Виды мыслительной деятельности при решении задач

Выделяют два основных вида мыслительной деятельности при решении задачи: алгоритмический и эвристический. Эти виды попеременно сменяют друг друга в процессе решения любой задачи и отличаются наличием или отсутствием гарантии получения правильного результата последовательности действий.

Типы предписаний, позволяющих сделать более эффективным поиск решения задачи

В соответствии с двумя видами мыслительной деятельности по решению задач различают два типа предписаний, позволяющих сделать более эффективным поиск её решения: алгоритмические и эвристические.

Алгоритмические предписания – это совокупность действий, которая, если ей следовать, автоматически приводит к ожидаемому результату.

Методическая ценность алгоритмического подхода, состоит в том, что решение задач по алгоритму требует конкретизации знаний, развивает умение переносить знаний на сходную ситуацию, т. е. учит методу логических рассуждений. В тоже время, недостатком алгоритмического подхода, особенно при обучении решению физических задач, является противоречие между большим разнообразием исследуемых явлений, условий их протекания, а, следовательно, ещё большим количеством частных алгоритмических предписаний, использующихся при решении задач, и невозможностью субъекта обучения запомнить огромное количество действий, входящих в состав этих предписаний.

Использование в процессе обучения специально сформулированных эвристических приёмов (предписаний) решения задач позволяет частично алгоритмизировать творческий процесс, повысить его эффективность. Эвристические предписания – это рекомендации к проведению некоторых мыслительных операций, выполнение которых позволяет сократить перебор вариантов на пути к решению.

Система эвристических приёмов решения задач по физике для средней школы

Семейство приёмов «Анализ условий и постановка задачи»

Анализ требований, анализ данных. Сближение в терминологии данных и цели Перекодирование текста в схему.

Семейство приёмов «Общий подход»

Взгляд на проблему в целом. Аналогия и опора на предыдущие решения. Поиск и учёт симметрии. Взгляд из разных систем отсчёта, с разных сторон.

Вопрос №24.

Данный раздел изучается в 8, 9 и 11 классах.

С магнитного поля учащиеся знакомятся после того, как их познакомили с электростатическим и эклектическим стационарным полями. Поэтому изучая свойства магнитного поля. Целесообразно сравнивать свойства и особенности этих полей. Сначала рассматривают магнитное поле, которое взаимосвязано с равномерно движение зарядом или постоянным током. При изучение действия магнитного поля на заряды учащиеся убеждаются, что магнитное поле не совершает работу при перемещении зарядов, так как вектор скорости заряда перпендикулярен действующий на него силы. И так как магнитное поле не потенциально, то надо разъяснить смысл понятий «вихревое поле», «потенциальное». Учащиеся говорят, что электростатическое поле безвихревое и линия не замкнута, линия вектора магнитной индукции замкнута к происхождения магнитных зарядов и доказывает вихревой характер магнитного поля.

Сначала показывают, что магнитное поле действуют только на движущиеся заряды, магнитные силы принимают траекторию движения зарядов, не совершая при этом работу.

Опыт цепь из источников реостата, ключа. Проводник свисает вертикально дугообразного магнита. Замыкают ключ, проводник выгибается или отклоняется.

Заряды движущиеся в проводнике за счет работы источника тока ( который предоставляют энергию для работы.

В курсе средней школы дают выражение для энергии магнитного поля катушки индуктивности через силу тока. W=(L*I*I)/2

Выясняя свойства магнитного поля, необходимо показать картины полей: соленоида, контура, проводника с током. Надо научить учащихся практически определять направление силы, действующей на движущийся заряд и проводник с током, направление линии вектора магнитной индукции

Основные понятия и правила.

1. Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами. Основные свойства магнитного поля:

• Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами).

• Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды).

2. Магнитные линии - это воображаемые линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок.

3. Однородное магнитное поле - это поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению. Магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой.

