Материал для учителей физики "Решение качественных задач – одна из форм развития познавательной деятельности учащихся"

В изучении курса физики решение задач имеет исключительно большое значение, и им отводится значительная часть курса.

Решение и анализ задач позволяет понять и запомнить основные законы и формулы физики, создает представление об их характерных особенностях и границ применения. Задачи развивают навык в использовании общих законов материального мира для решения конкретных вопросов, имеющих практическое и познавательное значения. Умения решать задачи является лучшим критерием оценки глубины изучения материала и его усвоения.

В основу каждой задачи положено то или иное частное проявление одного или нескольких фундаментальных законов природы и их следствие. Поэтому, прежде чем приступить к решению задач какого-либо раздела курса, следует тщательно проработать теорию вопроса и внимательно разобрать иллюстрирующие ее примеры. Без твердого знания теории нельзя рассчитывать на успешное решение и анализ даже сравнительно простых задач.

Одним из видов решения задач являются качественные задачи. Качественные задачи по физике появились в русской методической литературе свыше 180 лет назад.

Качественные задачи по физике способствуют углублению знаний учащихся. Они служат также средством проверки знаний и практических навыков школьников. Умелое применение учителем качественных задач повышает интерес учащихся к физике и поддерживает активное восприятие или материалы в течение урока.

Решение качественных задач, учит анализировать явления, развивает логическое мышление, смекалку, творческую фантазию, умение применять теоретические знания для объяснения явлений природы, быта, техники, расширяет технический кругозор учащихся, подготавливает их к практической деятельности.

Качественные задачи дают возможность учителю ввести упражнения в те разделы курса физики средней школы, которые рассматриваются только с качественной стороны (например, гидродинамика, электромагнетизм, волновая оптика и др. ).

Обычно при изложении нового физического закона учитель пользуется индуктивным методом: устанавливает общую закономерность рассматриваемых явлений на основе многих частных случаев (в процессе демонстрации опытов в классе, проведение лабораторной работы, разбора наглядных примеров из жизни и т. п. ).

Большинство физических задач решается дедуктивным путем: применяют общие физические законы к конкретному случаю. Чтобы связать данное явление с одним или несколькими законами, надо расчленить сложное явление на ряд простых, т. е. применить анализ. Для соединения в общий вывод следствий, полученных из отдельных законов, используется синтез.

При решении задач по физике анализ и синтез неразрывно связаны между собой, т. е. применяется единый аналитико-синтетический метод.

При решении качественных задач применяются следующие три приема: эвристический, графический и экспериментальный. Они могут сочетаться, дополняя друг друга,

Эвристический прием: состоит в постановке и разрешении ряда взаимно связанных качественных вопросов, ответы на которые содержатся либо в условии задачи, либо в известных ученику физических законах.

Этот прием имеет ряд методических достоинств: он учит анализировать физические явления, описанные в задаче, синтезировать данные ее условия с содержанием известных физических законов, обобщать факты, делать выводы.

Графический прием: применим к тем качественным задачам, условия которых формулируются с помощью различных видов иллюстраций. Использование его позволяет получить ответ на вопрос задачи в процессе исследования соответствующего чертежа, графика-схемы, рисунка, фотографии и т. п.

Достоинство этого приема — наглядность и лаконичность. Он развивает функциональное мышление школьников, приучает их к точности, аккуратности. Особенно велика его ценность в тех случаях, когда дана последовательность рисунков, фиксирующих определенные стадии развития явления или протекание процесса. В некоторых разделах курса физики средней школы (электромагнетизм, волновая оптика) графический прием оказывается преобладающим при решении качественных задач.

Экспериментальный прием: заключается в получении ответа на вопрос задачи на основании опыта, поставленного и проведенного в соответствии с ее условиями. В таких задачах обычно предлагается ответить на вопрос: "Что произойдет?", " Как делать?"

В процессе экспериментального решения качественных задач школьники становятся как бы исследователями, развивается их любознательность, активность, формируются практические умения, навыки работы с физическими приборами. При правильно поставленном опыте ответ, полученный экспериментальным путем, не вызывает сомнений.

