Качественные задачи в курсе физики.
статья по физике на тему
В статье рассмотрены этапы и приёмы при решении теоретических качественных задач, развивающие творческую фантазию и смекалку учащихся.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| statya_kachestvennye_zadachi_v_kurse.docx | 20.09 КБ |
Предварительный просмотр:
КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ В КУРСЕ ФИЗИКИ.
Познавательный интерес только тогда имеет прочную основу для своего развития, когда учителю и ученикам будет понятна связь между содержанием учебного материала и его назначением в жизни. Очень важно понимать для чего, зачем мы изучаем те или иные явления природы и насколько велико их значение в развитии цивилизации.
Учащихся привлекает применение теоретических знаний для объяснения известных им явлений природы. Особенности изучения физических явлений надо связывать со смежными естественными науками для полноты представлений об окружающем нас мире природы.
Полученные в процессе изучения физики знания необходимо связывать с техническими успехами человечества, так как практическое применение этих знаний дает человеку комфортность существования.
Все это вместе способствует выработке представлений учениками об универсальности, единстве природы, об ее общих закономерностях.
Одной из важнейших задач современной школы является воспитание творческой активности, аналитического логического мышления, умения устанавливать взаимосвязь явлений и законов природы, мотивации личностного самообразования. Этого можно добиться, если ученик будет понимать зачем, для чего он овладевает знаниями, накопленными многими поколениями ученых.
Качественные задачи появились около 200 лет назад. Главная особенность качественной задачи состоит в том, что в ней внимание учащихся акцентируется на объяснении физических явлений, свойств тел, вещества, изучаемых процессов. Цель их не формальное закрепление полученных на уроках знаний и механическое заучивание физических терминов и формул, а разносторонний анализ явлений, законов природы, технических достижений.
В качественной задаче по физике для разрешения ставится проблема, связанная с качественной стороной физического явления. Решается такая задача или путем логических умозаключений, базирующихся на законах физики, или графически, или экспериментально в условиях лабораторных исследований. Математические действия при решении задачи обычно не применяются. В качественной задаче ставится такой вопрос, ответ на который ученик должен составить сам, синтезируя данные условия задачи и свои знания по физике. Метод решения таких задач можно назвать аналитико-синтетическим методом. Центр тяжести в таких задачах переносится на логическое решение, которое осуществляется на основе применения физических законов, соотношений между физическими величинами, известных фактов.
Значение качественных задач трудно переоценить. Они способствуют углублению и закреплению теоретических знаний учащихся. Приближая изучаемую теорию к окружающей жизни, они усиливают интерес к предмету, способствует развитию наблюдательности. Метод решения этих задач, заключающийся в построении логических умозаключений, основанных на физических законах, служит прекрасной школой мышления, вырабатывает четкое понимание сущности физических явлений и их закономерностей, учит учащихся применять знания на практике. Эти задачи прививают любознательность, желание узнать, почему так происходит, умение ставить проблему и, что не менее важно решать ее. Задачи обычно рассматриваются различного уровня сложности, чтобы дать каждому ребенку почувствовать себя первооткрывателем.
Формально подойти к решению качественной задачи невозможно. Ребенок должен проанализировать предложенное задание, вспомнить изученный материал, выделить к какому разделу физики он относится, понять какими законами он должен воспользоваться и обязательно дать логический грамотный ответ, раскрывая полное понимание вопроса.
Решение качественных задач служит средством улучшения качества урока, устранение абстрактности в преподавании научного материала, приемом углубления, закрепления и проверки знаний и навыков учащихся. Рассмотрение таких вопросов используется во внеклассной работе с учениками. Неформальные задания развивают логическое мышление, смекалку, творческую фантазию, умение применять теоретические знания в быту и технике, расширяет технический кругозор, подготавливает рябят к практической деятельности.
Решение качественных задач имеет три этапа:
- Анализ условия задачи;
- Анализ физических явлений, описанных в задаче;
- Сформулировать известный физический закон и осмыслить в данных условиях его применение;
- Синтезировать условия данной задачи со своими логическими выводами.
При решении качественных задач применяются три приема:
- Эвристический;
- Графический;
- Экспериментальный.
Эти приемы могут дополнять друг друга при решении задачи.