4. Неоднородное магнитное поле - поле, в разных точках которого сила действия на магнитную стрелку может быть различной как по модулю, так и по направлению. Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке.

5. Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются магнитами. Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита.

6. Магнитное действие катушки с током тем сильнее, чем больше число витков в ней. При увеличении силы тока действие

Вопрос №25.

Данная тема изучается в 9 и 11 классе

Эта тема включена в раздел Механика, как завершающая. По мнению методистов, так как при первоначальном изучении колебаний и волн различной природы, их целесообразно не объединять вместе, а изучать в соответствующих разделах механические колебании и волны при изучении механики, а электромагнитные волны при изучении электродинамики. Основываемся главным образом на экспериментальное изучение колебаний начинается с введения понятия о колебательном движении. Учащимся ужа известны периодические процессы, то есть процессы повторяющиеся через равные промежутки времени.

Колебаниями называются такое движение, при котором тало поочередно отклоняется то в одну, то в другую сторону. В учебниках можно встретить и другое определение: Процессы, при которых состояние системы с определенной степенью точности периодически повторяются называются колебаниями Из этого определения следует, что главная особенность этого движения состоит в том, что оно периодическое В зависимости от природы повторяющихся процессов в различных колебаниях: механические, эл магн. автоколебания и т.д.

На основе опытов (пружинный маятник, груз на нити и тд.) подчеркивают, что колебательным системам присущ ряд общих свойств: 1. У каждой колебательной системы есть состояние устойчивого равновесия; 2. После того, как колебательная системе выведена из положения устойчивого равновесия, появляется сила, возвращающая систему в устойчивое положение; 3. Возвратившись в устойчивое состояние система колеблющегося тела не может сразу остановиться, ему мешает его инертность

Колебания которые происходят баз внешних воздействий, после того как тало выведано из состояния равновесия, называется свободными

Система тел, которая способна совершать свободные колебания, называется колебательной системой.

Далее рассматриваются гармонические колебания. Механические колебания которые происходят под действием силы пропорциональной смещению и направленные противоположно ему, называют гармоническими колебаниями.

Максимальное смещение тела от положения равновесия называется амплитудой колебания.

Продолжительность одного полного колебания называется периодом колебаний. Частота колебаний - это число колебаний в единицу времени. =1/T

Движение, при котором ускорение прямо пропорционально отклонению точки от положения ревновесия и всегда наплавлена в сторону равновесия называется гармоническими колебаниями.

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на длинной, нерастяжимой и невесомой нити. При отклонении маятника из положения равновесия, равнодействующем силы упругости и силы тяжести заставляет маятник совершать

колебания. Период колебания маятника T=2L/g - зависит от длинны нити и не зависит

от массы тела, не зависит также от амплитуды колебаний, поэтому маятник используется для регулировки хода часов.

Рассмотрим собственные и вынужденные колебания, резонанс. Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при равенстве частот колебаний вынуждающей силы и собственных колебаний системы называется резонансом.

(прод8)потенциальная энергия в механике – это энергия взаимодействия по крайне мере двух тел; понятие потенциальной энергии относится к системе тел, а не к одному телу. Это основная задача, которую решает учитель при формировании этого понятия. Вторая задача расширить представление о потенциальной энергии, полученное учащимся на первой ступени. Необходимо подчеркнуть, что потенциальной энергией обладает не только тело, поднятое над Землей, но и упруго деформирующаяся пружина или другое деформирующееся тело. Дать понятие и характеристику потенциальной энергии. Третья задача, показать, что нулевой уровень состояния системы произволен, так как разность энергий инвариантно, относительно этого выбора, хотя потенциальная энергия и зависит от выбора этого уровня.

