CC BY
0Open access journal
www.in-academy.uz
USING PROBLEM SOLVING SKILLS TO UNDERSTAND THE ESSENCE OF PHYSICAL LAWS Mansurova M.Yu. Sultankhojaeva G.Sh.
Tashkent State Transport University Tashkent, Republic of Uzbekistan
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received: 29th May 2024 Accepted: 05th June 2024 Online: 06th June 2024
KEY WORDS Physical problem,
intelligence, creative
thinking, hypothesis, model.
The article discusses the importance of using experimental problems in the methodology of teaching physics at a technical university.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАВЫКОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ В ПОЗНАНИИ СУТИ
ФИЗИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ Мансурова М.Ю. Султанходжаева Г.Ш.
Ташкентский государственный транспортный университет Ташкент, Республика Узбекистан
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received: 29th May 2024 Accepted: 05th June 2024 Online: 06th June 2024 KEY WORDS
В статье рассматривается значение использования экспериментальных задач в методике преподавания физики в техническом вузе.
Физическая интеллект, мышление, модель.
задача, творческое гипотеза,
Общепризнано, что изучение физики дает не только фактические знания, но и развивает личность. Физическое образование, несомненно, является сферой развития интеллекта. Последний, как известно, проявляется и в мыслительной, и в предметной деятельности человека.
Задача, поставленная перед образованием, заключается не только в том, чтобы давать человеку всесторонние знания, необходимые для того, чтобы стать полноценным гражданином, но и развивать в нём самостоятельность мышления, необходимую для развития творческих способностей. Этому способствует систематическое решение задач на уроках физики, что в свою очередь подготавливает человека к рационализаторству, воспитывает в нём трудолюбие, настойчивость, целеустремлённость, выступает как контролирующее звено за знаниями, умениями и
Open access journal
www.in-academy.uz
навыками, даёт возможность потренироваться в умении применять теоретические знания на практике. На основе различных частных методик можно дать следующее определение "физической учебной задачи". Физическая учебная задача - это ситуация, требующая от обучаемых мыслительных и практических действий на основе использования законов и методов по физике, умениями применять их на практике и развитие мышления. Решение задач является обязательным элементом учебного процесса по физике. Для преподавателя умение обучаемого решать задачи является одним из важных критериев усвоения знаний. Нередко встречается ситуация, когда обучаемый знает обычную теорию курса физики, но не умеет решать физические задачи, прочитав условия некоторых задач, он порой даже не знает с чего начать решение. Научить обучаемого решать задачи - одна из сложнейших педагогических проблем.
В этой связи особое значение приобретает экспериментальное решение задач, которое с необходимостью предполагает оба вида деятельности. Как и любой вид решения задач, оно имеет общую для процесса мышления структуру и закономерности. Экспериментальный подход открывает возможности развития образного мышления. Экспериментальное решение физических задач, в силу их содержания и методологии решения, может стать важным средством развития универсальных исследовательских навыков и умений: постановки эксперимента, опирающегося на определенные модели исследования, собственно экспериментирования, способности выделить и сформулировать наиболее существенные результаты, выдвинуть гипотезу, адекватную изучаемому предмету, и на ее основе построить физическую и математическую модель, привлечь к анализу вычислительную технику. Новизна содержания физических задач для обучаемых, вариативность в выборе экспериментальных методик и средств, необходимая самостоятельность мышления при разработке и анализе физической и математической моделей создают предпосылки для формирования творческих способностей.
Следовательно, очень важно какую методику обучения решению задач использует преподаватель: ту, которая вооружает школьника обобщённым методом, или ту, в которой каждая задача решается частным методом. Это в известной степени справедливо при решении задач любой сложности. Вопрос: "К какому типу относится эта задача?" ведёт к следующему вопросу: "Что можно предпринять для решения задачи такого типа?". Постановка этих вопросов может принести пользу, т.к. если удаётся отнести рассматриваемую задачу к определённому классу, установить её тип, то можно вспомнить метод решения задач подобного типа. Подобные вопросы можно с успехом задавать даже в очень серьёзных исследованиях. Таким образом, при решении задач полезна их классификация, проведение различия между задачами в соответствии с их типами. Хорошая классификация предполагает разбиение задач на такие типы, что тип задачи предопределяет метод её решения. Вопросом о классификации физических задач занимались многие учёные, среди которых такие как Беленок И.Л., Беликов Б.С., Величко А.Н., Знаменский П.А., Усова Н.В., Тулькибаева Н.Н., и многие другие. Так,
Open access journal
www.in-academy.uz
например, Тулькибаева Н.Н.1 рассматривают классификацию на основе рассмотрения принятой задачи. В этом случае основаниями для классификации могут быть характеристики либо задачной системы, либо решающей системы, либо отношения к ним среды. Она выделяет следующие виды задач: а) по содержанию: текстовые, графические, экспериментальные, задачи-рисунки; б) по характеру содержания: абстрактные, конкретные; в) по степени сложности: простые, сложные; г) по способу решения: количественные, качественные, графические, экспериментальные и т.д. Беликов Б.С. выделяет, кроме уже названных видов, поставленные и непоставленные задачи.2
Решение задач, безусловно, требует активной мыслительной деятельности. Поэтому на материале задач преподаватель может сообщить обучаемым новые знания, и даже материал, изучаемый теоретически, можно объяснить «на задаче».
