Самостоятельная работа как условие эффективного усвоения нового материала

Оглавление.

Глава I. Система самостоятельной работы учащихся 4

§ 1. Дидактические принципы организации самостоятельной работы учащихся 4

§ 2. Классификация видов самостоятельной работы учащихся 9

§ 3. Влияние самостоятельной работы на качество знаний и развитие познавательной способности учащихся (выводы) 15

Глава II. Формы организации самостоятельных работ учащихся на уроках физики 16

§ 1. Самостоятельная работа учащихся по решению задач 16

1.1. Решение задач (качественные и количественные) 16

1.2. Работа учащихся с графиками. 21

1.3. Алгоритм рассмотрения задач. 24

§ 2.Самостоятельная работа учащихся с учебной и дополнительной литературой. 30

2.1. Специфика усвоения знаний учащимимся в процессе работы с литературой. 30

2.2. Самостоятельная работа учащихся с учебником физики. 32

Приложение I. Дидактический и раздаточный материал для организации самостоятельной работы учащихся (по материалам уроков) 47

§ 1. Обучение учащихся измерению электрических величин. 48

§ 2. Решение задач на законы постоянного тока. 52

§ 3. Применение карточек-заданий на уроках. 53

Приложение II. Урок-соревнование в VIII классе на тему «Решение задач по определению количества теплоты, сопротивления и мощности электроприборов». 59

Заключение 64

Литература. 66

Введение.

Организация самостоятельной работы, руководство ею — это ответственная и сложная работа каждого учителя. Воспитание активности и самостоятельности и необходимо рассматривать как составную часть воспитания учащихся. Эта задача выступает перед каждым учителем в числе задач первостепенной важности.

Говоря о формировании у школьников самостоятельности, необходимо иметь в виду две тесно связанные между собой задачи. Первая их них заключается в том, чтобы развить у учащихся самостоятельность в познавательной деятельности, научить их самостоятельно овладевать знаниями, формировать свое мировоззрение; вторая — в том, чтобы научить их самостоятельно применять имеющиеся знания в учении и практической деятельности.

Самостоятельная работа не самоцель. Она является средством борьбы за глубокие и прочные знания учащихся, средством формирования у них активности и самостоятельности как черт личности, развития их умственных способностей.
Ребенок, в первый раз переступающий порог школы, не может еще самостоятельно ставить цель своей деятельности, не в силах еще планировать свои действия, корректировать их осуществление, соотносить полученный результат с поставленной целью.

В процессе обучения он должен достичь определенного достаточно высокого уровня, самостоятельности, открывающего возможность справиться с разными заданиями, добывать новое в процессе решения учебных задач.

Глава I. Система самостоятельной работы учащихся

§ 1. Дидактические принципы организации самостоятельной работы учащихся

На уроках физики, как и на уроках по другим предметам, с помощью различных самостоятельных работ учащиеся могут приобретать знания, умения и навыки. Все эти работы только тогда дают положительные результаты, когда они определенным образом организованы, т.е. представляют систему.

Под системой самостоятельных работ мы понимаем прежде всего совокупность взаимосвязанных, взаимообуславливающих друг друга, логически вытекающих один из другого и подчиненных общим задачам видов работ.

Всякая система должна удовлетворять определенным требованиям или принципам. В противном случае это будет не система, а случайный набор фактов, объектов, предметов и явлений.

При построении системы самостоятельных работ в качестве основных дидактических требований выдвинуты следующие:
1. Система самостоятельных работ должна способствовать решению основных дидактических задач — приобретению учащимися глубоких и прочных знаний, развитию у них познавательных способностей, формированию умения самостоятельно приобретать, расширять и углублять знания, применять их на практике.
2. Система должна удовлетворять основным принципам дидактики, и, прежде всего принципам доступности и систематичности, связи теории с практикой, сознательной и творческой активности, принципу обучения на высоком научном уровне.
3. Входящие в систему работы должны быть разнообразны по учебной цели и содержанию, чтобы обеспечить формирование у учащихся разнообразных умений и навыков.
4. Последовательность выполнения домашних и классных самостоятельных работ логически вытекало из предыдущих и готовило почву для выполнения последующих. В этом случае между отдельными работами обеспечиваются не только «ближние», но и «дальние» связи. Успех решения этой задачи зависит не только от педагогического мастерства учителя, но и от того, как он понимает значение и место каждой отдельной работы в системе работ, в развитии познавательных способностей учащихся, их мышления и других качеств.