В это же время эксперимент не объясняет, почему именно так, а не иначе протекает явление. На помощь приходит словесное доказательство.

В основе любого из приемов решения задачи лежит аналитико-синтетический метод. Можно указать на таблицу-схему использования этого метода для решения большинства качественных задач:

1. Ознакомление с условием задачи.

Внимательное чтение ее текста, выяснение неизвестных терминов, названий деталей конструкции и т. п. Повторение текста (при устном решении), полная или сокращенная запись условия (при письменном решении). Выделение главного вопроса задачи (что неизвестно? что требуется определить? какова конечная цель решения?)

2. Анализ содержания задачи.

Исследование искомых данных (что дано? что известно?)

Выявление физического смысла задачи (О каких явлениях, фактах, свойствах тел, состояниях системы и т. п. говорится в ней? Какая связь между ними?). Подробное рассматривание графика, чертежа, схемы, рисунка и т. п., приведенных в задаче или построенных в процессе ее решения. Внесение дополнительных (уточняющих) условий для получения однозначного ответа.

3. Составление плана решения.

Построение аналитической цепи умозаключений, начинающихся с вопроса задачи и оканчивающейся либо данными ее условия, либо результатом проведенного эксперимента, либо табличными сведениями, либо формулировками законов и определений физических величин.

4. Осуществление плана решения.

Построение синтетической цепи умозаключений, начинающейся с формулировок соответствующих физических законов, определений физических величин, описания свойств, качеств, состояний тела и оканчивающейся ответом на вопрос задачи.

5. Проверка ответа.

Постановка необходимого физического эксперимента, решения этой же задачи другими способами, сопоставление полученного ответа с общими принципами физики (законами сохранения энергии; массы заряда; законами Ньютона, Лоренца и др. ),

Повышению мыслительной активности учащихся в значительной мере способствует разнообразие формулировок качественных задач. Как известно, условие этих задач может быть представлено в виде текста, текста с поясняющим его рисунком, в виде рисунка с вопросом, графика с пояснительным текстом и т. п.

В первом случае формулировка задачи играет особо важную роль и, незначительно видоизменив текст типичной задачи, можно немного повысить интерес ребят к ее решению, активизировать их деятельность, направить ее на поиск решения проблемы.

Например: так, задача "Почему лед под слоем соломы или древесных опилок долго не тает даже в летние дни?" обычно не вызывает особого оживления ребят. Но если ее сформулировать иначе, создав проблемную ситуацию и подчеркнув практическую значимость проблемы, то цель решения задачи осознается учениками лучше и они более активно участвуют в обсуждении способов ее решения. Приведенную выше задачу мы формулируем, например, следующим образом: "Как сохранить летом большие запасы льда?".

Применяя задачи-рисунки, мы стараемся активизировать мыслительную деятельность школьников тем, что представляем им возможность самим формулировать условия задач. С этой целью мы указываем на рисунке все необходимые для решения данные и предлагаем учащимся самостоятельно составить тест задачи, поставить вопрос и ответить на него.

Весь материал - в документе.

Решение качественных задач – одна из форм развития познавательной деятельности учащихся

В изучении курса физики решение задач имеет исключительно большое значение, и им отводится значительная часть курса.

Решение и анализ задач позволяет понять и запомнить основные законы и формулы физики, создает представление об их характерных особенностях и границ применения. Задачи развивают навык в использовании общих законов материального мира для решения конкретных вопросов, имеющих практическое и познавательное значения. Умения решать задачи является лучшим критерием оценки глубины изучения материала и его усвоения.

В основу каждой задачи положено то или иное частное проявление одного или нескольких фундаментальных законов природы и их следствие. Поэтому, прежде чем приступить к решению задач какого-либо раздела курса, следует тщательно проработать теорию вопроса и внимательно разобрать иллюстрирующие ее примеры. Без твердого знания теории нельзя рассчитывать на успешное решение и анализ даже сравнительно простых задач.

Одним из видов решения задач являются качественные задачи. Качественные задачи по физике появились в русской методической литературе свыше 180 лет назад.

