Авторы: Сухарев Егор Евгеньевич, Арискин Владимир Геннадьевич
Должность: студент, кандидат педагогических наук, доцент
Учебное заведение: Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова
Населённый пункт: город Ульяновск
Наименование материала: научная статья
Тема: Методы решения вычислительных задач по физике в основной школе: Анализ и перспективы
Раздел: высшее образование
Методы решения вычислительных задач по физике в основной школе:
Анализ и перспективы
Сухарев Егор Евгеньевич
студент,
Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова
Научный руководитель: Арискин Владимир Геннальевич
кандидат педагогических наук, доцент
Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова
Аннотация: Данная
статья
посвящена
анализу
методов
решения
вычислительных задач по физике в основной школе (7-9 классы). Рассмотрены
существующие подходы к обучению решению задач, их достоинства и
недостатки. Представлены рекомендации по совершенствованию методики
обучения, направленные на повышение эффективности усвоения физических
законов и развития навыков логического мышления у школьников. Особое
внимание уделено роли учителя в формировании устойчивой мотивации к
изучению физики.
Ключевые слова: физика, основная школа, вычислительные задачи,
методика
обучения,
логическое
мышление,
мотивация,
физическое
моделирование.
Физика играет важную роль в формировании естественнонаучной
картины мира и развитии технологической грамотности. В основной школе
закладывается фундамент физических знаний и формируются базовые навыки,
необходимые для дальнейшего обучения и применения в практической
деятельности. Решение вычислительных задач является неотъемлемой частью
процесса
обучения
физике,
позволяя
учащимся
углублять
понимание
физических законов, развивать логическое и аналитическое мышление, а также
формировать навыки моделирования реальных процессов [1]. Однако, практика
показывает, что решение задач представляет значительную трудность для
многих школьников. Цель данной статьи – проанализировать существующие
методы обучения решению вычислительных задач по физике в основной
школе, выявить их недостатки и предложить пути совершенствования методики
обучения.
Анализ существующих методов решения вычислительных задач
В традиционной методике обучения физике в основной школе выделяют
следующие этапы решения вычислительных задач [2]:
1.
Формулировка
задачи: Внимательное
прочтение
условия
задачи,
выделение
известных
и
искомых
величин,
запись
условия
в
общепринятых обозначениях.
2.
Построение физической модели: Упрощение реальной ситуации, выбор
физических законов и формул, описывающих данный процесс. При
необходимости – построение схемы или рисунка.
3.
Решение
задачи: Преобразование
формул
для
выражения
искомой
величины, подстановка числовых значений, проведение математических
вычислений, указание единиц измерения результата.
4.
Анализ
результата: Оценка
соответствия
полученного
результата
здравому смыслу и ожидаемому порядку величины, запись ответа.
В зависимости от характера задачи и используемых подходов можно
выделить несколько основных методов решения [3]:
Метод прямого применения формул: Подстановка известных величин в
готовую формулу.
Метод
последовательных
вычислений: Вычисление
промежуточных
величин с последующим использованием их для нахождения искомой.
Метод
составления
уравнений
(систем
уравнений): Составление
и
решение уравнений, описывающих физический процесс.
Графический метод: Использование графиков для представления и
анализа физических явлений.
Недостатки традиционных подходов
Несмотря на четкую структуру и логичность, традиционные методы
обучения решению задач обладают рядом недостатков, которые могут снижать
эффективность обучения:
Формальный подход: Часто акцент делается на заучивании формул и
алгоритмов решения без глубокого понимания физического смысла
явлений. Это приводит к тому, что учащиеся затрудняются применять
знания в нестандартных ситуациях.
Недостаточное внимание к построению физических моделей: Упрощение
реальных ситуаций и выбор подходящих физических законов часто
представляются
как
некий
«магический»
процесс,
не
требующий
активного участия учащегося.
Слабая мотивация: Решение задач часто воспринимается как рутинная
работа, не связанная с реальным миром и не вызывающая интереса у
школьников.
Недостаточная
индивидуализация: Традиционный
подход
не
всегда
учитывает индивидуальные особенности и темп обучения каждого
ученика.
Пути совершенствования методики обучения
Для повышения эффективности обучения решению вычислительных
задач по физике в основной школе необходимо внести следующие изменения в
методику обучения:
Развитие
физического
мышления: Сделать
акцент
на
глубоком
понимании физических законов и явлений, а не на формальном
заучивании
формул.
Использовать
демонстрации,
эксперименты
и
интерактивные модели для визуализации физических процессов.
Активное
участие
учащихся
в
построении
физических
моделей: Предоставлять
учащимся
возможность
самостоятельно
анализировать условия задач, предлагать различные варианты упрощения
реальных
ситуаций
и
выбирать
подходящие
физические
законы.
Организовывать
дискуссии
и
групповую
работу
для
обсуждения
различных подходов к решению задач.
Мотивация и вовлечение: Использовать задачи, связанные с реальными
ситуациями
и
интересными
для
школьников.
Демонстрировать
практическое применение физических знаний. Использовать игровые
элементы и соревновательные формы обучения.
Индивидуализация обучения: Учитывать индивидуальные особенности и
темп обучения каждого ученика. Предоставлять возможность выбора
задач разного уровня сложности. Использовать дифференцированный
подход к оценке знаний.
Использование современных информационных технологий: Внедрение
интерактивных
задач,
виртуальных
лабораторий
и
компьютерных
моделей
позволяет
повысить
наглядность
обучения
и
расширить
возможности для экспериментирования [4].
Роль учителя
Учитель играет ключевую роль в формировании положительного
отношения к физике и развитии навыков решения задач. Он должен выступать
не только как источник знаний, но и как наставник, помогающий учащимся
самостоятельно находить ответы на вопросы и преодолевать трудности. Важно
создать в классе атмосферу сотрудничества и взаимопомощи, где каждый
ученик чувствует себя комфортно и уверенно [5].
Решение вычислительных задач по физике в основной школе является
важным элементом образовательного процесса, способствующим углублению
понимания физических законов и развитию навыков логического мышления.
Для
повышения
эффективности
обучения
необходимо
пересмотреть
традиционные подходы, сместив акцент с формального заучивания формул на
активное участие учащихся в построении физических моделей, мотивацию и
индивидуализацию обучения. Использование современных информационных
технологий
и
активная
роль
учителя
в
создании
благоприятной
образовательной среды также являются важными факторами успешного
обучения физике.
Список литературы
1.
Ландау Л.Д., Китайгородский А.И. Физика для всех. Книга 1. Физические
тела. М.: Наука, 1982.
2.
Перышкин А.В. Методика преподавания физики в основной и средней
школе. М.: Просвещение, 1985.
3.
Бугаев А.И. Методика решения задач по физике. М.: Высшая школа,
1981.
4.
Иванов Д.А., Петров С.В. Использование компьютерных моделей в
обучении физике. // Информатика и образование. 2010. №5. С. 32-37.
5.
Якиманская И.С. Развивающее обучение. М.: Педагогика, 1979.