Часто на уроках проблемные ситуации создаются с помощью задач. Решение физических задач – одно из важнейших средств развития мыслительных творческих способностей учащихся. Физической задачей в учебной практике обычно называют небольшую проблему, которая решается с помощью логических умозаключений, математических действий и эксперимента на основе законов и методов физики. Ценность задач определяется прежде всего той физической информацией, которую они содержат . Поэтому особого внимания заслуживают задачи, в которых описываются классические фундаментальные опыты и открытия, заложившие основу современной физики, показывающие присущие физике методы исследования. Примерами могут служить задачи об опытах Штерна, О. Герике, А.Ф.Иоффе. Задачи с историческим содержанием позволяют показать борьбу идей, возникавшие перед учеными трудности и пути их преодоления. Например, задачи об опытах по определению скорости света, изучению строения атома. Решение экспериментальных задач способствует развитию наблюдательности, а также совершенствует навыки работы с приборами. Задачи данного типа являются составной частью олимпиад высокого ранга (начиная с областного тура). Экспериментальные задачи служат мощным стимулом творчества детей, будят их фантазию, развивают конструкторские способности ребят. Проверяя олимпиадные работы, не раз видел что для решения задачи найдено несколько различных способов, отличных от предложенного авторами задачи. Это говорит об огромном экспериментальном потенциале школьников, который часто остается нераскрытым. Примером, весьма красивой, задачи такого типа является следующая: «Определить с помощью нити, грузика и часов площадь поверхности крышки стола за которым вы в настоящее время находитесь».
Большой развивающий потенциал несут в себе задачи еще двух типов.
Задача без вопроса – в которой не указано, какие величины надо определить, заставляет вспомнить все взаимосвязи величин, имеющих отношение к явлению, на котором построена задача. Пример: «Масса кирпича 4 кг. Определите все, что можно». Семиклассники определяют объем; силу тяжести; вес кирпича; выталкивающую силу, действующую на него в воде; силу, которую нужно приложить, чтобы удержать кирпич в воде.
Оценочные задачи – в которых необходимо самому выбрать примерные значения некоторых физических величин, исходя при этом из условия минимализации погрешности расчета. Пример: «Оцените объем своего тела» или «Оцените массу земной атмосферы». В ходе решения таких задач ученики должны решить целый комплекс возникающих перед ними проблем: представить в целом картину явления, на котором построена задача; вспомнить величины, описывающие данное явление их взаимосвязь ; с максимально возможной степенью точности и достоверности подобрать числовые значения необходимых для вычислений физических величин; дать оценку полученному результату. Оценочные задачи позволяют выявить , насколько глубоко дети владеют фактическим материалом и умеют использовать его в практических целях. Каждый ученик , имея возможность получить ,открыть или сконструировать собственное знание об изучаемом реальном объекте ,неизбежно проявляет и развивает свои личностные познавательные способности. При изучении одних и тех же для всех учеников образовательных объектов школьники конструируют субъективные образы этих объектов, не всегда совпадающие друг с другом, так и с общепринятой системой знаний. Разные образовательные продукты познания одного и того же объекта свидетельствуют не об их ошибочности, а о различных образовательных позициях и траекториях учеников. Субъективность познания означает, что каждый ребенок проникает в глубины своего идеального мира, расширяет соответствующую индивидуальную сферу своего личностного потенциала. Личный результат каждого учащегося – самое важное в его образовании. Этот результат не приходит к нему снаружи, а произрастает изнутри.
Несмотря на внешнюю дифференциацию процесса обучения в старших классах нашей школы, которая состоит в том, что все ученики математического класса изучают физику на профильном уровне, приходится учитывать весьма разные способности и уровни мотивации детей во время проведения каждого урока. Для того чтобы загрузить на уроке всех учеников, в соответствии с их способностями, у меня в кабинете всегда под рукой распечатки задач разной трудности из пособий по физике московских ВУЗов. Хорошая подборка задач и по количеству, и по разнообразию уровней сложности в сборнике, изданном МИЭТом (г. Зеленоград). В то время, пока основная масса класса отрабатывает навыки решения задач по текущей теме, способные дети получают задания по той же теме, но значительно большей степени трудности. Это позволяет исключить скуку и безделье на уроке, а также способствует продвижению вперед в соответствии со своими способностями, независимо от остальных.
3.2. АКТИВИЗАЦИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ.
Методика решения задачи зависит от многих условий: от ее содержания, подготовки учащихся, поставленных перед ними целей и т.д. Тем не менее существует ряд общих для большинства задач положений, которые следует иметь в виду при их решении.
Количество задач в курсе физики средней школы весьма велико. В 7-11 классах учащиеся должны усвоить около 170 основных формул. Поскольку в каждую формулу входит не менее трех задач, величин, то очевидно, только на основные физические закономерности школьники должны решить сотни задач.
Главное условие успешного решения задач – знание учащимися физических закономерностей, правильное понимание физических величин, а также способов и единиц их измерения. К обязательным условиям относится и математическая подготовка учеников. Затем на первый план выступает обучение, как по некоторым общим, так и по специальным приемам решения задач определенных типов.
Идеальным было бы создание для них алгоритмов решения, т.е. точных предписаний, предусматривающих выполнение элементарных операций, безошибочно приводящих к искомому результату. Однако многие задачи не рационально решать, а иногда и просто нельзя решить алгоритмическим путем. В одних случаях для решения задачи вообще не имеется алгоритма, в других он оказывается очень сложным и громоздким и предполагает перебор громадного числа возможных вариантов. Для большинства физических задач можно указать лишь некоторые общие способы и правила подхода к решению, которые в методической литературе иногда преувеличенно называют алгоритмами, хотя скорее это «памятки» или «предписание» алгоритмического типа. И систематическое применение общих правил и предписаний при решении типовых задач формирует у школьников навыки умственной работы, освобождает силы для выполнения более сложной творческой деятельности.
Решение задачи – активный познавательный процесс, большую роль в котором играют наблюдения физических явлений и эксперимент; они позволяют создать соответствующие образы и представления, уточнить условия задачи и т.п.
Поэтому задача учителя физики – научить учащихся сознательно решать задачи, научить пользоваться рациональными способами краткой записи условия и решения задачи, находить изящные способы решения. Научить этому, можно только показывая приемы решения задач и их записи.
В процессе обсуждения этих вопросов учащиеся познают методику решения задач, начинают ясно представлять основные этапы работы, связанные с их решением. Знание и соблюдение основных этапов работы, выполняемые в связи с решением задач, является одним из элементов культуры работы.
Решение сложных задач на уроке складываются обычно из следующих элементов:
- - чтение условия задачи;
- - краткая запись условия;
- - выполнение рисунка, схемы или чертежа;
- - анализ физического содержания задачи и выявления путей (способов) решения;
- - составление плана решения;
- - выполнение решения в общем виде;
- - прикидка и вычисления;
- - анализ результата и проверка решения.
В практике передовых учителей физики эта система нашла широкое применение и дает положительные результаты.
В то же время нужно иметь в виду, что приведенная схема является примерной. Не все этапы обязательны при решении каждой задачи. Например, при решении задач-вопросов отпадает необходимость в вычислениях и т.д.
Я остановлюсь кратко на характеристике отдельных этапов методики решения сложной задачи (количественной).
Чтение условия задачи. Чтение текста должно быть четким, выразительным, неторопливым. В большинстве случаев условие задачи следует читать самому учителю, а учащиеся должны слушать и следить по задачнику или учащийся вслух читает задачу у доски. Оправдан и такой прием: учитель предлагает учащемуся самим внимательно прочитать задачу, решение которой намечено провести в классе, затем пересказать содержание своими условиями.
После чтения условия, учитель поясняет смысл новых терминов или предлагает самим учащимся объяснить, как они понимают смысл новых терминов. После этого выполняют краткую запись условия задачи.
Краткая запись условия задачи. Записать данные, полный текст задачи на доске и в тетрадях учащимся не следует.
Повторение условия задачи. По краткой записи условия задачи ученики повторяют условия задачи. Учитель предлагает отдельным учащимся повторить содержание условия задачи «своими» словами, точно передавая ее смысл, затем задает учащимся несколько вопросов, с тем, чтобы убедиться в полном понимании условия задачи. В связи с этим ученики выясняют, требуется ли для решения задачи использования схем, чертежей и табличных значений.