Эвристический прием решения качественных задач состоит в постановке вопроса и решении ряда взаимосвязанных проблем. Поэтому любое решение задачи идет поэтапно. В процессе анализа качественная задача распадается на ряд вопросов.
Можно выделить три формы применения эвристического приема решения:
- Форма наводящих вопросов;
- Вопросно-ответная;
- Повествовательная.
В первом случае учитель помогает ученику, задавая наводящие вопросы, вычленяя этапы познания, для того чтобы найти истину. Здесь работа ученика не является самостоятельной, процесс познания идет, но с помощью учителя.
Вторая форма предполагает, что учащиеся сами задают вопросы и сами отвечают на них. Здесь инициатива в решении вопроса на стороне ученика. При этом развиваются и углубляются навыки, приобретенные в процессе изучения материала и решении других качественных задач различными способами.
Третья форма предполагает, что учащиеся отвечают на мысленно поставленные вопросы. Решение представляет собой предложения логически связанные между собой, образующие связный рассказ с применением научных знаний. Эта форма наиболее трудна, требует длительной тренировки и навыков.
Графическим качественным задачам относятся те, условие которых формулируется с помощью графика, чертежа, рисунка, схемы, фотографии и т. д. Синтез результатов анализа чертежа и соответствующего физического закона дает ответ на вопрос задачи. Достоинством этого метода является наглядность и четкость решения. У учеников развивается внимательность, аккуратность, функциональное мышление.
Экспериментальный прием состоит в получении ответа на вопрос, поставленный в результате эксперимента. В этом случае к экспериментальным навыкам присоединяются исследовательские умения. Прочность знаний проверяется на практике. Ученику необходимо запастись терпением, иногда опыт надо провести неоднократно, а бывает, что опыт требует определенного промежутка времени. После окончания эксперимента обязательно надо сделать конкретные выводы.
Общие методические задачи при решении качественных задач сводятся к следующему:
- Знакомство с условием задачи;
- Осознания условия задачи;
- Составление плана решения задачи;
- Осуществления плана решения задачи;
- Получение и проверка ответа.
Вывод один: качественные задачи очень важная составляющая при изучении курса физики. Трудно переоценить их развивающие влияние на мыслительный процесс в учебной деятельности любого ученика. Эти задачи создают большие возможности для самостоятельных инициатив учащихся и дают им углубить свои знания об окружающем мире.
Источник
Формулировка качественной задачи по физике
статья по физике (7, 8, 9, 10, 11 класс)
Выявление сути понятия «качественная задача». Рассуждение о составлении задач данного типа.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| statya._formulirovka_kachestvennoy_zadachi_po_fizike.docx | 33.88 КБ |
Предварительный просмотр:
Формулировка качественной задачи по физике
Каждый раз, как происходит то или иное явление, – особенно если это что-то новое, – вы должны задать себе вопрос: «в чем здесь причина? Почему так происходит?» и рано или поздно вы эту причину поймете. Майкл Фарадей
Физическая задача – это ситуация, требующая от учащихся мыслительных и практических действий на основе законов и методов физики, направленных на овладение знаниями по физике и на развитие мышления. А.В.Усова
Качественные задачи по физике появились в русской методической литературе свыше 200 лет назад. Широко известны занимательные книги Я. И. Перельмана, сборники качественных задач М. Е. Тульчинского, творческие задания В. Г. Разумовского и Р. И. Малафеева. Однако эти пособия созданы достаточно давно (30-60-е гг. XX в.), многие задачи при этом психологически и морально устарели и не отвечают духу нового времени. За это время значительно расширилось информационное поле учащихся, многие неизвестные ранее приборы и объекты стали доступны для использования и непосредственного исследования в школе. В последнее время появляются сборники качественных задач, но в них не так много оригинальных задач, нет нового подхода, к тому же наука до сих пор не выработала достаточно эффективной методики работы с качественными задачами. Жизнь требует новых нестандартных задач как средств усвоения. Задачи должны быть личностно значимыми, увлекать учащихся, формировать интерес к окружающему нас миру, к жизни.
Однако среди физиков нет единодушного мнения о наименовании и определении такого типа задач. Предлагались самые различные названия: «практические задачи», «практические вопросы», «логические задачи», «устные задачи», «проверочные вопросы», «качественные вопросы» и другие. Такое разнообразие наименований свидетельствует о разносторонности методических достоинств данного типа задач, поскольку каждое из названий отражает какую-нибудь одну их сторону.