Однако одна система не определяет успеха работы учителя по формированию у учеников знаний, умений и навыков. Для этого нужно еще знать основные принципы, руководствуясь которыми можно обеспечить эффективность самостоятельных работ, а также методику руководства отдельными видами самостоятельных работ.

Эффективность самостоятельной работы достигается, если она является одним их составных, органических элементов учебного процесса, и для нее предусматривается специальное время на каждом уроке, если она проводится планомерно и систематически, а не случайно и эпизодически.

Только при этом условии у учащихся вырабатываются устойчивые умения и навыки в выполнении различных видов самостоятельной работы и наращиваются темпы в ее выполнении.

При отборе видов самостоятельной работы, при определении ее объема и содержания следует руководствоваться, как и во всем процессе обучения, основными принципами дидактики. Наиболее важное значение в этом деле имеют принцип доступности и систематичности, связь теории с практикой, принцип постепенности в нарастании трудностей, принцип творческой активности, а также принцип дифференцированного подхода к учащимся. Применение этих принципов к руководству самостоятельной работой имеет следующие особенности:
1. Самостоятельная работа должна носить целенаправленный характер. Это достигается четкой формулировкой цели работы. Задача учителя заключается в том, чтобы найти такую формулировку задания, которая вызывала бы у школьников интерес к работе и стремление выполнить ее как можно лучше. Учащиеся должны ясно представлять, в чем заключается задача и каким образом будет проверяться ее выполнение. Это придает работе учащихся осмысленный, целенаправленный характер, и способствует более успешному ее выполнению.

Недооценка указанного требования приводит к тому, что учащиеся, не поняв цели работы, делают не то, что нужно, или вынуждены в процессе ее выполнения многократно обращаться за разъяснением к учителю. Все это приводит к нерациональной трате времени и снижению уровня самостоятельности учащихся в работе.
2. Самостоятельная работа должна быть действительно самостоятельной и побуждать ученика при ее выполнении работать напряженно. Однако здесь нельзя допускать крайностей: содержание и объем самостоятельной работы, предлагаемой на каждом этапе обучения, должны быть посильными для учащихся, а сами ученики — подготовлены к выполнению самостоятельной работы теоретически и практически.
3. На первых порах у учащихся нужно сформировать простейшие навыки самостоятельной работы. (Выполнение схем и чертежей, простых измерений, решения несложных задач и т.п.). В этом случае самостоятельной работе учащихся должен предшествовать наглядный показ приемов работы с учителем, сопровождаемый четкими объяснениями, записями на доске.

Самостоятельная работа, выполненная учащимися после показа приемов работы учителем, носит характер подражания. Она не развивает самостоятельности в подлинном смысле слова, но имеет важное значение для формирования более сложных навыков и умений, более высокой формы самостоятельности, при которой учащиеся оказываются способными разрабатывать и применять свои методы решения задач учебного или производственного характера.
4. Для самостоятельной работы нужно предлагать такие задания, выполнение которых не допускает действия по готовым рецептам и шаблону, а требует применения знаний в новой ситуации. Только в этом случае самостоятельная работа способствует формированию инициативы и познавательных способностей учащихся.
5. В организации самостоятельной работы необходимо учитывать, что для овладения знаниями, умениями и навыками различным учащимися требуется разное время. Осуществлять это можно путем дифференцированного подхода к учащимся.

