Annotation. The article discusses the selection of objectives, aimed at the analysis of specific physical phenomena — visual tasks.
Keywords: physics learning process, task, physical challenge, visual problems.
Большинство задач, стоящих перед человеком, решается в процессе целенаправленной и планомерной деятельности, некоторые из них возникают случайно и требуют от человека принятия решения в незапланированном порядке, вне зависимости от готовности и умения отдельного индивидуума решать их правильно.
Доказано, что решение задач составляет неотъемлемую часть полноценного изучения предмета (в частности, физики) на любом уровне. В процессе решения задач проявляются основные закономерности мыслительной деятельности. При введении новых понятий постановка задач способствует возникновению потребности в знаниях и в усвоении способов их добывания. О степени усвоения физических понятий можно судить по умению сознательно их применять для анализа конкретных физических явлений в процессе решения задач.
Задачи могут быть использованы на всех этапах процесса обучения: при изучении нового материала, при закреплении, применении знаний, в процессе контроля за усвоением знаний, а также формируют условия для переноса знаний в область практики. Известно, что формирование умений и навыков происходит главным образом в процессе решения задач.
Решению задач уделяется большое внимание и в курсе общей физики вузов. Оно выступает средством формирования физических понятий, развития мышления, воли и инициативы студентов. Задачи применяются на лекциях, практических занятиях, при проведении зачетов и экзаменов и т. д. Решение задач позволяет лучше понять и запомнить основные законы физики, воспитывает способность применять общие теоретические закономерности к отдельным конкретным случаям. В этом случае решение задач — один из методов обучения физике, на котором идет не изучение законов, формул, графических зависимостей, расчетов и т. п., но активное применение их, обучение анализу в конкретных физических ситуациях.
Систематическое использование задач вырабатывает у студентов умение пользоваться этим методом для самостоятельного добывания знаний.
Существуют разнообразные формы проведения занятий по решению задач: самостоятельное решение задач всеми студентами; решение задач студентами на доске; решение задач преподавателем на доске с привлечением студентов; решение задач всеми студентами на местах с комментированием отдельных этапов.
По нашему мнению, более верно говорить не только о задаче в процессе обучения, но и о задачном методе, как полноправном методе обучения.
Основным средством решения физических задач является широкий математический аппарат. Чаще всего при решении ограничиваются алгебраическим способом; небольшой процент задач решается графическим способом, и еще меньше задач решается геометрическим и экспериментальным способом. Все это говорит о том, что система задач, используемая в процессе обучения физике, должна быть целенаправленной.
Необходимо сокращать количество формальных задач, в которых все исходные величины даны в готовом виде и где требуется лишь подобрать соответствующую формулу, чтобы произвести механически соответствующие вычисления. При решении подобных задач у обучающихся исключается процесс переработки информации и выпадают такие важные виды деятельности, как наблюдение и измерение, необходимые в практике, в жизни. М. Вертгеймер исследовав образцы продуктивного творческого мышления детей, отмечает, что следует знакомить с … «задачами с помощью жизненных ситуаций, в которых само задание имеет для них реальный смысл. Но есть много детей и взрослых, которые не нуждаются в такой помощи. Их легко заинтересовать теоретическими проблемами. Они воспринимают проблему как интересное задание, как побуждение к творческой деятельности» [1].
В процесс обучения надо включать задачи, адекватные практике, где учащиеся или студенты сами могли бы получать исходные величины из наблюдений и измерений. К таким задачам относятся экспериментальные задачи и лабораторные работы. Однако, ряд объективных причин не позволяет существенно увеличить этот вид задач с тем, чтобы их количество было бы достаточным для приобретения необходимых умений и навыков.
Решением данной проблемы считаем применение так называемых «наглядных» задач, которые содержат рисунок (или фотографию) и печатный текст. Рисунок (возможно в схематизированном виде) отражает реальную ситуацию, наблюдающуюся в процессе эксперимента или на практике.
Решение «наглядной» задачи не может начаться с механического подбора формулы по буквам, обозначающим искомые и исходные величины, так как этих букв (величин) на рисунке может не быть. Приступая к решению такой задачи, обучаемый вынужден проанализировать сущность изображенной ситуации, соотнести ее с текстом задания, который является подсказкой для выполнения решения.
