Организация профильного обучения на уроках физики при решении задач методом оценок

Современные требования, предъявляемые к выпускникам школ, в соответствии с концепцией модернизации образования и перехода на профильное обучение заставляет в корне пересмотреть сущность компонентов педагогического процесса, целей, содержания, форм и методов.

Как сделать так, чтобы теоретические знания, полученные учениками в школе, не существовали сами по себе, максимально использовались в получении дальнейшего образования и практической деятельности. В современном мире когда  количество информации   столь огромно , необходимо научить ребенка ее упорядочивать, систематизировать на принципиально новой основе. Такой основой может быть развернутое и систематическое применение в процессе обучения обобщенных методов, общих методологических принципов, предельно общих понятий и т.д.

Физическая задача – это физическое явление, точнее  его словесное модель( или совокупность явлений) с некоторыми известными и неизвестными физическими величинами, характеризующими это явление .Решить физическую задачу – это значит найти (восстановить) неизвестные связи, физические величины и т.д.

Метод  оценок используется при решении  не поставленных   и нестандартных задач. Его широко используют на этапе анализа решения физической задачи . Оценка физической величины заключается, во-первых арифметическом (числовом) расчете порядка самой величины (оценка порядка) и во – вторых, в сравнении однородных величин по их порядкам (сравнение по порядку) .

При арифметическом расчете порядка  величины, зависящей от других величин, числовых значений каждой величины представляют в стандартном виде ( произведение первой значащей цифры на десять в соответствующей степени). Затем оценивают порядок каждого слагаемого( если рассчитываемое выражение есть алгебраическая сумма). Выделяют слагаемое с наивысшим порядком. Слагаемые, порядок которых по крайне мере на два ниже слагаемых наивысшего порядка, отбрасывают. Точно значащую цифру оставшихся слагаемых определяют с помощью калькулятора.

Пример 1.

Пусть в  результате  общего решения задачи получена следующая расчетная формула: ∆m=Vµ(р₁Т₁ – р₂Т₂)/RT₁T₂

Где V=9л объем газа, µ=2* 10^-3кг/моль – молярная масса, р₁ =52*10⁵ Па –первоначальное давление, р₂=5*10⁴Па –конечное давление, Т₁=296К- начальная температура, Т₂=283К – конечная температура, R=8,31 Дж/(моль К)- универсальная газовая постоянная, ∆m- изменение массы.

Решение.

Переводим данные величины в СИ, одновременно округляем их значения и представляем в стандартном виде. В результате получаем: V= 10^-2 м³, µ=2*10^-3 кг/моль, р₁=5*10⁶Па, Т₁=3*10²К, р₂=5*10⁴Па. Т₂=3*10²К, R=8 Дж/моль К. Из этих данных во первых видно, что приближенные значения начальной и конечной температуры одинаковые и следовательно, вместо первоначальной формулы получают более простое выражение

∆m=Vµ(р₂ –р₁)/RT

Во- вторых конечное давление р₂= 5*10⁴Па по порядку величины значительно меньше начального давления р₁=5*10⁶ Па ( на два порядка) и , следовательно им можно пренебречь. В конечном итоге для оценки порядка величины ∆m получаем

∆m= Vµр₁/RT

Откуда ∆m=10^-2*2*10^-3*5*10⁶/8*3*10²=4*10^-2кг.

Более точный и длительный расчет дает для искомой величины значение 3,8*10^-2кг.

Грубая, но быстрая оценка порядка искомой величины очень важна для последующего этапа  анализа решения. При сравнении физической величины(зависящей от других величин) сначала находят их отношение в общем виде, а затем производят числовой расчет порядка отношения.

Пример 2.

Сравнить силу тяжести  F_т двух протонов и силу их электрического отталкивания F_э.

Решение.

Найдем отношение этих сил F_т/F_э= Gm²4пЕ₀r²/r²q²

Где  G=6,7*10^-23 Нм²/кг² – гравитационная постоянная

m= 1,67*10^-27 кг – масса протона

q=1,6*10^-19 Кл – заряд  протона

4пЕ₀ = 1,1*10^-10 Ф/м

После арифметического расчета получаем F_т/F_э=7*10^-37=10^-36

Таким образом, сила тяготения двух протонов на 36 порядков меньше силы их электрического отталкивания ( гравитационное взаимодействие фантастически мало по сравнению с электрическим взаимодействием)

Решая задачи методом оценок у учащихся развивается логическое мышление, формируется четкое представление о смысле заложенном в задаче, заставляет думать, сравнивать, быстро находить ошибки и быстро их исправлять. Все это способствует формированию умной , думающей , социально адаптированной личности.

Организация профильного обучения на уроках физики при решении задач

методом ошибок .