Наблюдая за ходом работы класса в целом и отдельных учащихся, учитель должен вовремя переключать успешно справившихся с заданиями на выполнение более сложных. Некоторым учащимся количество тренировочных упражнений можно свести до минимума. Другим дать значительно больше таких упражнений в различных вариациях, чтобы они усвоили новое правило или нивой закон и научились самостоятельно применять его к решению учебных задач. Перевод такой группы учащихся на выполнение более сложных заданий должен быть своевременен. Здесь вредна излишняя торопливость, так и чрезмерно продолжительное «топтание на месте», не продвигающее учащихся вперед в познании нового, в овладении умениями и навыками.
6. Задания, предлагаемые для самостоятельной работы, должны вызывать интерес учащихся. Он достигается новизной выдвигаемых задач, необычностью их содержания, раскрытием перед учащимися практического значения предлагаемой задачи или метода, которым нужно овладеть.

Учащиеся всегда проявляют большой интерес к самостоятельным работам, в процессе выполнения которых они исследуют предметы и явления,

«открывают» новые методы измерения физических величин.
7. Самостоятельные работы учащихся необходимо планомерно и систематически включать в учебный процесс. Только при этом условии у них будут вырабатываться твердые умения и навыки.

Результаты работы в этом деле оказываются более ощутимы, когда привитием навыков самостоятельной работы у школьников занимается весь коллектив учителей, на занятиях по всем предметам, в том числе на занятиях в учебных мастерских.
8. При организации самостоятельной работы необходимо осуществлять разумное сочетание изложения материала учителем с самостоятельной работой учащихся по приобретению знаний, умений и навыков. В этом деле нельзя допускать крайностей: излишнее увлечение самостоятельной работой может замедлить темпы изучения программного материала, темпы продвижения учащихся вперед в познании нового.
9. При выполнении учащимися самостоятельных работ любого виды руководящая роль должна принадлежать учителю. Учитель продумывает систему самостоятельных работ, их планомерное включение в учебный процесс. Он определяет цель, содержание и объем каждой самостоятельной работы, ее место на уроке, методы обучения различным видам самостоятельной работы.

Он обучает учащихся методами самоконтроля и осуществляет контроль за качеством ее, изучает индивидуальные особенности учащихся и учитывает их при организации самостоятельной работы.

§ 2. Классификация видов самостоятельной работы учащихся

Под самостоятельной работой учащихся мы понимаем такую работу, которая выполняется учащимися по заданию и под контролем учителя, но без непосредственного его участия в ней, в специально предоставленное для этого время. При этом учащиеся сознательно стремятся достигнуть поставленной цели, употребляя свои умственные усилия и выражая в той или иной форме
(устный ответ, графическое построение, описание опытов, расчеты и т.д.) результат умственных и физических действий.

Самостоятельная работа предполагает активные умственные действия учащихся, связанные с поисками наиболее рациональных способов выполнения предложенных учителем заданий, с анализом результатов работы.

В процессе обучения физике применяются различные виды самостоятельной работы учащимися, с помощью которых они самостоятельно приобретают знания, умения и навыки. Все виды самостоятельной работы, применяемые в учебном процессе, можно классифицировать по различным признакам: по дидактической цели, по характеру учебной деятельности учащихся, по содержанию, по степени самостоятельности и элементу творчества учащихся и т.д.

Все виды самостоятельной работы по дидактической цели можно разделить на пять групп:

1) приобретение новых знаний, овладение умением самостоятельно приобретать знания;

2) закрепление и уточнение знаний;

3) выработка умения применять знания в решении учебных и практических задач;

4) формирование умений и навыков практического характера;

5) формирование творческого характера, умения применять знания в усложненной ситуации.

Каждая из перечисленных групп включает в себя несколько видов самостоятельной работы, поскольку решение одной и той же дидактической задачи может осуществляться различными способами. Указанные группы тесно связаны между собой. Эта связь обусловлена тем, что одни и те же виды работ могут быть использованы для решения различных дидактических задач.
Например, с помощью экспериментальных, практических работ достигается не только приобретение умений и навыков, но также приобретение новых знаний и выработка умения применять ранее полученные знания. Взаимосвязь между различными видами самостоятельной работы на уроках физики представлена схемой 1.

