Методика решения задач по физике

Автор: Осипов Сергей Викторович, учитель физики первой квалификационной категории

МОУ СОШ п. Поливаново МО «Барышский район» Ульяновской области

Методика решения задач по физике

1. Все задачи следует решать в общем виде. В младших классах это является проблематичным, решение задач выполняется по действиям, но в старших классах решение задач в общем виде является обязательным. Это позволяет вырабатывать общие приемы решения, целостное восприятие проблемы поставленной в задаче, облегчает анализ полученных результатов и их проверку.
2. Неплохо было бы перед решением задач повторить теорию. Внимательно изучите основные формулы соответствующих разделов. Если что-то непонятно в условии задачи, обратитесь к учебнику, другим изданиям. Находясь в процессе решения задачи, по мере необходимости, полезно повторять теоретический материал с целью уточнения особенностей явления, о котором идет речь в условии.
3. При решении количественных задач можно рекомендовать соблюдать следующую последовательность действий.
Анализ условия задачи.
Это этап работы, являющийся наиболее ответственным, так как правильным пониманием физики процессов и явлений, рассматриваемых в задаче, определяется стратегия действий и составление плана решения задачи.
В процессе анализа устанавливаются все отличительные особенности физического явления, лежащего в основе задачи, выделяются специфические связи и закономерности, а также границы их применимости.
Сокращенная запись условия задачи.
В данном случае выделяются исходные и искомые величины. Если необходимо, исходные величины дополняются данными из других источников. При сокращенной записи условия следует применять общепризнанные обозначения, заботясь о том, чтобы разные физические величины получили разные обозначения, кроме того, целесообразно все данные представлять в одной системе единиц (например, СИ).
Если задача в общем виде, и Вы будете сравнивать свою формулу с авторской, то обозначения лучше принять такими как предложено в условии задачи.
Построение чертежа.
Это графическая запись условия задачи, где схематично показаны основные этапы явления лежащего в основе задачи. Чертеж дает наглядное представление об описанном в условии задачи явлении, зримо выделяя отдельные, существенные для решения связи между физическими величинами, что во многих случаях значительно облегчает решение.
Чертеж должен быть достаточно крупным и аккуратным, по возможности без искажений соотношений между представленными на нем физическими величинами. На мелких чертежах легче допустить ошибку и труднее ее заметить.

Составление системы уравнений.
Работу следует начинать с записи уравнения (уравнений) теоретического курса, связывающего (связывающих) искомую величину (искомые величины) с другими величинами, являющимися исходными либо вспомогательными. При отсутствии в теоретическом курсе соответствующей формулы се необходимо составить самостоятельно с учетом вытекающих из условия взаимосвязей между физическими величинами. В дальнейшем записываются формулы, связывающие вспомогательные величины с исходными и (или) новыми вспомогательными величинами. Если число уравнений меньше числа неизвестных, то систему уравнений следует дополнить, отыскав для этого среди физических величин связи, не учтенные в записанной системе, либо найти в условии скрытые данные, также не учтенные при записи уравнений. Если количество линейно независимых уравнений больше количества неизвестных величин, то чаще всего это свидетельствует о наличии ошибок при составлении системы уравнений для решения грамотно составленной задачи.
Каждое уравнение системы должно удовлетворять правилу размерностей, проверка которого, позволяет исключать ошибки еще на этапе записи уравнений.
Решение системы уравнений.
Осуществляется в общем виде одним из способов, известных в математике, при этом искомая величина (величины) представляется(ются) в виде известной функции (алгебраического выражения) исходных величин. Решение системы уравнений возможно только при правильном учете всех связей между физическими величинами, даваемых условием задачи.
Анализ и проверка решения.
При анализе решения надо установить соответствие полученного результата условию задачи, выявить реальность полученного значения физической величины, выделить ответы (при наличии нескольких ответов), отвечающие условию задачи, сопоставить соответствие результатов, полученных из общего решения в частных случаях, с результатами, иногда получаемыми без решения и являющимися очевидными.
О наличии или отсутствии ошибок в решении судят по соответствию условию задачи всех записанных соотношений, по правильности всех выполненных алгебраических преобразований, по соблюдению правила размерностей. Несоблюдение правила размерностей является действенным индикатором ошибочности решения. Правило размерностей выполняется, если размерность искомой величины совпадает с размерностью, получаемой путем алгебраических преобразований над размерностями величин, входящих в полученную для искомой величины функцию.
Числовые расчеты.
Осуществляются в одной системе единиц, а точность вычислений определяется точностью задания исходных величин.
Числовой ответ анализируется и проверяется аналогично решению в общем виде
Запись решения.
Выполняется так, чтобы можно было проследить весь ход рассуждений, при этом особое внимание обращается на обоснование каждого из предпринимаемых действий. Подчерк у нас у всех разный. Кто-то крупно пишет, кто-то мелко, независимо от этого последовательно излагайте свое решение. Не экономьте на бумаге. Не пытайтесь уместить свое решение на пяточке. При проверке решения или отыскания ошибки могут возникнуть трудности.
Запись ответа.
Дается сначала в общем виде, затем записывается числовой ответ (если это возможно).

Построение устных ответов

Ответы необходимо давать краткие. Важен порядок построения ответов. Ответ нужно всегда начинать с главного. В некоторых ситуациях время, которое отводится на ответ бывает ограниченным. Экзаменатор в любой момент может остановить отвечающего, и тот рискует не сказать самого основного.
Умение выделить главное определяется уровнем владения материала. Если понятно, что главное в данном вопросе, то ответ нужно начинать с этого.
На вопрос «Из чего состоит самолет?» неверно отвечать «Самолет состоит из хвоста, иллюминаторов, кресел, крыльев…» Обязательно будет задан дополнительный вопрос: «Что еще?». И даже правильный ответ «Двигатель» теперь смажет картину ответа.
Правильное начало ответа на вопрос о составных частях самолета «Самолет состоит из двигателя, фюзеляжа, крыльев, …» обычно воспринимается преподавателям как исчерпывающий ответ и дослушивать его до конца не обязательно.

Готовясь к ответу, постарайтесь составить план-конспект, мысленно перескажите ответ.

Вот примерные планы построения своих ответов на вопросы:

О физической величине
1. Определение физической величины
2. Какая это величина: скалярная или векторная?
3. Единица величины в СИ (наименование единицы и ее определение)
4. Свойства (качества) тел или явлений, характеризующиеся данной величиной.
5. Способы измерения величины

О физическом явлении
1. Сущность явления (пояснение явления опираясь на современные научные теории)
2. Величины, характеризующие явление
3. Внешние признаки явления.
4. Условия, при которых протекает явление.
5. Связь данного явления с другими.
6. Примеры использования явления на практике.

О физическом законе
1. Формулировка закона
2. Математическое выражение закона
3. Взаимосвязь между физическими величинами
4. Опытные факты, на основе анализа которых был сформулирован закон.
5. Границы применимости закона.
6. Примеры использования и учета закона на практике

О физической теории
1. Основные положения (принципы теории)
2. Математический аппарат теории  (основные уравнения)
3. Опыты и наблюдения, подтверждающие правильность положений теории.
4. Следствия из теории:
а) явления и свойства тел, объясняемые теорией;
б) явления и свойства тел, предсказываемые теорией.

При ответах избегайте множества междометий и старайтесь говорить грамотно и уверенно.