Решение задач (качественные и количественные)

Важное значение имеет формирование у учащихся обобщенных умений решать задачи, выработка общего подхода к ним. Выражением такого общего подхода являются алгоритмы и алгоритмические предписания, например: алгоритм решения задач на второй закон динамики, на закон сохранения импульса, расчет электрических цепей и др. их применение в учебном процессе сокращает время обучения и позволяет увеличить число рассматриваемых «нестандартных» задач (задач, требуемых творческого подхода).

Привитие умения самостоятельно решать задачи — одна из наиболее трудных проблем, требующих постоянного пристального внимания учителя. Приучать к самостоятельному решению задач нужно учащихся постепенно, начиная с выполнения отдельных несложных операций, затем переходя к выполнению более трудных операций, а уж потом к самостоятельному решению задач.

Включение элементов самостоятельной работы по решению задач нужно осуществлять в последовательности, соответствующей постепенному нарастанию трудностей. На основе специально имеющегося опыта рекомендуются следующие этапы этой работы.

1. Вначале необходимо научить школьников самостоятельно анализировать содержание задач, ознакомить их с наиболее рациональными способами краткой записи содержания и способами их решения. Для этого нужно периодически вызывать учащихся к доске, предлагая им кратко записывать условия задачи, а затем путем коллективного обсуждения находить наиболее рациональные способы записи.

2. Следующий этап в привитии навыков самостоятельной работы по решению задач — выработка умения выполнять решение в общем виде и проверять правильность его, производя операции с наименованиями единиц измерения физических величин.

3. Важным элементом в подготовке к вполне самостоятельному решению задач по физике является выработка у учащихся умения производить приближенные вычисления. Такие умения первоначально получают на уроках математики, но их необходимо закреплять на уроках физики. С этой целью при решении первых физических задач в VII классе полезно предлагать учащимся самостоятельно выполнять расчеты после коллективного обсуждения способов решения и записи плана решения на доске.

4. После усвоения учащимися приемов краткой записи условия задач, а также приемов преобразования единиц измерения физических величин и действий с наименованиями можно включить в самостоятельную работу поиски путей решения задач.

5. Большой самостоятельности требует от учащихся отыскание наиболее рационального способа решения задачи. Поэтому полезно систематически предлагать им несколько вариантов решения одной и той же задачи с тем, чтобы они научились самостоятельно находить новые способы решения. Это особенно важно практиковать при решении сложных задач. При этом нужно иметь в виду, что решение одной и той же задачи несколькими способами служит одним их методов проверки правильности решения. Научить учащихся пользоваться этим методом очень важно.

После того как учащиеся освоят все виды работы, связанные с решением физических задач, можно предлагать им самостоятельно выполнять полное решение задачи, включая проверку и анализ полученных результатов.

Самостоятельная работа должна иметь место на каждом уроке, посвященном решению задач.

Рассмотрим примеры решения типичных задач на применение законов Ньютона. Из весьма разнообразных задач на применение законов Ньютона выделить можно наиболее типичные случаи различных ситуаций и свести их в таблицу 2. Ее можно постепенно заполнять вместе со школьниками при изучении материала темы «Применение законов движения» и при его обобщении или повторении в X классе. Поясним эту таблицу:

1. Тело движется под действием силы . На рисунке можно показать все силы, действующие на тело (случай a), или только те, которые непосредственно влияют на прямолинейное движение (случай b).

2. На тело кроме силы  действует еще сила трения. Эти силы лучше изобразить в соответствии с примером 1, b.

3. Тело движется с ускорением, направленным вверх или вниз, под действием некоторой силы . Действием сил в случаях a и b отличаются, а уравнения движения в векторной форме одинаковы, но в проекциях на ось координат различны. В качестве следствий их этих ситуаций можно рассмотреть невесомость и перегрузку.

4. Тело движется вверх по наклонной плоскости с ускорением, направленным параллельно плоскости.

Таблица 2.

Общие подходы к решению типичных задач по теме «Законы Ньютона».

	Ситуация	Действующие силы	Уравнение движения
			в векторной форме	в проекциях
1		а) б)		а) б)
2
3	a) б)	a) б)		a) б)
4
5
6
7	а) б)
8	а) б) в)

5. Рассматривается движение системы грузов относительно оси координат, когда векторы сил проецируются на направление движения. (Но это не принципиально: если выбрать другую ось, то система уравнений движения в проекциях на эту ось будет такой же). Считаем блок и нить невесомыми, (это означает, что ) а нить — нерастяжимой; тогда . В а указываются все силы, действующие на тела (для ясности рисунка центры масс грузов «вынесены»). В случае б силы взаимодействия груза и перегрузка считаем внутренними и не рассматриваем их.

6. Тело движется по окружности под действием сил: а) трения; б) тяготения; в) упругости. Эти случаи записываются одним и тем же уравнением движения в векторной форме.

7. Движение конического маятника и движение вагона на закруглении описываются тоже одинаково.

8. Для движения автомобиля по выпуклому и вогнутому мосту радиусом , а также для движения тела по окружности в вертикальной плоскости под действием силы упругости характерно одно и тоже уравнение в векторной форме, но разные — в проекциях на вертикальную ось координат.