Батюлев А.А. Активные методы подготовки учащихся к решению задач

Главная задача обучения физике в школе – научить учащихся мыслить. Обучение физике должно быть активным. Чтобы обучать эффективно, нужно создавать условия, при которых ученик самостоятельно открывает для себя такую часть учебного материала, какую максимально возможно в данных условиях.

В настоящее время не существует метода обучения, который был бы бесспорно наилучшим, а имеется столько случаев хорошего преподавания предмета, сколько имеется хороших преподавателей, ибо обучение – больше искусство, чем наука.

Лично я убежден в том, что главная задача обучения физике в школе – научить учащихся мыслить.

Обучение физике должно быть активным. Чтобы обучать эффективно, нужно создавать условия, при которых ученик самостоятельно открывает для себя такую часть учебного материала, какую максимально возможно в данных условиях.

Знакомство обучаемых сначала с конкретным, затем с абстрактным, сначала с разнообразием опыта, затем с объединением понятий – вот один из оптимальных и понятных учащимся индуктивный метод познания в физике.

Особое место в этом процессе занимает решение физических задач, которые представляют собой наиболее близкую к характеру повседневного мышления деятельность. Мы встречаемся с задачей каждый раз, когда ищем средства для достижения определенной цели. Когда есть цель, которую мы не можем осуществить немедленно, приходится думать о средствах ее достижения – так формулируется задача.

Тем не менее решение задач всегда было главной трудностью при обучении физике в школе.

Часто повседневные задачи ведут к простым физическим задачам, и шаг абстрагирования между такой задачей и физикой может быть сделан благодаря естественному для ученика вмешательству учителя.

Существуют различные задачи и всякого рода различия между ними. Возьмем стандартные и нестандартные задачи. Нестандартная задача – та, которая не решается по известному алгоритму, требует определенной степени творчества и оригинальности со стороны ученика, т.е. нестандартного мышления или большого опыта в решении задач. Стандартная задача ничего подобного не требует.

Нестандартная задача может способствовать интеллектуальному развитию ученика, активизации его мыслительной деятельности, чего нельзя сказать о стандартных задачах, но умение решать последние является базой для решения первых. Рассмотрим подготовку учащихся среднего уровня к решению расчетных стандартных задач.

Действующие учебники и сборники задач для базового уровня в большинстве своем содержат стандартные задачи, соответствующие требованиям программы, ориентируя тем самым учителя и учащихся на приоритет решения именно стандартных расчетных задач. Подобные задачи являются основой и тематических обязательных контрольных работ. Так что проблема подготовки к решению и решение стандартных расчетных задач является актуальной.

Подготовке к решению задач должны предшествовать следующие этапы: 1) определение исходного уровня знаний и умений учащихся; 2) постановка задач и мотивация учебной деятельности школьников, комплексная отработка знаний. На этапе «постановка задач» обучаемым предлагается разноуровневый пакет задач, в том числе и стандартных.

Предварительное знакомство учащихся с пакетом обязательных для решения задач различного оценочного уровня, обеспечение свободы выбора стимулируют учение обучаемых.

Далее следует повторение общего алгоритма решения и оформления задач:

1. Запись данных задачи и их перевод в СИ.

2. Моделирование (осмысление и словесное описание процесса, явления; рисунок, график, схема...).

3. Выбор формул для решения задачи.

4. Поиск математического выражения искомой величины.

5. Проверка единиц измерения искомой величины.

6. Расчет искомой величины.

7. Обсуждение логики решения задачи.

8. Запись ответа.

Для успешной работы с этим алгоритмом необходимо подготовить математическое обеспечение решения задач.

Опыт показывает, что для успешного решения стандартных задач учащиеся должны владеть следующими математическими умениями: преобразовывать пропорции в линейные уравнения, решать линейные уравнения первой и второй степени, системы уравнений, прямоугольные треугольники, производить действия над векторами, знать тригонометрические функции, графики основных функций и уметь графически изображать связь между физическими величинами.

Методы подготовки математического обеспечения могут быть различными, не исключается помощь учителей математики, а оперативный контроль и контроль-коррекция здесь должны быть обязательными.

На начальной стадии обучения решению стандартных задач (VII-VIII кл.) учитель физики сталкивается с «математическим стереотипом», который необходимо преодолеть. Учащиеся приучены, что неизвестные величины обозначаются через х, у, z, а «физическая математика» предполагает, что искомой может быть любая величина, фигурирующая в формуле и даже явно не фигурирующая.

Поэтому появляется необходимость более детального ознакомления обучаемых с общепринятым обозначением физических величин в СИ, их физическим смыслом и единицами измерения, а подготовительные математические преобразования желательно проводить с физическими формулами.

Важен и показ различия между физическими формулами и чисто математическими выражениями.

Эти действия и упражнения способствуют быстрой адаптации обучаемых к решению стандартных задач.

Существует и проблема математического расчета искомой величины. Показ учителем методики расчетов, постоянные упражнения в расчетах дают учащимся возможность довести решение задачи до логического конца.

Расчетные задачи решаются по формулам, и учитель вправе требовать знания формул. Это же предполагает и программа в требованиях к знаниям и умениям обучаемых. Отсюда и вытекает отдельный этап в подготовке к решению задач – обучение учащихся анализировать формулы.

Алгоритм анализа формулы может быть следующим:

1. Правильно прочитать формулу.

2. Назвать величины, входящие в формулу, и единицы их измерения.

3. Указать взаимосвязь между величинами, входящими в формулу, уметь графически изображать эту взаимосвязь.

4. Обосновать формулу с точки зрения причинно-следственных связей.

5. Указать и обосновать практическое применение формулы.

Результат обучения с использованием этого алгоритма предполагает не только знание самой формулы, математических взаимосвязей между физическими величинами и умение изображать эту связь графически, но и дает возможность качественного анализа процесса, явления или закона, описываемых данной формулой. Элемент 5 дает возможность показа взаимосвязи теории с практикой.

После усвоения формулы учитель может предложить обучаемым общие требования по умению работать с формулой, необходимой для решения задач по данной теме.

Умение работать с формулой предполагает:

1. Знание формулы.

2. Умение анализировать формулу.

3. Знание опытов, подтверждающих справедливость формулы, умение рассказать об этих опытах (использовать алгоритм рассказа «об опытах»).

4. Знание формулировки закона, если формула – математическое выражение закона.

5. Знание и рассказ о практическом применении данной формулы (в приборах, механизмах, машинах, быту).

6. Составление и решение стандартных задач с использованием данной формулы (формул).

7. Умение выражать из формул величины и проверять их единицы измерения.

8. Умение графически изображать зависимость между величинами, входящими в формулу, и по графикам устанавливать взаимосвязь между величинами.

Опыт показывает, что успех в решении задач определяется готовностью к решению, а данная система и предполагает комплексную подготовку учащихся к решению задач. Предложенные в системе методы активной подготовки к решению стандартных физических задач легко воспроизводимы, контролируемы, результат прогнозируем, а умение решать стандартные задачи – путь к решению нестандартных задач, ибо стандарт – это точка отсчета в развитии нестандартного мышления и творческих способностей.