Короткин Г.Р., Пашкевич Т.А. Систематизация знаний по механике

Бурное развитие науки, техники, производства, характерное для современной эпохи, ставит перед школой все более сложные и разнообразные задачи. Поток информации постоянно растет. У современного работника наблюдается непрерывное возрастание умственной деятельности. Поэтому у школьников нужно не только формировать прочную основу знаний, умений и навыков, но и максимально развивать их умственную активность: умение мыслить, самостоятельно пополнять и обновлять знания и применять их в различных условиях. В этом важнейшая роль принадлежит систематизации знаний учащихся. Систематизация знаний – важное и необходимое условие формирования глубоких и прочных знаний школьников.

Под систематизацией следует понимать мыслительную деятельность, в процессе которой изучаемые объекты организуются в определенную систему на основе выбранного принципа. Систематизация дает возможность более рационально использовать память, поскольку позволяет группировать материал в более крупные единицы (блоки), которые легче запоминаются и, таким образом, позволяет освободиться от необходимости заучивать материал как сумму частных фактов. При систематизации знаний учителю важно уметь применять разнообразные приемы систематизации учебного материала. Непременным условием является и владение учителем приемами мыслительной деятельности: анализа, синтеза, абстрагирования, сравнения, аналогии, обобщения.

В основе систематизации знаний лежит классификация. Классификация – это распределение предметов, явлений, понятий по классам, группам, разрядам на основе общих признаков. При классификации происходит распределение объектов изучения на группы, блоки, модули, в основе которого должны лежать родственные явления, общие закономерности, процессы.

В результате аналитико-синтетической деятельности, выделения главного, существенно общего на основе сравнения и аналогии классификация объединяет объекты изучения в систему, определяет место каждого из них в ней. Классификация чаще всего выражается в виде схем, таблиц, диаграмм.

При составлении схем, таблиц, диаграмм необходимо уметь выделять существенные признаки изучаемых явлений, понятий и т.п., устанавливать причинно-следственные связи между ними и затем приводить знания в систему.

Рассмотрим на конкретном примере, как можно систематизировать знания по школьному разделу физики «Механика». Бесспорно, это очень важный и сложный раздел физики. Материал перегружен и за два урока в неделю (в обычном классе) очень трудно все освоить и тем более научиться решать задачи. А ведь механика является основой для изучения остальных разделов физики. Систематизация знаний по механике крайне необходима. Ее следует провести в IXклассе в конце учебного года, когда все темы механики изучены, т.е. привести в систему знания учащихся по данному разделу, и в Xклассе на уроке повторения нужно актуализировать знания учащихся по этой теме. Иными словами: провести систематизацию знаний.

Руководствуясь технологическим подходом в преподавании физики, мы всю механику свели в таблицу, состоящую из системы блоков (модулей). Каждый блок (модуль) отражает определенную тему, в которую сведены основные, главные знания по ней. Многолетний опыт работы в средних школах показал высокую эффективность предложенной системы. Обычно для систематизации знаний по механике достаточно одного урока. В конце урока учащиеся просматривают видеозапись главных опытов по всем темам с краткими пояснениями. Фактически снова обобщается весь раздел механики, только с демонстрацией опытов.

Основная задача урока – актуализация, обобщение и систематизация знаний учащихся по механике в целостную систему.

Урок разделяется на этапы. На 1-м этапе выясняем основную задачу механики и причину механического движения. Далее переходим к динамике и приводим в систему знания по этой теме. На 2-м этапе систематизируем знания по кинематике прямолинейного движения и движения тела по окружности. На 3-м этапе актуализируем знания таких понятий, как «механическая работа», «энергия» и ее виды. На 4-м этапе раскрываем и формулируем законы сохранения в механике. На 5-м этапе приводим в систему знания по теме «Статика». На 6-м этапе обобщаем знания о силах в природе. Рассмотрим эти этапы более подробно.

Урок начинается с выяснения того, что в механике изучаются движения тел. Затем формулируется основная задача механики и дается определение механического движения. Ставится вопрос: «Что является причиной движения тел?» Учащихся подводят к выводу, что причиной движения является действие на него других тел. Действие одного тела на другое называют взаимодействием.

Для взаимодействующих тел английский физик И.Ньютон открыл закон, который носит его имя: 3-й закон Ньютона. Дается формулировка этого закона, и делается его математическая запись в центре доски (см. таблицу).

В 3-й закон Ньютона входят силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом. Эти силы можно найти, применив 2-й закон Ньютона. Формулируем этот закон и записываем его математическое выражение на доске. Уточняем, что 2-й закон Ньютона сформулирован для тел, которые движутся равноускоренно. Для тел, покоящихся или движущихся прямолинейно равномерно, сформулируем 1-й закон Ньютона. Затем раскрываем основную задачу динамики и делаем обобщение.

Для нахождения ускорения и других кинематических величин используются формулы кинематики. Выясняем основную задачу кинематики. Обращаем внимание учащихся, что по форме траектории движения разделяются на прямолинейное и криволинейное (частным случаем криволинейного движения является движение тела по окружности). По скорости движения разделяются на равномерное и равноускоренное. Для решения кинематических задач достаточно знать 5 основных формул: скорости, перемещения, дополнительную формулу (получена из первых двух, путем исключения времени), координат и средней скорости. Обращаем внимание учащихся на то, что эти формулы отражают как равноускоренное движение, так и равномерное (при а = 0). Далее вспоминаем основные понятия и формулы кинематики движения тела по окружности: угловой скорости, периода, частоты, формулы связи этих величин, линейной скорости и центростремительного ускорения.

Выяснив основные понятия и кинематические характеристики механического движения, переходим к вопросу о механической работе, мощности и энергии. Раскрыв понятия кинетической и потенциальной энергии и записав их формулы, переходим к формулировке законов сохранения полной механической энергии и импульса. Затем переходим к статике. Раскрываются понятия момента силы, плеча силы и формулируются условия равновесия тела. Обращаем внимание на то, что первым условием равновесия является 1-й закон Ньютона. Таким образом, к концу урока на доске вычерчена таблица, в которую сведены основные формулы механики. По ней можно еще раз обобщить основные понятия и законы механики.

Возвращаемся снова к тому, с чего начинали урок: с взаимодействия тел. Тела действуют друг на друга с силами. Выясняем понятие силы. Классифицируем силы по четырем типам взаимодействий.

Урок рекомендуется проводить методом беседы. Учитель задает вопросы, учащиеся отвечают на них. Особое внимание уделяется четким определениям понятий и формулировке законов.