Рассмотрим содержание работ при классификации по основной дидактической цели.
1. Приобретение новых знаний и овладение умениями самостоятельно приобретать знания осуществляется на основе работы с учебником, выполнение наблюдений и опытов, работ аналитико-вычислительного характера (анализ формул, установление характера функциональной зависимости между величинами, определение единиц измерения величин на основе анализа формул, установление соотношения между единицами измерения физических величин и т.д. и т.п.)
2. Закрепление и уточнение знаний достигается с помощью специальной системы упражнений по уточнению признаков понятий, их ограничению, отделению существенных признаков от несущественных; по сравнению и сопоставлению изучаемых тел и явлений и т.д.
3. Выработка умения применять знания на практике осуществляется с помощью решения задач различного вида (качественных, вычислительных, графических, экспериментальных, задач-рисунков), решение задач в общем виде, выполнения проектно-конструкторских и технических работ

(объяснения устройства и принципа действия приборов по схеме электрической цепи; обнаружение и устранение неисправностей в приборе; внесе ние изменений в конструкцию прибора; разработка новой конструкции прибора), экспериментальных работ и т.д.

Формирование умений практического характера достигается с помощью разнообразных работ, таких, как изучение школ измерительных приборов

(определение назначения и цены деления приборов, определение верхнего и нижнего пределов измерения прибора), непосредственное из мерение величин, определение величин косвенными методами, вычерчивание и чтение электрических схем приборов и электрических цепей, сборка приборов из готовых деталей, градуирование шкал приборов, сборка электрических цепей и т.д.

Схема 1.

4. Формирование умений творческого характера достигается при написании сочинений, рефератов, при подготовке докладов, заданий при поиске новых способов решения задач, новых вариантов опыта и т.п.

Разнообразие всех видов самостоятельной работы по физике представлено в таблице 1, где они сгруппированы по основной дидактической цели.

В процессе обучения физике возможна организация более 30 видов самостоятельных работ. Однако на практике используют далеко не все виды.
Чаще всего на уроках выполняют решение задач, наблюдения и опыты. Еще сравнительно редко организуется самостоятельная работа с учебником при изучении нового материала, работа по моделированию и конструированию опытов.

Таблица 1.

Продолжение

§ 3. Влияние самостоятельной работы на качество знаний и развитие познавательной способности учащихся (выводы)

Самостоятельная работа оказывает значительное влияние на глубину и прочность знаний учащихся по предмету, на развитие их познавательных способностей, на темп усвоения нового материала.

Практический опыт учителей многих школ показал, что:
1. Систематически проводимая самостоятельная работа (с учебником по решению задач, выполнению наблюдений и опытов) при правильной ее организации способствует получению учащимися более глубоких и прочных знаний по сравнению с теми, которые они приобретают при сообщении учителем готовых знаний.
2. Организация выполнения учащимися разнообразных по дидактической цели и содержанию самостоятельных работ способствует развитию их познавательных и творческих способностей, развитию мышления.
3. При тщательно продуманной методике проведения самостоятельных работ ускоряются темпы формирования у учащихся умений и навыков практического характера, а это в свою очередь оказывает положительное влияние на формирование познавательных умений и навыков.
4. С течением времени при систематической организации самостоятельной работы на уроках и сочетании ее с различными видами домашней работы по предмету у учащихся вырабатываются устойчивые навыки самостоятельной работы. В результате для выполнения примерно одинаковых по объему и степени трудности работ учащиеся затрачивают значительно меньше времени по сравнению с учащимися таких классов, в которых самостоятельная работа совершенно не организуется или проводится нерегулярно. Это позволяет постепенно наращивать темпы изучения программного материала, увеличить время на решение задач, выполнение экспериментальных работ и других видов работ творческого характера.

