Элективный курс «Методы решения физических задач»
| Вид материала | Элективный курс |
- Элективный курс «Методы решения задач по физике» 10 11 классы 68 часов, 115.81kb.
- Элективный курс «Методы решения физических задач», 81.18kb.
- Календарно-тематическое планирование элективного курса " методы решения физических, 107.87kb.
- Элективный курс «Техника решения задач по планиметрии» (34 часа), 27.47kb.
- Элективный курс Эволюция в космосе и Вселенной элективный курс для 10-ых классов, 21.37kb.
- Элективный курс «Способы и методы решения задач», 77.46kb.
- Рабочая программа Элективного курса «Решение физических задач повышенной сложности, 188.67kb.
- Рабочая программа Элективного курса «Методы решения физических задач» в 9 классе, 221.38kb.
- Элективный курс «глобальные проблемы человечества», 121.74kb.
- Программа элективный курс «Решение задач по физике», 159.48kb.
А. Ю. Курков,
учитель физики
МОУ «Гимназия №11» (г. Бийск)
Элективный курс «Методы решения физических задач»
Решение задач имеет большое значение в изучении курса физики. Содержание задачи позволяет установить связь между физическими законами и реальными процессами и явлениями окружающего мира, что способствует как формированию интереса к предмету, так и более глубокому пониманию сущности физических законов и теорий. Именно умение решать задачи является лучшим критерием глубины знаний учащихся по физике. Кроме того, анализ задачи, с которого начинается поиск ее решения, способствует формированию и развитию логического мышления, умений выполнять основные мыслительные операции. Процесс решения физической задачи позволяет учащимся на практике применить свои математические знания, а иногда способствует пониманию ими недостаточности этих знаний. Наконец, все чаще предпринимаемые попытки использовать при решении физической задачи компьютер способствуют постепенному накоплению опыта внедрения новых информационных технологий в образование.
Однако зачастую задачи решаются лишь для тренинга, служат иллюстрацией положенных в их основу изучаемых физических законов, правил, формул. Решение групп сходных задач по одной теме приводит к привычке алгоритмизации действий. Конечно, алгоритмический подход к решению базовых задач весьма полезен, но, так называемые, задачи повышенной трудности, олимпиадные задачи вряд ли могут быть решены на основе простого применения известных учащимся алгоритмов. Эти задачи – «штучные», их решение требует творческого подхода и существенно облегчается благодаря некоторым методам и приемам. К сожалению, при обучении физике ввиду большого объема теоретической части курса, не всегда может быть выделено достаточно времени для систематического ознакомления с этими методами. Кроме того, далеко не все учащиеся в состоянии успешно работать с «трудными» задачами. Формированию умений решать подобные задачи должен помочь предлагаемый курс. Представляется целесообразным введение данного курса как элективного. Он ориентирован, прежде всего, на учеников интересующихся физикой и имеющих достаточно хорошую математическую подготовку и может быть реализован как в общеобразовательных, так и в профильных (физико-математических) классах. Следует отметить полезность курса для подготовки к итоговой аттестации, особенно в форме Единого Государственного Экзамена, где умение решать задачи является, пожалуй, главным условием успешного результата.
Основная цель курса – познакомить учащихся с некоторыми нестандартными методами решения задач, и на этой основе способствовать формированию умения находить наиболее рациональный из числа известных метод решения предлагаемой задачи и применять его. Другими словами,- учить не решению конкретной задачи, а методам, которые можно использовать при решении многих задач.
Основные задачи курса:
- способствовать развитию творческой составляющей личности учащихся, формированию у них навыков исследовательской деятельности;
- способствовать углублению знаний учащихся по физике через содержание задач и анализ их результатов;
- формировать у учащихся навыки самостоятельной работы;
- иллюстрируя изучаемые методы задачами из различных разделов курса физики, формировать у учащихся представление о целостности этой науки как отражении единства материального мира;
- реализовывать межпредметные связи, прежде всего с математикой;
Содержание курса
Выбор системы отсчета
Учащимся показывается существенное упрощение решения задач за счет удачного выбора системы отсчета. Рассматривается использование систем отсчета, связанных с движущимся объектом, с центром масс системы, неинерциальных систем отсчета.
Метод усложнения-упрощения
Метод состоит во введении новых элементов, казалось бы, усложняющих задачу, но всегда дающих эффективные решения.
Метод дифференцирования и интегрирования
Изучается использование методов дифференциального и интегрального исчисления для расчетов процессов, связанных с непрерывным изменением их физических характеристик. Применение этого метода позволяет существенно расширить круг задач, решаемых в рамках школьной физики, способствует реализации межпредметных связей, допускает создание математической модели процесса и проведение компьютерного эксперимента.
Метод обратимости
Замена процесса, описанного в условии задачи, обратным в некоторых случаях дает простое решение и, кроме того, позволяет формировать в сознании учащихся представление о симметрии некоторых событий в окружающем мире.
Метод виртуальных перемещений
Введение понятия виртуального перемещения и применение его к расчету полной работы сил реакции связей, действующих в системе, находящейся в равновесии, дает новый эффективный подход к решению соответствующих задач.
Метод экстремума потенциальной энергии
Представление об экстремуме потенциальной энергии в положении равновесия используется для нахождения параметров, связанных с равновесием системы.
Использование законов сохранения
Учащимся показывается универсальность применения законов сохранения массы, заряда, импульса, полной механической энергии для решения физических задач. Рассмотрение законов сохранения, изучаемых в различных разделах курса физики, в рамках одного метода способствует обобщению знаний учащихся и формированию у них представлений о единстве материального мира.
Некоторые методы расчета электрических цепей
Учащиеся знакомятся с правилами Кирхгофа и их применением для расчета сложных электрических цепей, с методом векторных диаграмм, с использованием эквипотенциальных узлов для перехода к эквивалентным схемам.
Метод зеркальных изображений
Рассматривается решение задач кинематики, электростатики, оптики на основе построения изображения предмета в плоском зеркале.
Графические методы
Раздел включает метод динамических рисунков, позволяющий наглядно представить развитие процесса, описанного в задаче, векторный метод, а также использование графиков при решении задач.
Методы расчета параметров больших систем
Учащиеся знакомятся с некоторыми специальными приемами для решения задач с большим числом элементов (например, расчет «бесконечных» электрических цепей).
Метод аналогий
Применение механических аналогий немеханических процессов и немеханических аналогий механических позволяет не только найти достаточно простое и верное решение задачи, но и работает на реализацию внутрипредметных связей.
Как видно из приведенного содержания, наряду с достаточно известными методами (выбор системы отсчета, применение законов сохранения), курс включает и методы, о которых обычно в школе не говорится.
Курс рассчитан на 68 часов и может быть реализован в двух вариантах: двухгодичный (10-11 класс, 1 час в неделю) и одногодичный (11 класс, 2 часа в неделю).
Курс успешно апробирован в 10 и 11 классах физико-математического профиля МОУ «Гимназия №11» в 2005-2006 учебном году. Одним из подтверждений его полезности является лучший в городе результат сдачи ЕГЭ по физике, показанный выпускниками гимназии.