Все приведённые названия приблизительны. Термин «качественные задачи» также не вполне точен, потому что некоторые качественные характеристики явления находят своё объяснение в соответственных количественных соотношениях. Но этот термин подчёркивает главную особенность задач такого типа – внимание в них акцентируется на качественной стороне рассматриваемого физического явления. Решаются такие задачи путём логических умозаключений, базирующихся на законах физики.
Разбор качественных задач, не осложненных, в отличие от решения традиционных задач, достаточно громоздкими вычислениями, позволяет сосредоточиться на главном: формировании у учащихся физического мышления, ясного и четкого понимания физических законов, понятий и представлений.
Основная цель качественных задач – научить:
- различать физические явления и процессы в природе и технике;
- объяснять физические явления и процессы на основе имеющихся теоретических знаний.
Качественные задачи по типу условия делятся на словесные, графические и экспериментальные.
Решение качественных задач – необходимый компонент полноценного физического образования, поскольку, не требуя громоздких математических выкладок, концентрирует внимание учащихся на физической сущности явления, на их взаимосвязи и формах проявления. Разбор таких задач в значительной степени углубляет понимание фундаментальных понятий и законов физики, побуждает интерес у учащихся к познанию окружающего мира. В качественных задачах идет речь о реальных телах, о том, что нас окружает, вещах в основном обычных и потому не замечаемых. Зачастую качественная задача лишь обозначает проблему, провоцирует на поиск, исследование данного вопроса. Глубина этого поиска ограничена субъективными желаниями школьника и настойчивостью учителя.
Качественные задачи можно использовать на разных этапах обучения. На начальном этапе можно показать всю красоту и прелесть окружающих явлений, поставить проблему, обрисовать пути выхода из нее, увлечь физикой.
В дальнейшем качественные задачи можно использовать как этап, ступеньку для более глубокого исследования проблемы. Именно качественная задача является одним из важнейших инструментов, которым необходимо вооружить любознательного человека, исследователя окружающего мира, что позволит ему глубже проникать в мироздание, сделает мыслящим и свободным.
Решение качественных задач включает 3 этапа: чтение условия, анализ задачи и решение. При анализе содержания задачи используют прежде всего общие закономерности, известные учащимся по данной теме. После этого выясняют, как конкретно объясняется явление, описанное в задаче. Ответ к задаче получают как завершение проведенного анализа. В качественной задаче анализ условия тесно сливается с получением нужного обоснованного ответа.
В качественной задаче вопрос ставится так, что ответа на него в готовом виде в учебнике нет. Учащийся должен сам его найти, синтезируя данные условия задачи и моделируя физические явления. Форма подачи вопроса, формулировка играют не последнюю роль: от них зависит «длительность» рассуждения и формулировки ответа. Активно используя качественные задачи на уроках, условно я подразделяю формулировки качественных задач на четыре уровня. В таблице я привожу примеры качественных задач по теме «Испарение и кипение».
1.Пролитая на пол вода или такое же количество воды в стакане испаряется быстрее?
1.Сравните быстроту испарения воды, пролитой на пол, и такого же количества воды в стакане.
1.В стакан налита вода. В какую емкость следует перелить воду, чтобы ускорить испарение?
1.На чаши весов поставили два разных сосуда с одинаковым количеством воды одной температуры. Весы уравновесили. Почему через некоторое время равновесие нарушилось?
2. В какую погоду – ветреную или безветренную быстрее высыхает скошенная трава?
2.Сравните быстроту высыхания скошенной травы в безветренный и ветреный день.
2.Прогноз погоды предсказывает, что день будет тихий и безветренный. Хорошо это или плохо для скошенной травы?
2.Составьте правила заготовления сена.
3.Какая капля быстрее испарится: воды, масла, одеколона?
3.На стекло нанесли одинаковые капли воды, масла, одеколона. Сравните быстроту их высыхания.
3. На предметные небольшие стеклышки нанесли одинаковые капли воды, масла, одеколона. Ученик утверждает, что быстрее испарится капля одеколона, затем масла, а потом воды, т.к. плотности у них разные:
Проанализируйте ответ ученика.