При выводе формулы, связывающей изменение потенциальной энергии с работой сил, одно из тел системы принимается за неподвижное. Поэтому потенциальную энергию двух тел учащиеся привыкают рассматривать как энергию одного тела. Это осложняет процесс формирования понятия об этом виде энергии. Чтобы избежать осложнений, правильнее будет раскрывать следующее положение: изменение потенциальной энергии двух тел, взаимодействующих с силами, зависящими только от расстояния между ними, равно работе, взятой с противоположным знаком. Существует несколько способов вывода ЗС энергии. Рассмотрим некоторые из них: 1. предлагается следующий методический подход: Рассматривается замкнутая система тел, в которой действуют только консервативные силы. Опираясь на теорему о кинетической энергии записываем, что A (например, при падении тела с высоты h₁ на высоту h₂) , - механическая энергия.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой только консервативными силами, остается постоянной. 2. Выражение полученное для измерения полной механической энергии под действием внешних сил и внутренних консервативных сил. В этом случае получим выражение . Анализируя выражение приходим к выводу, что сумма кинетической и потенциальной энергии их взаимодействия остается постоянной, если выполнятся условия: 1) работа внешних сил равна нулю; 2) работа внутренних сил равна нулю и работа внешних сил равна нулю. Первое условие выполняется для замкнутой системы, второе требует, чтобы в рассматриваемой системе тел не действовали неконсервативные силы, то есть силы от относительных скоростей взаимодействующих тел, силы трения и т.д. При таком подходе определяется область применимости ЗС механической энергии.

(Прод12 а)доклады, рефераты, творческие письменные работы, семинары-диспуты, семинары-конференции и т.д

Развёрнутая беседа – наиболее распространённая форма семинарских занятий. Она предполагает подготовку всех учащихся по каждому вопросу плана занятия с единым для всех перечнем обязательной и дополнительной литературы; выступления учащихся и их обсуждение; выступление и заключение преподавателя. Развёрнутая беседа не исключает, а предполагает и заранее запланированные выступления отдельных учащихся по некоторым дополнительным вопросам. Но данные сообщения выступают здесь в качестве дополнения к уже состоявшимся выступлениям, а не как основа для обсуждения.

Система семинарских докладов, которые готовятся по заранее предложенной тематике, кроме общих целей учебного процесса преследует задачу привить навыки научной, творческой работы, воспитать самостоятельность мышления, вкус к поиску новых идей и фактов, примеров.

Семинар-диспут в группе или в классе имеет ряд достоинств.Диспут может быть и самостоятельной формой семинара и элементом других форм практических занятий. В первом случае наиболее интересно проходят такие занятия при объединении двух или нескольких семинарских групп, когда с докладами выступают учащиеся одного класса, а оппонентами — другого, о чем договариваются заранее. Вопросы, выносимые на подобные семинары, должны всегда иметь теоретическую и практическую значимость.Диспут может быть вызван преподавателем в ходе занятия или заранее планируется им.

Урок- решение задач в процессе обучения физике имеет многогранные функции: он - средство осознания и усвоения изучаемых понятий, явлений и закономерностей, средство отработки знаний и формирования умений применять их на практике, средство повторения пройденного, способ связи курса физики с жизнью и производством во всех его разновидностях, средство создания проблемных ситуаций, предваряющих рассмотрение нового раздела или вопроса. Он имеет, кроме перечисленных обучающих функций, и ряд воспитывающих: учит трудиться, быть целеустремленным и самостоятельным, творчески активным.

Урок- лабораторная являются разновидностью практических, но она носит не трудовой, а исследовательский характер. Они обычно не требуют длительного времени. Примерная структура такого урока: 1.Организационная часть; 2.Сообщение темы и целей занятия; 3.Изложение теоретического материала и его закрепление; 4.Выдача задания; 5.Выполнение ее учащимися; 6.Подведение итогов л/р и всего урока.

(прод25)Рассматривая волны необходимо обратить внимание на следующие моменты: процесс распространения колебаний в среде называется волной; длинной волны называется расстояние, на которое распространяется волна за время равное периоду колебаний

частиц; скорость волны определяется из формулы: V=S/t=/T= существуют

продольные и поперечные - колебания частиц происходят перпендикулярно распространению волны.