Алгоритмы решения задач

Найти алгоритмы решения многих типов задач можно перейдя по тегам справа ->

                                                              «Задача – это необходимость сознательного   поиска соответствующее средства для достижения некоторой цели».

                                                                                                                   Д. Пойа.

Физическая задача  - это проблема, решаемая с помощью логических умозаключений, математических действий на основе законов и методов физики. Решение физических задач относится к практическим методам обучения и, опираясь на активную мыслительную деятельность ученика, выполняет образовательную, воспитательную и развивающую функции. Физический смысл различных определений, правил, законов становится понятным учащимся лишь после многократного применения их к конкретным частным примерам – задачам. Воспитательная функция физических задач заключается в формировании научного мировоззрения учащихся.  Решение задач воспитывает трудолюбие, самостоятельность в суждениях, интерес к учению, упорство в достижении поставленной цели. При решении задач развиваются логическое и творческое мышление.

             Общая структура деятельности по решению задачи.
Решение задачи начинается с анализа условия. Ученик должен не только запомнить условие, но и осознать его, увидев физическое явление, о котором говорится в задаче. На этапе поиска решения ученик вспоминает физические законы, определения, описывающие рассматриваемое в задаче физическое явление, строит его математическую модель.

Основным методом поиска решения задачи является аналитико-синтетический способ. Аналитические рассуждения направлены от искомых задачи к её данным. Анализ требует разделения целого на части. При синтезе двигаются в рассуждениях от данных задачи к искомым. Синтез объединяет отдельные элементы в целое.

На этапе решения производятся преобразования записанных формул, осуществляется намеченный план решения. Здесь проявляется математическая подготовка учащихся.

Проверка результата заключается в определении достоверности числового значения искомой величины или её размерности при отсутствии числовых данных.

Исследование решения является очень важным этапом, имеющим большие дидактические возможности, позволяющим глубже проанализировать физическое явление. Никакую задачу нельзя исчерпать до конца, поскольку всегда остаётся что-то, над чем можно поразмышлять, найти другое решение задачи.

По степени сложности физические задачи делятся на элементарные, стандартные и нестандартные.

Для решения элементарной задачи необходимо и достаточно воспроизвести и применить один соответствующий физический закон. Решение стандартной задачи требует системы обычных знаний и стандартных методов и приёмов. Нестандартная задача требует особых методов решения, поскольку применение обычных законов и методов не приводит к цели, так как система уравнений получается незамкнутой. Как правило, нестандартные задачи встречаются в олимпиадных заданиях. В распространённых сборниках задач по физике приводятся стандартные задачи.

         Методике обучения учащихся решению задач посвящено значительное количество работ учёных, методистов, учителей – практиков [1, 2, 3, 4. 5]. Однако затруднения  в решении задач по-прежнему остаются наиболее частыми затруднениями, которые испытывают учащиеся школ, особенно при решении задач части С заданий ЕГЭ.

Анализ программ по физике, поурочного планирования учебного материала показывает, что о задачах говорится только в разделе «Требования к знаниям и умениям учащихся». Примерное поурочное планирование учебного материала предлагает примерно 20% учебного времени отводить на уроки по решению задач. Остальное время отводится на формирование у учащихся знаний о физических понятиях, законах, принципах, теориях, экспериментах. Возникает противоречие: большая часть времени уделяется изучению теоретического материала, а на контрольных работах проверяется умение решать задачи, чему практически не учат. Создаётся впечатление, что умение решать задачи является само собой разумеющимся, если знать теорию вопроса. Однако это умение не может возникнуть само собой, оно требует специального обучения. 

Методика решения задач по физике

Выбор правильной методики выполнения какой-либо работы очень часто является залогом успеха. Решение задач по физике не является исключением из этого правила. Конечно, не существует универсальной методики решения задач, которой нужно бесприкословно следовать. Но все же, вот примерный алгоритм, которому следует автор данного сайта при решении задач: 

1. Внимательно прочитать условие задачи. Установить в общих чертах условия задачи и каким физическим законам они отвечают.

2. Сделать краткую запись условий. Обычно слева в столбик записывают все данные и искомые величины. Лучше все данные задачи сразу выразить в одинаковых величинах (СИ).

3. Сделать чертеж, схему или рисунок, поясняющие описанный в задаче процесс. Указать на чертеже все данные и искомые величины задачи.

4. Написать уравнение или систему уравнений, отображающих происходящий физический процесс в общем виде.

5. Если равенства векторные, то им сопоставить скалярные равенства.

6. Используя условия задачи и чертеж, преобразовать исходные равенства так, чтобы в конечном виде в них входили лишь упомянутые в условиях задачи величины и табличные данные.

7. Решить задачу в общем виде (получить "рабочую формулу"), т.е. выразить искомую величину через заданные в задаче.

8. Произвести вычисления.

9. Произвести проверку единиц величин, подставив их в "рабочую формулу". Полученная единица должна совпадать с единицей искомой в задаче величины.

Как готовить домашние задания по физике

1. Приготовить все необходимое для подготовки домашнего задания6 дневник, учебник, тетрадь, сборник задач  и т.д.
2. Открыть  тетрадь, вспомнить тему или план учебного материала, изученного на предыдущем уроке. Вспомнить объяснение учителя  и опыты, которые демонстрировались на уроке.
3. Внимательно прочитать записи  в тетради и понять их: определения, законы выучить наизусть.
4. Выводы формул и рисунки надо воспроизводить до тех пор на бумаге, пока не будет безошибочных записей и рисунков.
5. Прочитать заданные параграфы в учебнике. Выучить наизусть  определения, если их не было в тетради.
6. Внимательно просмотреть или про решать задачи, решенные на уроке.
7. Решать задачи заданные на дом.    

Как решать задачи по физике дома и не только

1. Все задачи независимо от способа задания исходных данных следует решать в общем виде ( в буквенном обозначении). При такой форме становится ясной последовательность применения физических законов, используемых в процессе решения, а сами выкладки позволяют проверить любую часть решения и найти ошибки.
2. Ознакомившись с условием задачи, никогда не следует заострять внимание на искомой величине и тем более сразу пытаться найти ее.  Необходимо помнить, что ближайшая цель решения состоит в том, чтобы свести физическую задачу к математической, записав ее в виде формул.  Для лучшего понимания условия нужно сделать схематический чертеж, поясняющий его сущность. На чертеже надо хотя бы указать все величины, характеризующее данное явление. При этом легче определить, какие величины необходимы для решения задачи.
3. Затем необходимо установить связь между всеми величинами и составить одно или несколько математических уравнений.
4. Решить уравнение или систему уравнений.
5. Получить ответ в общем виде, проанализировать. Проверить размерность и приступить к численным  расчетам.
6. Оценить по возможностям полученный ответ.