Методи розв’язування фізичних задач

В інших типах експериментальних завдань яскраво виступає їх специфіка і тому методика розв’язання та оформлення має свої особливості. Якщо в задачі дані для розв’язання отримують в результаті досліду, то важливе значення набуває постановка експерименту і вимірювання.

Розв’язок і оформлення експериментальної задачі розрахункового характеру складається з наступних елементів: постановка завдання, аналіз умови, вимірювання, розрахунки, дослідна перевірка відповіді.

Пояснимо це на конкретному прикладі.

Постановка задачі. На столі є прямокутна жерстяна банка, ваги, гирі, масштабна лінійка, посудина з водою, пісок. Для забезпечення вертикального положення банки при плаванні в воді її трохи навантажують піском. Визначте глибину осадки банки при її зануренні у воду.

В даному випадку умова задачі можна висловити малюнком з підписом питання під ним. Потім переходять до аналізу, з'ясовують, які вимірювання необхідно виконати для розв'язання задачі.

Аналіз. Банка буде занурюватися в воду до тих пір, поки сила тяжіння, що діє на неї разом з піском, не урівноважиться виштовхувальною силою води, діючої на банку знизу. В цьому випадку . Але так як архімедова сила дорівнює вазі витісненої тілом рідини, то

де - об’єм зануреної частини банки, - густина води. Об’єм зануреної частини дорівнює добутку площі основи (S) на глибину занурення у воду (h). Отже,

звідки

(1)

Правильність знайденого розв’язку перевіряють шляхом операцій з найменуваннями величин, що входять в формулу.

З формули (1) видно, що для розв’язання задачі треба знати вагу банки з піском, густину води і площу основи банки.

Виміри. Вимірюють вагу F банки з піском за допомогою динамометра.

Вимірюють довжину l і ширину a підстави. Визначають площу основи

Густина води

.

Обчислення. Підставляючи знайдені значення в формулу (1), обчислюють глибину h занурення банки, застосовуючи при цьому правила наближених обчислень.

Дослідна перевірка. На вертикальній стінці банки кольоровою лінією відзначають глибину занурення, знайдену з досліду і наступних розрахунків, і ставлять банку в посудину з водою. Дослід показує, що глибина занурення збігається зі знайденим значенням,

У зв'язку з розв’язком задачі пояснюють принцип визначення осадки корабля.

Підсумувавши все вищесказане, можна виділити загальну структуру розв’язування задачі, що включає наступні етапи:

1-й етап-ознайомлення з умовою задачі;

2-й етап-складання плану виконання завдання;

3-й етап, здійснення розв’язку;

4-й етап-перевірка правильності розв'язання задачі.

У діяльності вчителя з навчання учнів умінню розв’язувати задачі можна виділити дві структурні частини: теоретичну, яка включає оволодіння теорією, і практичну. При цьому розв’язують такі педагогічні завдання, як визначення обсягу знань, які повинні бути засвоєні учнями під керівництвом вчителя, складу умінь, необхідних для розв’язання задач, і послідовність формування в учнів уміння виконувати окремі операції.

Теоретична підготовка вчителя повинна забезпечити:

1. Чітке уявлення про методи розв’язування фізичних завдань. (Як зазначалося методисти виділяють аналітичний, синтетичний, аналітико-синтетичний методи).