Качественные задачи по физике способствуют углублению знаний учащихся. Они служат также средством проверки знаний и практических навыков школьников. Умелое применение учителем качественных задач повышает интерес учащихся к физике и поддерживает активное восприятие или материалы в течение урока.

Решение качественных задач, учит анализировать явления, развивает логическое мышление, смекалку, творческую фантазию, умение применять теоретические знания для объяснения явлений природы, быта, техники, расширяет технический кругозор учащихся, подготавливает их к практической деятельности.

Качественные задачи дают возможность учителю ввести упражнения в те разделы курса физики средней школы, которые рассматриваются только с качественной стороны (например, гидродинамика, электромагнетизм, волновая оптика и др.).

Обычно при изложении нового физического закона учитель пользуется индуктивным методом: устанавливает общую закономерность рассматриваемых явлений на основе многих частных случаев (в процессе демонстрации опытов в классе, проведение лабораторной работы, разбора наглядных примеров из жизни и т.п.).

Большинство физических задач решается дедуктивным путем: применяют общие физические законы к конкретному случаю. Чтобы связать данное явление с одним или несколькими законами, надо расчленить сложное явление на ряд простых, т.е. применить анализ. Для соединения в общий вывод следствий, полученных из отдельных законов, используется синтез.

При решении задач по физике анализ и синтез неразрывно связаны между собой, т.е. применяется единый аналитико-синтетический метод.

При решении качественных задач применяются следующие три приема: эвристический, графический и экспериментальный. Они могут сочетаться, дополняя друг друга,

Эвристический прием: состоит в постановке и разрешении ряда взаимно связанных качественных вопросов, ответы на которые содержатся либо в условии задачи, либо в известных ученику физических законах.

Этот прием имеет ряд методических достоинств: он учит анализировать физические явления, описанные в задаче, синтезировать данные ее условия с содержанием известных физических законов, обобщать факты, делать выводы.

Графический прием: применим к тем качественным задачам, условия которых формулируются с помощью различных видов иллюстраций. Использование его позволяет получить ответ на вопрос задачи в процессе исследования соответствующего чертежа, графика-схемы, рисунка, фотографии и т.п.

Достоинство этого приема — наглядность и лаконичность. Он развивает функциональное мышление школьников, приучает их к точности, аккуратности. Особенно велика его ценность в тех случаях, когда дана последовательность рисунков, фиксирующих определенные стадии развития явления или протекание процесса. В некоторых разделах курса физики средней школы (электромагнетизм, волновая оптика) графический прием оказывается преобладающим при решении качественных задач.

Экспериментальный прием: заключается в получении ответа на вопрос задачи на основании опыта, поставленного и проведенного в соответствии с ее условиями. В таких задачах обычно предлагается ответить на вопрос: "Что произойдет?" , " Как делать?"

В процессе экспериментального решения качественных задач школьники становятся как бы исследователями, развивается их любознательность, активность, формируются практические умения, навыки работы с физическими приборами. При правильно поставленном опыте ответ, полученный экспериментальным путем, не вызывает сомнений. В это же время эксперимент не объясняет, почему именно так, а не иначе протекает явление. На помощь приходит словесное доказательство.

В основе любого из приемов решения задачи лежит аналитико-синтетический метод. Можно указать на таблицу-схему использования этого метода для решения большинства качественных задач:

1. Ознакомление с условием задачи.

Внимательное чтение ее текста, выяснение неизвестных терминов, названий деталей конструкции и т.п. Повторение текста (при устном решении), полная или сокращенная запись условия (при письменном решении). Выделение главного вопроса задачи (что неизвестно? что требуется определить? какова конечная цель решения?)

2. Анализ содержания задачи.

Исследование искомых данных (что дано? что известно?)

Выявление физического смысла задачи (О каких явлениях, фактах, свойствах тел, состояниях системы и т.п. говорится в ней? Какая связь между ними?). Подробное рассматривание графика, чертежа, схемы, рисунка и т.п., приведенных в задаче или построенных в процессе ее решения. Внесение дополнительных (уточняющих) условий для получения однозначного ответа.