Предлагаемые «наглядные» задачи по своей структуре значительно ближе к практике, чем обычные текстовые задачи, хотя, строго говоря, и их нельзя считать полностью адекватными практике, так как поиск решения в этих задачах сужен изображенной ситуацией и невозможностью ее изменения. Тем не менее, в ходе решения «наглядных» задач отрабатываются основные понятия предмета и приемы решения.
«Наглядные» задачи могут быть использованы при изучении механики и динамики, молекулярной физики, электрических цепей, геометрической оптики. Например,
Задача: На фотографии представлена установка для изучения равномерного движения бруска (1) массой 0,1 кг, на котором находится груз (2) массой 0,1 кг. Найти работу равнодействующей всех сил, действующих на брусок с грузом при перемещении бруска на 20 см.
Задача: На рисунке 2 изображена установка для исследования равноускоренного скольжения каретки (1) массой 0,1 кг по наклонной плоскости, установленной под углом 200 к горизонту. В момент начала движения каретки верхний датчик (А) включает секундомер (2), а при прохождении каретки мимо нижнего датчика (В) секундомер выключается. Числа на линейке обозначают длину в сантиметрах. Чему равна скорость каретки в момент, когда она проходит нижний датчик (В)?
Задача: В классе на стене висит психрометр. Определите по фотографии его показания. Считая водяной пар идеальным газом, вычислите массу водяных паров в воздухе класса, размером 
метра.
Зависимость упругости р насыщающих паров воды от абсолютной температуры Т
|
Т, К |
273 |
275 |
277 |
279 |
281 |
283 |
285 |
287 |
289 |
291 |
293 |
|
р, кПа |
0,609 |
0,704 |
0,811 |
0,933 |
1,07 |
1,22 |
1,40 |
1,59 |
1,81 |
2,06 |
2,33 |
Можно выделить три основных этапа формирования навыков по решению данных задач.
На первом этапе обучающимся предлагаются такие задачи, для выполнения которых необходимы только внимание, аккуратность и последовательность в действиях. Например, при решении задач по теме «Постоянный электрический ток» обучаемый заменяет изображенные элементы электрической цепи условными символами, снимает показания с приборов и т. д. Это способствует созданию в сознании обучаемых обобщенного образа замкнутой электрической цепи и формированию ее основных понятий.
Второй этап более сложный, здесь предлагаются более сложные задачи. Они предполагают самостоятельную деятельность, (полностью или частично) опирающуюся на знания основных законов физики. Успех зависит от последовательности построения системы задач.
Завершающим этапом в формировании навыков непременно должна явиться практическая деятельность обучающихся, в процессе которой за счет осязания зрительные образы уточняются и обогащаются. «Наглядные» задачи могут предшествовать практическим лабораторным работам. Студент или учащийся обнаруживает связи между элементами задачи и лабораторной работы, между разными разделами курса физики чему способствует активизация необходимых знаний.
Характер и количество задач зависит от цели, вида занятия, уровня знаний и умений обучающихся. Достаточное количество предложенных задач позволяет не повторять их, выбирать их для слабых и сильных студентов.
Литература:
- Вертгеймер, М. Продуктивное мышление [Текст] / М. Вертгеймер. — М., 1987.- С. 312–313.
- Ермакова, Е. В. Задачи с астрономическим содержанием в процессе обучения [Текст] / Ермакова Е. В., Власкин Р. И. // Вестник ИГПИ им. П. П. Ершова. — 2014. — № 6 (18). — С. 72–75.
- Ермакова, Е.В. Составление задач межпредметного содержания на занятиях по физике // Акад. вестник. — 2013. — № 4 (26). — С. 146–151.
- Ермакова, Е. В. Составление физических задач на основе материалов о Великой Отечественной войне [Электронный ресурс] / Ермакова Е. В., Плотников Е. П. // Концепт. — 2015. — № 07 (июль). — ART 15234. — URL: http://e-koncept.ru/2015/15234.htm.
- Ермакова Е. В. Составление задач по результатам лабораторных работ по молекулярной физике // Проблемы и перспективы физико-математического и технического образования: сб. материалов Всерос. науч.-практич. конф. (г. Ишим; 19–20 нояб. 2015 г.) /отв. ред. Т. С. Мамонтова.- Ишим, 2015. — С. 75–78.