Глава II. Формы организации самостоятельных работ учащихся на уроках физики

В предыдущей главе были рассмотрены дидактические принципы построения системы самостоятельных работ по предмету, методика руководства самостоятельной работой учащихся и классификация видов самостоятельной работы.

Однако одного понимания учителем указанных выше вопросов недостаточно для успешного воспитания у учеников самостоятельности. Для этого еще необходимо владеть умением организации этой работы, ясно представлять, таким образом включать элементы самостоятельной работы в уголок, каким образом сочетать ее с объяснением учителем и коллективными формами работы учащихся.

§ 1. Самостоятельная работа учащихся по решению задач

1.1. 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) | |а) |
| | |б) | | |
| | | | |б) |
|2| | | | |
|3|б) |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.

1.2. Работа учащихся с графиками.

В практике преподавания физике работе учащихся с графиками не всегда уделяется должное внимание. Обычно графические работы учащихся имеют место только при изучении кинематики. Между тем содержание курса физики представляет большие возможности для развития графической грамотности учащихся. Для успешной самостоятельной работы с графиками учащимся необходимо усвоить алгоритм построения и чтения графиков с учетом специфики учебного программного материала.

При прохождении практики я использовала такие формы работы с графическим раздаточным материалом, которые способствуют развитию умений учащихся в чтении графиков, и одновременно дают возможность проводить тренировочные работы по решению задач.

Приведу примеры некоторых из графиков, которые можно использовать в качестве раздаточного материала.

Алгоритм:

- выяснить взаимосвязь физических величин с помощью математического выражения;

- составить таблицу значений;

- объяснить физический смысл полученного графика по данному физическому явлению.

Тема: Теплота и молекулярная физика.
1. Изотерма газа (рис. 1) позволяет произвести следующие работы: при изучении закона Гей-Люссака — найти объем газа при температуре и давлении , если он находится при указанном давлении и температуре ; при изучении закона Шарля — найти давление газа, занимающего объем при температуре , если указан объем при температуре .
2. Графики плавления и отвердевания позволяют рассчитать количество поглощенной и выделившейся теплоты. Указана масса вещества, его химический состав определяется при температуре плавления из справочных таблиц. Там же находятся необходимые величины (удельная теплоемкость и удельная теплота плавления).

Также графический метод полезно применять, в частности, при изучении электрических и магнитных полей в курсе X класса.

Обычно учащиеся умеют изображать картину поля с помощью силовых линий, хорошо усваивают, что густота линий, проходящих через единицу площади, перпендикулярной к линиям, характеризует величину силового действия поля.
Однако они слабо оперируют векторами, характеризующими эти силовые действия, не всегда достаточно ясно представляют себе общую картину поля.
Поэтому важно научить их также рисовать картины полей, пользуясь построением векторов , и в различных точках. Рассмотрим на конкретных примерах, какие графические упражнения можно использовать при изучении электричества в X классе.

Изображение картины электрических полей точечных зарядов.

Как известно, напряженность поля точечного заряда определяется формулой:

Для воздуха , а .

Пусть потребуется изобразить картину поля, например для .
Составляют таблицу пар значений r и Е и строят графики зависимости величин вектора напряженности Е от расстояния r (рис. 4, а).

Затем изображают картину полей точечных положительного и отрицательного зарядов (рис. 4, б). Величины векторов Е для различных значений берут их графика.

При построении картины поля системы двух равных равноименных точечных зарядов необходимо воспользоваться принципом суперпозиции полей, который означает, что вектор напряженности результирующего поля в каждой точке картины равен геометрической сумме векторов напряженностей складываемых полей. Учащимся предлагается нарисовать картину результирующего поля, если известны картины полей каждого заряда в отдельности и график зависимости величины вектора напряженности от расстояния.

| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |

Поскольку построение картины результирующего поля только с помощью векторов напряженности требует сравнительно большего времени, можно ограничиться следующим приемом: совмещают зарисовку линий картины поля и зарисовку некоторых векторов напряженности. При этом необходимо исходить из определения понятия линии напряженности.