Потеряева Н.А. учитель физики

ГУ СОШ №22 г.Жезказган

Карагандинская обл.

Современные требования, предъявляемые к выпускникам школ, в соответствии с концепцией модернизации образования и перехода на профильное обучение заставляет в корне пересмотреть сущность компонентов педагогического процесса, целей, содержания, форм и методов.

Как сделать так, чтобы теоретические знания, полученные учениками в школе, не существовали сами по себе, максимально использовались в получении дальнейшего образования и практической деятельности. В современном мире когда количество информации столь огромно , необходимо научить ребенка ее упорядочивать, систематизировать на принципиально новой основе. Такой основой может быть развернутое и систематическое применение в процессе обучения обобщенных методов, общих методологических принципов, предельно общих понятий и т.д.

Физическая задача – это физическое явление, точнее его словесное модель( или совокупность явлений) с некоторыми известными и неизвестными физическими величинами, характеризующими это явление .Решить физическую задачу – это значит найти (восстановить) неизвестные связи, физические величины и т.д.

Метод оценок используется при решении не поставленных и нестандартных задач. Его широко используют на этапе анализа решения физической задачи . Оценка физической величины заключается, во-первых арифметическом (числовом) расчете порядка самой величины (оценка порядка) и во – вторых, в сравнении однородных величин по их порядкам (сравнение по порядку) .

При арифметическом расчете порядка величины, зависящей от других величин, числовых значений каждой величины представляют в стандартном виде ( произведение первой значащей цифры на десять в соответствующей степени). Затем оценивают порядок каждого слагаемого( если рассчитываемое выражение есть алгебраическая сумма). Выделяют слагаемое с наивысшим порядком. Слагаемые, порядок которых по крайне мере на два ниже слагаемых наивысшего порядка, отбрасывают. Точно значащую цифру оставшихся слагаемых определяют с помощью калькулятора.

Пример 1.

Пусть в результате общего решения задачи получена следующая расчетная формула: ∆m=Vµ(р₁Т₁ – р₂Т₂)/RT₁T₂

Где V=9л объем газа, µ=2* 10^-3кг/моль – молярная масса, р₁ =52*10⁵ Па –первоначальное давление, р₂=5*10⁴Па –конечное давление, Т₁=296К- начальная температура, Т₂=283К – конечная температура, R=8,31 Дж/(моль К)- универсальная газовая постоянная, ∆m- изменение массы.

Решение.

Переводим данные величины в СИ, одновременно округляем их значения и представляем в стандартном виде. В результате получаем: V= 10^-2 м³, µ=2*10^-3 кг/моль, р₁=5*10⁶Па, Т₁=3*10²К, р₂=5*10⁴Па. Т₂=3*10²К, R=8 Дж/моль К. Из этих данных во первых видно, что приближенные значения начальной и конечной температуры одинаковые и следовательно, вместо первоначальной формулы получают более простое выражение

∆m=Vµ(р₂ –р₁)/RT

Во- вторых конечное давление р₂= 5*10⁴Па по порядку величины значительно меньше начального давления р₁=5*10⁶ Па ( на два порядка) и , следовательно им можно пренебречь. В конечном итоге для оценки порядка величины ∆m получаем

∆m= Vµр₁/RT

Откуда ∆m=10^-2*2*10^-3*5*10⁶/8*3*10²=4*10^-2кг.

Более точный и длительный расчет дает для искомой величины значение 3,8*10^-2кг.

Грубая, но быстрая оценка порядка искомой величины очень важна для последующего этапа анализа решения. При сравнении физической величины(зависящей от других величин) сначала находят их отношение в общем виде, а затем производят числовой расчет порядка отношения.

Пример 2.

Сравнить силу тяжести F_т двух протонов и силу их электрического отталкивания F_э.

Решение.

Найдем отношение этих сил F_т/F_э= Gm²4пЕ₀r²/r²q²

Где G=6,7*10^-23 Нм²/кг² – гравитационная постоянная

m= 1,67*10^-27 кг – масса протона

q=1,6*10^-19 Кл – заряд протона

4пЕ₀ = 1,1*10^-10 Ф/м

После арифметического расчета получаем F_т/F_э=7*10^-37=10^-36

Таким образом, сила тяготения двух протонов на 36 порядков меньше силы их электрического отталкивания ( гравитационное взаимодействие фантастически мало по сравнению с электрическим взаимодействием)

Решая задачи методом оценок у учащихся развивается логическое мышление, формируется четкое представление о смысле заложенном в задаче, заставляет думать, сравнивать, быстро находить ошибки и быстро их исправлять. Все это способствует формированию умной , думающей , социально адаптированной личности.