3. Составление плана решения.

Построение аналитической цепи умозаключений, начинающихся с вопроса задачи и оканчивающейся либо данными ее условия, либо результатом проведенного эксперимента, либо табличными сведениями, либо формулировками законов и определений физических величин.

4. Осуществление плана решения.

Построение синтетической цепи умозаключений, начинающейся с формулировок соответствующих физических законов, определений физических величин, описания свойств, качеств, состояний тела и оканчивающейся ответом на вопрос задачи.

5. Проверка ответа.

Постановка необходимого физического эксперимента, решения этой же задачи другими способами, сопоставление полученного ответа с общими принципами физики (законами сохранения энергии; массы заряда; законами Ньютона, Лоренца и др.),

Повышению мыслительной активности учащихся в значительной мере способствует разнообразие формулировок качественных задач. Как известно, условие этих задач может быть представлено в виде текста, текста с поясняющим его рисунком, в виде рисунка с вопросом, графика с пояснительным текстом и т.п.

В первом случае формулировка задачи играет особо важную роль и, незначительно видоизменив текст типичной задачи, можно немного повысить интерес ребят к ее решению, активизировать их деятельность, направить ее на поиск решения проблемы.

Например: так, задача "Почему лед под слоем соломы или древесных опилок долго не тает даже в летние дни?" обычно не вызывает особого оживления ребят. Но если ее сформулировать иначе, создав проблемную ситуацию и подчеркнув практическую значимость проблемы, то цель решения задачи осознается учениками лучше и они более активно участвуют в обсуждении способов ее решения. Приведенную выше задачу мы формулируем, например, следующим образом: "Как сохранить летом большие запасы льда?".

Применяя задачи-рисунки, мы стараемся активизировать мыслительную деятельность школьников тем, что представляем им возможность самим формулировать условия задач. С этой целью мы указываем на рисунке все необходимые для решения данные и предлагаем учащимся самостоятельно составить тест задачи, поставить вопрос и ответить на него.

Например: в случае рассмотрения на уроке взаимодействия

магнитного поля с током ученикам могут быть даны один-два или несколько вариантов на рисунке 1.

Учащиеся составят к ним (соответственно содержанию каждого варианта) примерно такой тест (скажем к рис.1, д).

Проводник с током расположен между полюсами магнита, Стрелка покажет направление силы, действующей на него со стороны магнитного поля. Определить направление тока в проводнике.

(рис.1)

Аналогичные задачи-рисунки целесообразно использовать при изучении электромагнитной индукции. На них стрелкой (рис. 2) показывается направление движения проводника в магнитном поле, а нужно найти или направление индукционного тока, или расположение магнитных полюсов,

(рис. 2)

Такой способ постановки качественных задач эффективен, поскольку повышает самостоятельность учащихся, развивает их воображение, умение по рисунку представить себе тот или иной физический процесс, активизирует внимание учеников на существенных признаках изучаемых явлений.

Качественные задачи можно использовать при проверке знаний учащихся в лабораторных работах, В большинстве лаб. работ от учащихся требуется произвести измерения, установить количественные соотношения между различными величинами и т,п, А в работах "Изучение явления электромагнитной индукции" и "Наблюдение действия магнитного поля с током" (10кл.) они должны после-наблюдении новых явлений описать и зарисовать увиденное. После проведения каждой из этих двух работ с целью более объективного их оценивания можно провести самостоятельную работу, рассчитанную на 10 мин, и состоящую из 3-4 качественных задач, аналогичных заданиям лабораторных работ,

Организация решения подобных задач проста: при коллективной работе выводим рисунок на экран и последовательно анализируя в беседе с учениками изображенные на нем ситуации, а при индивидуальном — раздаем учащимся отдельные карточки с различными вариантами одной и той же задачи. Прием использования задач-рисунков целесообразны при закреплении и повторении материала, а также проверке его усвоения.

Качественные задачи позволяют закрепить изученный материал, развивают навыки самостоятельной работы, логическое мышление, творческую фантазию, расширяют технический кругозор учащихся.