Использование в обучении физике технико-тактических основ спортивной деятельности

 Е.И. Машбиц⁴ выделяет существенные особенности учебной задачи с позиции управления учебной деятельностью, одной из главных является направленность на субъекта, ибо ее решение предполагает изменения не в самой «задачной структуре», а в субъекте, ее решающем. Изменения в задаче важны не сами по себе, а как средства изменения субъекта. Иначе говоря, учебная задача является средством достижения учебных целей.   Вторая особенность учебной задачи состоит в том, что она является неоднозначной или неопределенной. Ученики могут вкладывать в задачу несколько иной смысл, чем учитель. Это влияние происходит в силу разных причин: из-за неумения разобраться в требовании задачи, смешения различных отношений. Нередко это зависит от мотивации субъекта.    Третья особенность учебной задачи состоит в том, что для достижения какой-либо цели требуется решение не одной, а нескольких задач, а решение одной задачи может вносить вклад в достижение различных целей учения. Следовательно, для достижения какой-либо учебной цели требуется некоторый набор, а точнее, система задач, где каждая занимает отведенное ей место.

 Школьные  задачники по физике в своем  большинстве содержат логические  и вычислительные задачи. Основные  способы их решения – логический  и математический в различных  проявлениях и сочетаниях.

Процесс решения задачи заключается в постепенном соотнесении условия задачи с ее требованием. Начиная изучать физику, школьники не имеют опыта решения физических задач, но некоторые элементы процесса решения задач по математике могут быть перенесены на решение задач по физике Процесс обучения учащихся умению решать физические задачи основывается на сознательном формировании у них знаний о средствах решения. Наиболее распространенными типами задач являются расчетные (вычислительные, количественные).

Математический  аппарат при решении физических задач определяется изучаемыми законами и формулами курса физики, а также назначением задач в учебном процессе и их содержанием. Все задачи по математическим преобразованиям (алгебраическим), которые выполняются на начальной ступени обучения физике, делятся на 3 основных вида, представленных следующей таблицей.

Классификация стандартных количественных задач курса физики основной школы

Общий подход к решению любой задачи из классификационной таблицы в основном сводится к умению проводить анализ произвольной совокупности физических явлений и умению оперировать с обобщенными понятиями физики, используя их как элементы в структуре методов. При этом метод применения физического закона позволяет решить любую элементарную задачу из курса школьной физики. Метод анализа физической ситуации позволит не только найти подход к решению, но и осуществить различные варианты этого подхода. В практике обучения существует большое количество оснований для классификации учебных задач по физике. Приведем систематизацию по Н.Н.Тулькибаевой⁵, для основания которой выбраны отдельные элементы понятия «задача»: по предметной области задачи, по решателю, по отношению к ней среды.

Большая часть учебных задач по физике классифицируются по способу решения, и в большинстве своем состоят из логических (качественных) и расчетных (количественных) задач. В среднем их соотношение определяется в школьных задачниках как 1/3.

Рассмотрим  особенности качественных задач.

1.3. Качественные задачи по физике

    Известно, что одним из важнейших показателей сформированности системы знаний по физике выступает умение учащихся решать задачи. Они включены в характеристики основных видов деятельности ученика на уровне учебных действий в примерные учебные программы по физике стандартов второго поколения. Сознавая важность задач для изучения физики, многие учителя действуют по принципу: чем больше задач, особенно повышенной сложности, тем лучше. В большинстве случаев это приводит к прямо противоположным результатам: создаёт перегрузку учащихся, порождает неверие в свои силы, отталкивает от предмета.

     Использование решения только простых задач или только количественных приводит к тому, что учащиеся решают задачи, по шаблону подставляя заданные значения уже в готовую формулу, не задумываясь при этом об условии задачи, делают всё машинально. На решение таких задач тратится минимум времени на уроке и решение их очень простое, что нравится ученикам. Но и этот подход при обучении школьников решению задач неправильный. Устранению формального усвоения знаний способствуют качественные задачи. Сейчас они все в большом количестве входят в КИМы ЕГЭ и ГИА. Как показывает анализ ответов учащиеся, их решение вызывает часто большие затруднения. Рассмотрим, с чем это связано.

    Качественные задачи – это задачи решающиеся путем логических умозаключений, базирующихся на законах физики. Математические вычисления при этом не применяются или применяются ограниченно путем использования отношений сравнения. По форме представления предметной области качественные задачи очень многообразны. Мы рассматриваем большинство из них, в которых в условии задается следствие через повествовательные предложения как утверждение факта действительности. Затем ставится вопрос ко всему тексту словами «Почему …?», «Отчего …?» или в повелительной форме: «Объяснить явление».  Решение заключается в поиске причин или условий на основе законов физики, при которых реализуются описанные следствия. Ученик должен построить логическое умозаключение, которое и является ответом. В решении используется  сам факт, вопрос к нему и физические  законы.