1.3. Алгоритм рассмотрения задач.

Самостоятельная работа широко используется при повторении и закреплении пройденного материала путем решения задач. Обычно при повторении и закреплении достаточно большого объема учебного материала (раздела, при подготовке к контрольным работам, к экзамену и т.п.) на уроке решают задачи на самые различные темы. Задачи из разных тем, разделов имеют свою специфику решения. Поэтому, прежде всего, необходимо определить, из какой темы предлагаемая задача (а, точнее, какое физическое явление рассматривается в задаче). Затем следует определить, на какой закон данная задача.

В современной производственной деятельности человека значительное распространение благодаря развитию кибернетики приобрели алгоритмические приемы. Такие приемы нашли отражение и в обучении. Однако среди них нет операций «распознавания», позволяющих отнести данную задачу к определенному типу, и они не охватывают всей совокупности возможных типов задач. Поэтому рациональнее строить алгоритмы применения физических законов. Такие алгоритмы можно применять к решению любой задачи, а число законов сравнительно невелико.

Поскольку при решении задач ученику в большинстве случаев приходиться искать ответы на такие два следующих друг за другом вопроса: «Можно ли применить данный закон (законы) в рассматриваемой ситуации?» и «Как применит его (их) для решения задачи?», алгоритм применения физического закона распадается по существу на два: 1) алгоритм распознавания применимости закона (законов) и 2) алгоритм преобразования формулы (формул) закона (законов) в соответствии с конкретной физической ситуацией. Первый их них способствует выражению единого подхода к анализу физического смысла задачи, так как выявить последний — значит найти законы, определяющие развитие явлений и свойств объектов.

Общая схема решения задачи, приведенная на с. , в определенной мере уже служит алгоритмическим предписанием о порядке действий. Вместе с тем алгоритмы не охватывают всего процесса решения задачи — алгоритмизируются лишь этапы применения законов и математических действий; это не мешает творческому подходу к другим этапам — выбору плана решения (когда учащийся выдвигает предложения, гипотезы, применяет аналогии, искусственные приемы), поиску иных вариантов решения и др. использование алгоритмов позволяет программировать учебный процесс, успешно обучать учащихся отдельным операциям. Например, изучение современного школьного курса механики предполагает последовательное применение координатного метода. Много величин и законов механики (как и электродинамики) имеют векторный характер
(например, второй закон Ньютона: ).

Для вычислений чаще всего используют соответствующие уравнения в проекциях на оси координат () или модулей (), поэтому возникает необходимость обучить восьмиклассников преобразованию векторного уравнения для проекций, т.е. прежде всего выработать у них умение определять проекцию вектора на ось. Для последнего полезно следующее алгоритмическое предписание.

Алгоритм определения проекции вектора на ось.

1. Изобразить вектор графически в избранном масштабе; указать на рисунке начало координат и координатную ось.
2. Спроецировать на ось начальную и конечную точки вектора.
3. Найти длину отрезка между проекциями этих точек на ось; если можно, выразить длину отрезка через модуль вектора.
4. Обозначить наименьший угол между положительным направлением оси и направлением вектора; определить этот угол.
5. Острый ли этот угол?
|да ( | |нет ( |
|приписать проекции | |приписать проекции |
|знак «+» | |знак «-» |

6. Записать проекцию вектора: длину отрезка, определенного в п.3, со знаком, установленным в п.5 (или: вычислить проекцию вектора по формуле

, если известен .

Алгоритм распознавания применяемости законов Ньютона.

1. Можно ли считать систему отсчета инерциальной?
|да |нет |

2. Можно ли применять законы классической механики? a) Мала ли скорость тела по сравнению со скоростью света?
|да |нет |

b) Макроскопично ли тело?
|да |нет |

3. Можно ли считать тело материальной точкой?
|да |нет |

Алгоритм преобразования формулы второго закона Ньютона в соответствии с данной физической ситуацией.

1. З

Вернуться