Качественные задачи — элемент развития мышления

Разделы: Физика


Формирование у учащихся мотивов учения тесно связано с задачей развития мышления. Развитие мышления у учащихся – одна из центральных задач школьного образования.

Мышление это высшая ступень человеческого познания, процесса отражения объективной действительности.

Мышление есть психический процесс, с помощью которого человек устанавливает внутренние свойства объектов познания, которые нельзя обнаружить с помощью восприятия, а также связи и отношения между объектами. Поэтому мышление есть внечувственный процесс решения задач. Наглядно-действенное мышление – это первый вид мышления, возникающий у ребенка в самом раннем детстве.

В дошкольном возрасте постепенно развивается второй вид мышления – наглядно-образная. И только в школьном обучении у ребенка начинает развиваться рассуждающие, словесно-логическое мышление. Это осуществляется с помощью следующих мыслительных действий: Анализ – мысленное расчленение объекта познания на части с целью установления его свойств и особенностей, взаимосвязей этих частей объекта. Синтез – мысленное воссоединение отдельных элементов или частей в единое целое.

Сравнение – сопоставление объектов познания с целью нахождения сходства и различий между ними.

Воспитание активной жизненной позиции, научного мировоззрения учащихся тесно связано с формированием их мышления, развитием и совершенствованием всех качеств ума главный принцип формирования мышления учащихся – системность. Все основные компоненты мыслительного развития (целевой, содержательный, операционный, мотивационный) неразрывно связаны между собой знания – основа мыслительного развития; чем целесообразнее способы добывания знаний, тем они полноценнее; учение с интересом, с увлечением активизирует процесс мышления, воспитания положительных качеств личности.

Если целенаправленно добытые знания можно представить в виде фундамента здания, то способы мыслительной деятельности – это орудие труда. Для развития школьников физического мышления, использую на уроках решение качественных задач. Качественные задачи использую как средство закрепления изученного материала, очень полезны такого типа задачи при опросе, т.к. они дают возможность за короткое время выяснить физической сущности. Успешное решение школьниками качественных задач показывает осознанность их знаний, такие задачи весьма разнообразны по тематике, содержанию и сложности. Решают качественные задачи, строя логические умозаключения, основанные на физических законах, при решении этих задач анализ и синтез связаны так тесно между собой, что их иногда разделить нельзя, т.е. возможен только аналитико-синтетический способ рассуждений.

Схема решения качественных задач:

  • чтения условия задачи, выяснения всех терминов в ее условии,
  • анализ условия задачи, выяснение всех физических явлений, построение схемы или чертежа.

Иллюстрируя методику решения качественных задач, разделим их на две группы.

a) Простые качественные задачи (их называют задачами-вопросами) решение которых обычно основываются на одном физическом законе.

b) Сложные качественные задачи, представляющие как бы совокупность или комбинацию нескольких простых задач. Решая их, приходится строить более сложные цепи умозаключений анализировать несколько физических закономерностей.

Начнем с рассмотрения задач-вопросов:

  • Почему при проводке телеграфной линии летом нельзя сильно натягивать провода между столбами?
  • Почему зубные врачи не рекомендуют, есть очень горячую пищу?
  • Почему нельзя наливать бензин в цистерну до верху?

Во всех трех задачах имеют место тепловое расширение твердых и жидких тел,

поэтому построение цепи при решении этих задач опираются на эту тему применяется тепловое расширение тел, заключают, что при нагревании размеры твердых тел немного увеличиваются, жидкости, как твердые тела, с увеличением температуры расширяются, но значительно сильнее чем твердые тела. В задачах – в опросах могут использоваться и различные зависимости, выражаемые физическими формулами.

  • Каким приемом человек может быстро удвоить давление, производимое им на пол?

В начале проводят анализ физической сущности происходящего. Давление

Значит давление зависит от силы давления, F и от площади S. Поэтому, во-первых давление возрастает в два раза, если в два раза увеличить силу давления этого можно достигнуть, взяв в руки дополнительный груз равный весу человека. Но еще можно увеличить давление – уменьшить площадь опоры в два раза. Для этого достаточно встать на одну ногу. Рассмотрим более сложные качественные задачи, для решения которых необходимо целая цепочка рассуждений.

Одинаковую ли мощность развивал двигатель грузовика, когда грузовик двигался с одинаковой скоростью сначала с грузом, а затем без груза.

Рассуждение начнем с формулы мощности

Из этой формулы следует, что мощность больше при движении с грузом (при одинаковых скоростях)

Одно из наиболее важных, на наш взгляд, умений – это умение найти причину

какого либо явления. В частности, в учебной деятельности оно необходимо при решении, например, следующих задач.

На одну чашку уравновешенных весов положили железный кубик, а на другую – деревянный шарик. Шарик перетянул. Почему?

Важным также является умение предусмотреть возможные следствия события. Проиллюстрируем это примерами.

К уравновешенному рычагу приложили две силы и . Может ли рычаг остаться при этом в равновесии? Если да, то при каких условиях? Можно ли действие этих сил вывести рычаг из равновесия?

