні, в той час падіння кулі виявиться таким же:
За час падіння куля, рухаючись рівномірно по горизонталі, пролетить:
S max = v * t = 2.5 м
Принцип незалежності рухів дозволить виконати і третє завдання - визначити значення швидкості кулі через 02 с. Якщо б тіло рухаючись тільки уздовж осі ОХ, то його швидкість залишилося б незмінною, рівної v х = 4м/с.Еслі б тіло лише падало прямовисно, то за час 0,2 с воно, згідно з формулою вільного падіння, набрало б швидкість:
v у = qt = 9/8м/с 2 0,2 с = 2м / с.
Результуюча ж швидкість кулі знаходиться за правилом додавання векторів.
Застосувавши теорему Піфагора отримуємо:
5. Способи запису умови та розв'язання задач
Можна застосовувати різні форми запису умови задачі, але будь-яка з них повинна задовольняти основним вимогам стислості і ясності.
Відносно запису вирішення завдань з фізики вчителя пред'являють до учнів різні вимоги. Одні, наприклад, вимагають проводити запис рішення з планом, інші з коротким поясненням, а треті обмежуються тільки обчисленнями.
Пояснимо сказані на конкретних прикладах завдань, для 7-8 класів.
Задача 1
Прямокутний басейн площею 250 м 2 і глибиною 4 м наповнений морською водою. Яке тиск води на його дно?
Дано: S = 250 м 2, h = 4 м,
Рішення: Сила, з якої вода тисне на дно посудини, дорівнює силі тяжіння, що діє на воду;
F = Fт;
Fт = qm;
m = PV; V = Sh = 250 м 2 * 4 м = 1000 м 3;
m = 1030 кг / м 3 * 1000 м 3 = 1030000 кг.
F = Fт = 9,8 Н / кг * 1030000 кг = 10000000 H = 10 липня H
Тиск Р = F / S = 10000000/150 м 2 = 40000 Н/м2 = 4 * 10 4 Па.
Відповідь: P = 4 * 10 4 Па.
Задача 2
Опорні черевики крокуючі екскаватори являють собою дві пустотілі банки довжиною 16 см, і шириною 2,5 м кожна. Визначте екскаватора на грунт, якщо маса його становить 1150 кг.
Дано:
, 
, 
, 
Рішення:
1.
2.
3.
4.
.
Відповідь:
.
Задача 3
Скільки сухих дров треба спалити в кормозапарніке, щоб нагріти воду масою 100 кг від 10̊ C до кипіння? ККД кормозапарніке 15
.
Дано:
, 
, 
, 
Рішення:
1. Кількість теплоти, необхідне для нагрівання води:
2. Кількість теплоти, що виділяється при згорянні дров:
n = 0,15 * Q = g gp * m gp
3. Запишемо формулу для n і з отриманого рівняння знайдемо
: 
Звідси
.
Обчислення:
Відповідь:
Відповідь завдання реальний, досвід підказує, що приблизно таку масу дров треба спалити для нагрівання води потрібної нам маси. Зауважимо ще, що завдання, в яких заданий ККД, краще всього починати вирішувати із запису формули ККД:
Звідки
Задача 4
До батареї, що дає напругу 24В, під'єднані послідовно дві лампи по 15 Ом і електричний дзвінок. Сила струму в ланцюзі дорівнює 0,3 А. Визначте опір дзвінка.
Дано: V = 24, В n = 2, R = 15 Ом, I = 0,3 А,
Рішення:
1-й спосіб:
1.
, Тому що з'єднання приймачів послідовне.
2.
(Закон Ома) ( 
)
3.
Обчислення:
2-й спосіб:
1.
(Закон Ома)
2.
, Тому що з'єднання провідників послідовне
3.
Обчислення:
Відповідь:
.
6. Методика рішення експериментальних завдань
Методи рішення експериментальних завдань значною мірою залежить від ролі експерименту в їх вирішенні. В інших типах експериментальних завдань яскраво виступає їх специфіка, і тому методика рішення, і оформлення має свої особливості.
Рішення та оформлення експериментальної завдання розрахункового характеру складається з наступних елементів: постановка задачі, аналіз умови, вимірювання, розрахунок, досвідчена перевірка відповіді.
Постановка завдання. На столі є просто-я жерстяна банка, ваги, гирі, масштабна лінійка, посудину з водою, пісок. Для забезпечення вершинного положення банки при плаванні її трохи занурюють піском. Визначте глибину опади банки при її зануренні у воду.
У даному випадки умову задачі можна висловити малюнком з підписом питання під ним. Потім переходять до аналізу, з'ясовують, які зміни необхідно виконати для вирішення задачі.
Аналіз. Ванна буде занурюватися у воду до тих пір, поки сила тяжіння, що діє на неї разом з піском, не врівноважиться витаннівающей силою води, що діє на банку знизу. У цьому випадки
. Але тому Архімедова сила 
дорівнює вазі витісненої тілом рідини, то 
, Де Vв - об'єм зануреної частини банки, 
- Щільність води.
Обсяг зануреної частини дорівнює добутку площі основи (S) на глибину занурення у воду (h). Отже,
F A = qP в hS
Звідки
(1).
З формули (1) видно, що для вирішення завдання треба знати вагу банки з піском, щільність води і площа підстави банки.
Виміри. Вимірюють вага F банки з піском за допомогою динамометра.
Вимірюють дину l і ширину a підстави. Визначають площу основи S = la.
Щільність води
.
Дослідна перевірка. На вертикальній банку кольоровою лінією відзначають глибину занурення, знайдену з досвіду і наступних розрахунків, і ставлять банку у посудину з водою. Досвід показує, що глибина занурення збігається зі знайденим значенням.
