Сторінка
3

Місце та роль рівневих систем фізичних задач в процесі диференційованого навчання фізики

цю операцію учню не доводиться вибирати серед інших, які можливі в подібних ситуаціях;

дані задачі не є для учня незвичними;

він упевнений в безпомилковості своїх дій,

то учень при вирішенні другої або третьої задачі перестає обґрунтовувати її розв’язання, починає розв’язувати завдання механічно, тільки за аналогією з попередніми завданнями, прагне обійтися без міркувань. Це призводить до послаблення розвиваючого компоненту розв’язання завдань. Тому необхідно вчити школярів розв’язувати завдання різними методами, як стандартними, так і такими, які не часто використовуються в шкільній практиці. Корисно одну і ту ж задачу розв’язувати різними способами, це привчає школярів бачити в будь-якому фізичному явищі різні його сторони, розвиває творче мислення.

Різноманітність і важливість функцій, які досягаються розв’язанням задач, приводить до того, що фізична задача займає у навчальному процесі важливе місце.

Класифікація фізичних задач

Як відомо в першу чергу задачі діляться на кількісні та якісні. Якісними називаються задачі, у розв’язку яких визначаються якісні залежності між фізичними величинами. Для їх розв’язку не потрібні ніякі обчислення. Розв’язання таких задач полягає у використанні фізичних закономірностей до аналізу явищ, про які говориться у задачі. Кількісні задачі ж це задачі, в яких відповідь не можна отримати без обрахунків. Нижче наведена класифікація кількісних задач за різними критеріями:

За змістом:

конкретні,

абстрактні,

з міжпредметним змістом,

технічні,

історичні,

з певних розділів курсу фізики.

За дидактичною метою:

тренувальні,

творчі,

дослідницькі;

контрольні.

За способом подання умови:

текстові,

графічні,

експериментальні,

задачі-малюнки ( або фотографії),

За ступенем складності:

прості,

середньої складності,

складні,

підвищеної складності,

За вимогою:

на знаходження невідомого,

на доведення,

на конструювання,

За способом розв'язування:

експериментальні,

обчислювальні;

графічні.

Розглянуту класифікацію задач не можна вважати досить повною, оскільки одна й та ж задача може бути віднесена до різних груп, проте вона досить зручна в застосуванні. Розкриємо деякі види задач.

Текстові задачі – це такі задачі, умова яких виражається словесно у вигляді тексту, і містить всі необхідні дані, окрім фізичних констант. У текстовій задачі можуть міститися відомості, які не очевидні для розв’язку задачі.

Умова задачі у вигляді тексту є незручною для образного уявлення задачі, тому процес сприймання задачі супроводжується перекодуванням за допомогою кодів більш високого порядку, тобто короткий запис умови задачі, використання малюнків, схем електричних кіл і т. п.

Комбіновані задачі – це задачі, що передбачають використання багатьох закономірностей з різних тем і розділів фізики.

Наприклад: Дві однаково заряджені кульки підвішені на нитках однакової довжини, їх опускають у гас. Якою повинна бути густина матеріалу кульок, щоб кут розходження був однаковий в повітрі і в гасі?

Дана комбінована задача потребує в учнів знання з електростатики, механіки, гідростатики.

Комбіновані задачі використовуються для поглибленого вивчення фізики, поглиблення уявлень про взаємозв’язки явищ, а також для тематичної перевірки знань.

Графічні задачі – це такі задачі, у яких об’єктом дослідження є графік, заданий в умові, або графік потрібно побудувати. За функцією графіка в задачі виділяють декілька типів графічних задач:

задачі, в умові яких графічно задається залежність між двома фізичними величинами, або потрібно графічно виразити залежність між ними;

задачі, які графічний спосіб залежності між величинами переводять у табличний або аналітичний, і навпаки.

Принципова відмінність графічної задачі від текстової являється у формі подання навчальної інформації.

Експериментальні задачі - це задачі, дані для розв’язку яких треба взяти з експериментального досліду. Вони бувають якісні та кількісні. Експериментальні задачі є також невід’ємним компонентом навчання фізики в школі.

Методи розв’язування фізичних задач

У залежності від того, які логічні операції застосовуються при розв'язанні задач, розрізняють методи розв'язування - аналітичний, синтетичний, та аналітико-синтетичний.

Аналітичний метод полягає у розчленуванні задачі на кілька простіших задач. Розв'язування починають з шуканої величини. У результаті аналізу відшукують закономірність, що пов'язує шукану величину з заданими. Якщо в закономірність входять крім шуканої величини інші невідомі, то шукають інші закономірності, що пов'язують їх з відомими в умові задачі. Розрахункова формула одержується як синтез окремих закономірностей.

При синтетичному методі послідовно виявляють зв'язки величин, які дані в умові, з іншими до тих пір, поки в рівняння не ввійде тільки одна шукана невідома величина. Отже, на відміну від аналітичного методу, де починають з шуканої величини, в синтетичному методі починають з величин, заданих в умові задачі.

У чистому вигляді аналітичний і синтетичний, як окремі, методи майже не застосовуються. При розв'язуванні задач використовують, як правило, і аналіз і синтез, тобто застосовують аналітико-синтетичний метод.

Аналітично-синтетичний метод - основний метод розв’язання задач з фізики в середній школі. Вдале застосування його в навчальному процесі дозволяє вести учнів по правильному шляху відшукання розв'язку задачі і сприяє розвитку їх логічного мислення.

При цьому методі розв’язання шляхом аналізу, починаючи з питання завдання, з'ясовують, що треба знати для її розв’язання, 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 наступної задачі:

«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, необхідно знати діючу на нього силу тяжіння і площу опори. Сила тяжіння в задачі не дана, площа опори не вказана. Для визначення загальної площі опори, тобто площі опорної частини двох гусениць, треба дізнатися площу опори однієї гусениці і помножити її на 2. Площа опорної частини однієї гусениці можна визначити, тому що відомі її ширина і довжина. Силу тяжіння, що діє на трактор, можна знайти за відомою його масою.

Синтез. Міркування ведуть в зворотному порядку, в його ході складають план розв’язання і виконують необхідні обчислення. Послідовність міркування приблизно наступна.

Знаючи ширину і довжину опорної частини гусениці, можна визначити опорну площу однієї гусениці. Для цього треба помножити довжину на ширину. Знаючи опорну площу однієї гусениці, можна визначити загальну площу опори трактора. Для цього треба знайдену площу, тобто площу опорної частини однієї гусениці, помножити на 2. 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.