(С помощью этой задачи можно навести учащихся на важную мысль о том, что одна и та же причина при различных условиях, в частности начальных, может привести к разным результатам.)

Что даже в том случае, когда ученик умеет решать некоторые типы задач на нахождение причины или следствия физического явления, это не служит гарантией ее четкого понимания смысла понятий “причина” и “следствие” и умение отличить их друг от друга в конкретных ситуациях. Уже в 7-м классе вполне возможно начать формирование этих понятий. С этой целью можно предлагать как бы “вспомогательные” задачи таких двух типов: определить, какая из двух явлений (факторов, утверждений и т.п.) представляет собой причину по отношению к другому, а какое – следствие; дополнить причинно-следственную цепочку недостающими звеньями (утверждениями); связать два данных утверждения (явления, факта и т.п.) с помощью причинно-следственной цепочки.

Примеры вспомогательных задач первого типа:

Составьте и запишите одно предложение (имеющее смысл и верное с точки зрения физики), объединив в нем с помощью союза “поэтому” два таких утверждения:

1) в случае утечки газа запах его некоторое время распространится по всей квартире;

2) молекулы движутся непрерывно и хаотически. Скажите, какое из этих утверждений является причиной по отношению к другому, а какое следствием.

Составьте и запишите одно предложение (имеющее смысл и верное с точки зрения физики), объединив в нем с помощью союза “поэтому” (или “потому что” два таких утверждения:

1) масса стального кубика больше массы деревянного кубика такого же объема;

2) плотность стали больше плотности дерева.

Ответьте на вопросы: может ли плотность, какого либо вещества зависеть от того, какой массы физического тела из этого вещества изготовлено?. Какое из двух данных утверждений служит причиной по отношению к другому, а какое – следствием.

В решении подобных задач большую роль играет интуиция ученика. В данном случае мы считаем этот путь более эффективным, чем использование определений терминов “причина” и “следствие”.

Анализ описанных выше типов задач показывает, что для их успешного решения нужно уметь: во-первых, сравнивать объекты, величины, условия и т.п.); во-вторых, находить факторы влияния (другими словами, из всех факторов выделять существенные); в-третьих, отличать правильное ошибочного (неточного). Значение этих умения (так же, как и умений находить причину, следствия, пути достижения заданного результата и т.п.) заключается прежде всего в этих универсальности: они необходимы для решения большего числа разнообразных проблем (причем, не только учебных). Кроме того, их усвоение позволяет развивать интеллектуальные способности человека. Поэтому мы считаем, что эти умения тоже должны быть объектом целенаправленного формирования в процессе обучения. На первой ступени важно использовать в основном две разновидности задач на сравнение:

а) сравнить два значения функции при разных значениях ее аргумента;

б) сравнить, т.е. найти общее и особенное (различное).

Приведем пример задачи на сравнение двух значений функции.

Имеются две ложки (деревянная и стальная) одинаковой массы. Объем какой ложки больше? Почему?

Умение находить общее и различное необходимо при классификации. Приведем примеры одной из разновидностей задач на классификацию, в которых из данного перечня физических понятий требуется сформировать группы по заданным признакам.

Из приведенных ниже слов и словосочетаний выпишете в тетрадь те, которые представляют собой физические явления: магнит, притяжение железных опилок к магниту, льдина, ледоход, ветер, воздух, гром, звон колокола, колебание маятника в часах, часы, термометр, температура, нагревание чайника с водой, выстрел.

Из следующего перечня выпишите в один столбик физические величины, а в другой – единицы физических величин: длина, секунда, метр, температура, время, кубический метр, градус, объем.

В более сложной разновидности задач на классификацию ученикам предлагается разбить данный перечень физических понятий (терминов и.т.д.) на группы на основании сравнения этих понятий и самостоятельного выделения их общих признаков. Приведем примеры.

Какое слово, на ваш взгляд, лишнее в следующем перечне: время, путь, площадь, метр, скорость? Почему вы выбрали именно это слово?

Какое слово, на ваш взгляд, лишнее в следующем перечне: Ньютон, килограмм, плотность, метр, Паскаль, Джоуль, секунда? Почему вы выбрали именно это слово?

Аристотель когда-то размышлял, кто правильнее может судить о корабле строители-корабельщики или моряки?

И пришел к выводу: последнее слово за теми, кто плывет действительно, судьба любой методики обучения, в конечном счете, зависит от учителя, от школы. Идея зарождается. Проходит длительный путь формирования и экспериментов, но начинает жить по настоящему только в массовом опыте школы. Понимая, что проблема формирования мышления учащихся является не только актуальной, но и ключевой. Школа вступила в свой новый этап развития, который можно охарактеризовать, прежде всего, как этап активного внедрения в практику научно-обоснованных норм.

В основных направлениях реформы общеобразовательной школы особо выделяется задача. Добиваться повышения качества и эффективности исследований, активнее внедрять их результаты в практику.

Эффективность развития при решении задач описанных выше типов зависит от многих факторов и в частности, от того, насколько верно построена их система.