У зв'язку з вирішенням задачі принцип визначення опади корабля.
В експериментальних якісних завданнях досвід ставлять в той момент, коли в ньому виникає необхідність.
Деякі експериментальні задачі можуть бути поставлені фронтально. Приклади таких завдань: "Тиск води на дно склянки, користуючись лінійкою" (VII клас), "Визначте потужність струму, споживаного електролампою". У цьому випадку вони виконують роль фронтальних дослідів.
Література
1. Антипин І.Р. Експериментальні задачі з фізики у 6-7 класах. -М: Освіта 1974.
2. Володарський В.Є., Янцев В.М. Завдання і питання по Фізиці міжпредметного змісту.
3. Калінецкій С.Є., Орєхов В.П. Методика розв'язування задач з фізики в середній школі. - М: Освіта, 1987.
4. Тульгінскій М.Є. Якісні задачі з фізики у 6-7 класах. - М: Освіта, 1976.
Fт = qm;
m = PV; V = Sh = 250 м 2 * 4 м = 1000 м 3;
m = 1030 кг / м 3 * 1000 м 3 = 1030000 кг.
F = Fт = 9,8 Н / кг * 1030000 кг = 10000000 H = 10 липня H
Тиск Р = F / S = 10000000/150 м 2 = 40000 Н/м2 = 4 * 10 4 Па.
Відповідь: P = 4 * 10 4 Па.
Задача 2
Опорні черевики крокуючі екскаватори являють собою дві пустотілі банки довжиною 16 см, і шириною 2,5 м кожна. Визначте екскаватора на грунт, якщо маса його становить 1150 кг.
Дано:
Рішення:
1.
2.
3.
4.
Відповідь:
Задача 3
Скільки сухих дров треба спалити в кормозапарніке, щоб нагріти воду масою 100 кг від 10̊ C до кипіння? ККД кормозапарніке 15
Дано:
Рішення:
1. Кількість теплоти, необхідне для нагрівання води:
2. Кількість теплоти, що виділяється при згорянні дров:
n = 0,15 * Q = g gp * m gp
3. Запишемо формулу для n і з отриманого рівняння знайдемо
Звідси
Обчислення:
Відповідь:
Відповідь завдання реальний, досвід підказує, що приблизно таку масу дров треба спалити для нагрівання води потрібної нам маси. Зауважимо ще, що завдання, в яких заданий ККД, краще всього починати вирішувати із запису формули ККД:
Звідки
Задача 4
До батареї, що дає напругу 24В, під'єднані послідовно дві лампи по 15 Ом і електричний дзвінок. Сила струму в ланцюзі дорівнює 0,3 А. Визначте опір дзвінка.
Дано: V = 24, В n = 2, R = 15 Ом, I = 0,3 А,
Рішення:
1-й спосіб:
1.
2.
3.
Обчислення:
2-й спосіб:
1.
2.
3.
Обчислення:
Відповідь:
6. Методика рішення експериментальних завдань
Методи рішення експериментальних завдань значною мірою залежить від ролі експерименту в їх вирішенні. В інших типах експериментальних завдань яскраво виступає їх специфіка, і тому методика рішення, і оформлення має свої особливості.
Рішення та оформлення експериментальної завдання розрахункового характеру складається з наступних елементів: постановка задачі, аналіз умови, вимірювання, розрахунок, досвідчена перевірка відповіді.
Постановка завдання. На столі є просто-я жерстяна банка, ваги, гирі, масштабна лінійка, посудину з водою, пісок. Для забезпечення вершинного положення банки при плаванні її трохи занурюють піском. Визначте глибину опади банки при її зануренні у воду.
У даному випадки умову задачі можна висловити малюнком з підписом питання під ним. Потім переходять до аналізу, з'ясовують, які зміни необхідно виконати для вирішення задачі.
Аналіз. Ванна буде занурюватися у воду до тих пір, поки сила тяжіння, що діє на неї разом з піском, не врівноважиться витаннівающей силою води, що діє на банку знизу. У цьому випадки
Обсяг зануреної частини дорівнює добутку площі основи (S) на глибину занурення у воду (h). Отже,
F A = qP в hS
Звідки
З формули (1) видно, що для вирішення завдання треба знати вагу банки з піском, щільність води і площа підстави банки.
Виміри. Вимірюють вага F банки з піском за допомогою динамометра.
Вимірюють дину l і ширину a підстави. Визначають площу основи S = la.
Щільність води
Дослідна перевірка. На вертикальній банку кольоровою лінією відзначають глибину занурення, знайдену з досвіду і наступних розрахунків, і ставлять банку у посудину з водою. Досвід показує, що глибина занурення збігається зі знайденим значенням.
У зв'язку з вирішенням задачі принцип визначення опади корабля.
В експериментальних якісних завданнях досвід ставлять в той момент, коли в ньому виникає необхідність.
Деякі експериментальні задачі можуть бути поставлені фронтально. Приклади таких завдань: "Тиск води на дно склянки, користуючись лінійкою" (VII клас), "Визначте потужність струму, споживаного електролампою". У цьому випадку вони виконують роль фронтальних дослідів.
Література
1. Антипин І.Р. Експериментальні задачі з фізики у 6-7 класах. -М: Освіта 1974.
2. Володарський В.Є., Янцев В.М. Завдання і питання по Фізиці міжпредметного змісту.
3. Калінецкій С.Є., Орєхов В.П. Методика розв'язування задач з фізики в середній школі. - М: Освіта, 1987.
4. Тульгінскій М.Є. Якісні задачі з фізики у 6-7 класах. - М: Освіта, 1976.