    Место качественной  задачи на уроке физики определяется  дидактической целью, выдвигаемой  учителем. Качественные задачи можно использовать в процессе объяснения нового материала, при его закреплении и проверке знаний учащихся. Качественные задачи включают  в самостоятельные и контрольные работы по физике, а также в домашние задания учащихся. Мы рассмотрели некоторые примеры включения качественных задач в учебный процесс по физике.

• Качественные задачи способствует формированию у школьников системы физических понятий; развивают логическое мышление, смекалку, творческую фантазию, умений применять теоретические знания для объяснений  явлений природы, быта и техники; расширяют кругозор учащихся, подготавливает их к практической деятельности.
• Качественные задачи используются как средство закрепления изученного материала. В процессе решения этих задач прививаются навыки наблюдательности и умение различать физические явления в природе, быту, технике, а не только в физическом кабинете.
• Качественные задачи являются средством развития познавательной активности учеников. Они вызывают большой интерес у учащихся, создают их устойчивое внимание на уроке, позволяют учителю оживить урок эмоционально, увлечь учащихся, активизировать их мыслительную деятельность, разнообразить методы изложения.
•      Качественные задачи по физике способствуют углублению и закреплению теоретических знаний учащихся. Приближая изучаемую теорию к окружающей жизни, они усиливают интерес  к предмету, способствуют  развитию наблюдательности. Метод решения этих задач, заключающийся в построении логических умозаключений, основанных на физических законах, служит развитию мышления, вырабатывает отчетливое понимание сущности  физических явлений и их закономерностей, учит школьников практическому применению знаний, воспитывает правильное отношение и к расчетным задачам, приучает начинать решение любой задачи с анализа ее физического содержания.
•        Качественные задачи являются средством устранения формализма в обучении физике. Решить формально качественные задачи невозможно, так как их решение требует анализа физической сущности явления. Отсюда правильное решение учеником качественной задачи свидетельствует о понимании им изученного материала. Они также служат средством устранения абстрактности в преподавании.

По  способу выражения условия и  требования качественные задачи по физике также могут быть в виде текстовых, графических,  геометрических и   задач -рисунков. Их решение может предположить и использование эксперимента.    Наибольшее применение в учебном процессе получили текстовые задачи. Это такие задачи, условие которых выражено словесно, в виде текста, и содержит все необходимые данные, кроме физических констант.

По  трудности решения физическая задачиа должна соответствовать уровню подготовленности учащегося к решению данной задачи, что определяется степенью усвоения учеником учебного материала. Всю учебную деятельность  ученика по степени усвоения учебного материала можно подразделить на три стадии.

    Сначала ученик усваивает материал репродуктивно, то есть, настолько, что в состоянии его воспроизвести: изложить то, что было сказано учителем, или решить задачу, подобную той, которая была разобрана вместе с преподавателем.

    На второй стадии, продуктивном уровне, ученик способен использовать изученный материал для решения задачи, в условии которой только косвенно указывается на то, какие правила или законы надо применить, чтобы решить данную задачу, он ее решает в незнакомой ему ситуации.

    На  третьей, самой высокой стадии  усвоения материала ученик использует имеющиеся знания для решения творческой задачи, условие которой не подсказывает ему (ни прямо, ни косвенно), какие правила или законы надо применить для ее решения.

    Каждой  стадии усвоения материала должны  соответствовать специальные упражнения, в том числе и качественные задачи, подобранные в соответствии с дидактическими требованиями к ним.    Для оценки готовности учащихся перейти к творческим  упражнениям можно пользоваться временной характеристикой успешности их деятельности. С этой целью классу для самостоятельности решения предлагается задача. Если подавляющее большинство учащихся решает ее за отведенное время, можно переходить к творческим задачам.    Систематическое упражнение учащихся в решении творческих задач развивает их способности.

    Обучая  ребят решению качественных задач,  учитель должен приучить их  соблюдать определенную последовательность  действий, облегчающую задачи, то  есть дать алгоритм решения  качественной задачи. Алгоритм их решения скорее следует назвать обобщенными правилами их решения.

    Первый  этап решения задачи состоит  в ознакомлении  с ее условием. Ученик должен представить себе  явление или процесс, который  описан в содержании задачи.

   На втором этапе ученик должен проанализировать условие задачи, то есть  выяснить, что дано в ней, подробно и всесторонне рассмотреть все физические явления и процессы, о которых идет речь.

    На  третьем этапе решения учащийся  должен извлечь из памяти ту  закономерность (закон, формулу,  правило), которые описывают данное явление или процесс, и составить план решения, то есть построить аналитическую цепь умозаключений, начинающуюся с вопроса задачи и оканчивающуюся данными ее условия.

   Четвертый  этап – это осуществление плана  решения задачи, то есть построение  синтетической цепи умозаключений, начинающейся с формулировки соответствующих законов, определений, описаний свойств, состояний тела и оканчивающейся ответом на вопрос задачи.