3. На стекло нанесли одинаковые капли воды, масла, одеколона.
При каком условии капля масла испарится раньше?
4.В двух тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Почему постные остынут быстрее?
4.В двух тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Почему через некоторое время они будут иметь разную температуру?
4.В двух тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Спустя некоторое время из одной тарелки уже можно было кушать щи. Почему нужно было еще подождать, чтобы кушать щи из другой тарелки?
4.Два повара готовят щи по одному рецепту, но один из них в начале приготовления добавил в кастрюлю масло. Зачем он это сделал?
5.В два одинаковых стакана налита жидкость (вода) до одного уровня, но разной температуры. В каком стакане быстрее испарится жидкость?
5.В два одинаковых стакана налита жидкость (вода) равной массы. Известно, что из одного стакана жидкость испарилась быстрее. Почему?
5.В два одинаковых сосуда налита одинаковая жидкость одинаковой массы. Опыт показал, что скорость убывания массы жидкости в одном сосуде меньше, чем в другом. Известно, что один сосуд находится на столе. Где может находиться другой?
5.В два одинаковых сосуда налита одинаковая жидкость одинаковой массы. Опыт показал, что масса одной жидкости меняется, а другой практически нет. Опишите условия проведения эксперимента.
6.Жидкость массой 1 кг кипит. График процесса показан в осях t0(t). У жидкости или полученного пара внутренняя энергия больше?
6. Вода массой 1 кг кипит. График процесса показан в осях t0(t). Почему ожоги паром опаснее ожогов кипятком?
6.Для эфира проведены процессы, графики которых показаны в осях t0(t). Проанализируйте графики и сделайте вывод об изменении внутренней энергии эфира.
6.Два одинаковых сосуда содержат две одинаковых по массе жидкости и получают энергию от нагревателей одинаковой тепловой мощности. Графики процессов показаны в осях t0(t), но в них допущена ошибка. Укажите ее.
Вопросы первого уровня сформулированы так, что уже содержат подсказку для ответа, в них учащемуся следует выбрать один из приведенных вариантов ответа и его обосновать (на полу – в стакане; постные – жирные щи).
Вопросы второго уровня содержат оборот «сравните», учащийся должен сам выбрать вариант ответа.
Вопросы третьего уровня содержат описание ситуации, процесса, требуют анализа графика. При ответе на них учащийся может ввести дополнительные условия и объекты.
Вопросы четвертого уровня сформулированы так, что они требуют тщательного анализа самого вопроса и даже переформулировки его, привлечения значительного теоретического материала.
Поисковую деятельность по решению задачи можно условно разделить на два вида: алгоритмическую (действия по образцу – первый, второй уровень) и эвристическую (направленную на поиск этого образца – третий, четвертый уровень). Причём «образец», который удаётся подобрать, иногда настолько радикально отличается от того, что рассматривается в задаче, что даже сам нашедший это сходство удивляется ходу своих мыслей. Вспомним, как Архимед решил проблему обнаружения примесей в составе царской короны, наблюдая за водой, выливавшейся из переполненной ванны при погружении в неё собственного тела. Если же из подсознания подсказка не приходит, то для осознанного поиска идеи решения оказываются полезными некоторые опоры – эвристики, называемые ещё эвристическими действиями или приёмами. Основной эвристический совет: преобразовать нестандартную «задачную» ситуацию в стандартную. Как это сделать, подсказывают эвристические приёмы.
Многие специалисты в области теории и методики обучения физике (С.А.Иванов, С.Е.Каменецкий, Ю.И.Дик, А.С.Кондратьев, Г.Я.Мякишев, В.А.Орлов, А.А.Пинский, Н.С.Пурышева, Л.В.Тарасов, С.Ю.Трофимова и др.) отмечают большой эвристический потенциал и эффективность использования методологических принципов простоты, толерантности, относительности, сохранения, симметрии, суперпозиции, соответствия, причинности, дополнительности, а также соотношения неопределённостей. Руководствуясь этими принципами и используя метод аналогии, иногда удаётся сразу найти основную идею решения.
Главные враги, которые мешают решать задачу, внутри нас самих: скука, боязнь ошибки, спешка.
Власова Наталья Николаевна, Россия, Нижегородская обл., Нижний Новгород, 2016, Урок.рф
Источник
