Методичні рекомендації (Наскрізна задача з механіки)

Використання наскрізної задачі при вивченні механіки.

Володимир Михайлович Сапон,учитель фізики Рудківської ЗОШ І-ІІ ст.

Чернігівський р-н.

Ця стаття розрахована на креативних вчителів ,які не люблять брати готові задачі і які можуть без домашньої підготовки придумувати і розв’язувати задачі.

Цей прийом при вивченні механіки я постійно використовував в ті часи,коли механіка вивчалась в 9 класі. Потім, в зв’зку зі змінами в програмі, її використання в повному обсязі було можливе лише в 10 класі. Зараз її знову можна ефективно використовувати в 9 класі.

Що таке «наскрізна задача»?

Це задача,яка розв’язується багато разів,ускладнюючись в міру вивчення нових тем з механіки. Тема такої задачі повинна бути дуже близька і знайома учням, дозволяти легко змінювати початкові умови, логічно послідовно охоплювати новий навчальний матеріал. Такою задачею, що відповідає цим вимогам, є задача на розрахунок руху автомобіля.

На першому уроці у вступному слові я мотивую важливість і необхідність вивчення механіки практичними потребами,наголошую на цінності уміння вести практичні розрахунки реальних фізичних явищ. Тоді ж підвожу учнів до вибору реального тіла, з яким вони будуть мати справу все життя,рух якого ми будемо вчитись розраховувати. Як правило, учні самі пропонують вибрати таким тілом автомобіль,буває навіть якусь конкретну марку. З часом він становиться наче своїм,тому після вивчення якогось нового закону чи явища я говорю учням: «Давайте розглянемо,як буде вести себе наш автомобіль в даній ситуації». Учні досить швидко привчаються конструювати задачу, виходячи з власних знань і власного досвіду.

Така задача містить дуже знайому і звичну ситуацію,не містить мало зрозумілих термінів і дій,отже, не викликає якихось страхів і психологічних перепон.

При вивченні рівномірного руху ми обов’язково розраховуємо безпечну відстань до автомобіля,що наближається, при переході автодороги біля школи,розраховуємо час руху між місцевими населеними пунктами,розрахо-вуємо інші характеристики руху.

Коли вивчаємо рівноприскорений рух, наш автомобіль починає розганятись, гальмувати … всі ці варіанти прораховуємо.

Вивчаємо закони Ньютона-наш автомобіль одержує масу і силу тяги…

Вивчивши силу тертя, ми ведемо розслідування ДТП з нашим автомобілем.По гальмівному шляху визначаємо початкову швидкість (чи не перевищив водій максимально дозволену  швидкість). Знаходячи в Інтернеті швидкісні характеристики конкретних автомобілів можна задавати учням завдання зробити розрахунки деяких інших їх характеристик.Наприклад, по часу розгону з місця до 100 км/год (що є однією з характеристик автомобілів) знайти шлях розгону, коефіцієнт тертя , гальмівний шлях, силу тяги тощо.

Потім розглядаємо рух нашого автомобіля з гори і під гору, по опуклому і вгнутому мосту тощо.

При вивченні розділу «Робота і енергія» ми вертаємось до цієї задачі і розв’язуємо її, виходячи з вивченого нового матеріалу, на основі законів збереження, показуючи, що такий розв’язок набагато простіший.

Обов’язково показую,що стандартний розв’язок прямої задачі, коли по початкових умовах знаходяться кінцеві, підходить для розрахунку будь-яких характеристик руху в даній конкретній ситуації.

Обов’язково показую,що спосіб розв’язоку нашої задачі підходить для розрахунку подібного руху інших тіл: літака, ракети,кулі под..

 Що це дає?

•                 В учнів простіше і швидше виробляється стандартний алгоритм розв’язування великого класу задач з механіки.
•                 Учням  легше оцінити реальність одержаних результатів.
•                 Багато разів повторюючись, стандартні дії опису фізичного явища системою алгебраїчних рівнянь і розв’язування такої системи, формує в учнів вміння використовувати набуті знання як з фізики, так і з математики.
•                 Розв’язуючи таку задачу учні почуваються психологічно більш комфортно.
•                 Задача має великий потенціал для формування життєво необхідних компетентностей.

Нашу задачу в зошитах можна виділяти якимсь чином,щоб було легше знаходити її для повторення.

Чогось подібного з фізики в Інтернеті я не знайшов.

Багаторічне використання наскрізної задачі показало досить значну її ефективність.

   Деякі варіанти задачі,сконструйованої згідно дорожної ситуації біля школи.

Автотраса Чернігів-Любеч проходить біля школи.Ширина проїздної частини дороги близько 6 м.Пряма видимість в одну сторону-150 м,в іншу-70 м.

Враховуємо також те, що часто водії порушують швидкісний режим руху біля школи де є «зебра» і відповідні дорожні знаки. Конструюємо задачу виходячи з реальних стереотипів поведінки як учнів, так і водіїв.

«По закінченню уроків учень N звично вставивши в вуха навушники,втупившись у гаджет прямує через дорогу.В цей час водій автомобіля, що рухається з швидкістю (60-100)км/год. розмовляє по мобільнику і тільки коли до учня залишається (20-100)м. помічає його і починає гальмувати.Що буде, тобто де зупиниться автомобіль?» Прораховуємо різні варіанти, враховуючи дорожні умови (стан дороги, коефіцієнт тертя тощо).Потім обов’язково перевтілюємось у поліцейських, які розслідують ДТП і по гальмівному шляху знаходимо початкову швидкість .На основі подібної ситуації можна придумати не один десяток задач які описують реальність і несуть не тільки навчальний  зміст.