Согласно одной из аксиом методики, знания считаются усвоенными только тогда, когда обучаемый может применить их на практике. Решение задач - практическая деятельность. Значит, задача играет и роль критерия усвоения знаний. По умению решить задачу мы можем судить: понимает ли обучаемый данный закон, умеет ли он увидеть в рассматриваемом явлении проявление какого-либо физического закона. А научить этому можно - опять же - через решение задач. Практика показывает, что физический смысл различных определений, правил, законов становится действительно понятным обучаемым лишь после неоднократного применения их к конкретным частным примерам-задачам.
Проблема повышения качества знаний обучающихся по физике разрешается в процессе обучения различными путями, в частности, усилением экспериментальной стороны преподавания, организацией самостоятельной работы учеников. Этим целям прекрасно служат экспериментальные задачи, решение которых находится опытным путем.
Особенно ценным надо признать такие экспериментальные задачи, данные для решений которых берутся из опыта, протекающего на глазах обучаемых, а правильность решения проверяется опытом или контрольным прибором. В этом случае теоретические положения, изучаемые в курсе физики, приобретают особенную жизненность и значимость в глазах обучаемых. Решение экспериментальных задач помогает обучаемым глубже и полнее осмыслить, и понять изученную закономерность, так как показывает ее в действии в совершенно конкретной обстановке, где каждые из величин, входящих в закономерность, выступает перед ними вполне реально и в реально действующих взаимосвязях.
Решение экспериментальных задач может идти следующим путем: 1. Ученики знакомятся с экспериментальной установкой. Если нужно, делается чертеж, записываются условия задачи, а в необходимых случаях и дополнительные вопросы к ней.
1 Тулькибаева Н.Н., Усова А.В., Практикум по решению физических задач: для учеников физико-математических факультетов Изд. 2-е с 47
2 Беликов Б.С. Решение задач по физике. Общие методы. М.: Высшая школа, 1986 с 132
2. Устанавливается физическая сущность явления закона, которому оно подчиняется. Намечается путь опытного решения задачи.
3. Осуществляется опытное решение задачи и проделываются нужные вычисления, если они предусмотрены данной задачей.
4. Полученные результаты обсуждаются всеми участниками решения задачи.
В процессе преподавания важно научить учеников применять основные положения науки для самостоятельного объяснения физических явлений, результатов эксперимента, действия приборов и установок. Выделение основного материала в каждом разделе курса физики помогает преподавателю обратить внимание обучаемых на те вопросы, которые они должны глубоко и прочно усвоить. Физический эксперимент является органической частью курса физики технического вуза, важным методом обучения.
Современная организация учебной деятельности требует того, чтобы теоретические обобщения учащиеся дали на основе результатов собственной деятельности. Для учебного предмета «физика» - это учебный эксперимент. Опыт показывает, что особенно большую активность и самостоятельность проявляют обучающиеся при решении экспериментальных задач. Данные для решения экспериментальных задач получаются из опыта непосредственно на демонстрационном столе преподавателя или путем физических измерений, произведенных самими обучаемыми.
Рассмотрим пример решения следующей экспериментальной задачи, которую можно предложить обучающимся:
Определить неизвестное сопротивление с помощью мостовой схемы Уитстона. Для этого предлагается собрать цепь мостовой схемы «мост Уитстона» - схема, впервые разработанная в 1844 г. Чарльзом Уитстоном (Charles Wheatstone, 1802 - 75) для измерения сопротивлений (рисунок)
Далее ученикам предлагается порядок выполнения и снятия измерений: 1. Для начала работы с оборудованием демонстрационную мостовую схему (далее -модуль) необходимо подключить с помощью источника питания постоянного тока в
2. Установить счетчик положения реохордового резистора (7) в среднее положение равное 50 % (5 оборотов).
R
С
Рисунок.
сети 220 В.
Open access journal
www.in-academy.uz
3. Установить любой образец измерительного резистора сопротивления Rобр (10 Ом, 100 Ом, 1 кОМ) в клеммы (6). Значение сопротивления образца должно быть в пределах 10-кратного значения определяемого сопротивления Rx.
4. Подключить к клеммам (4) с помощью соединительных кабелей магазин сопротивления (в качестве искомого сопротивления).
5. Включить питание модуля тумблером ВКЛ (1), при этом загорится световой индикатор ^ит (2).
6. Поворотной ручкой реохордного сопротивления (7) установить положение стрелки гальванометра (3) в ноль.
7. Считать показания реохорда Rr и вычислить неизвестное сопротивление Rx согласно уравнению:
Rx Rr
R„6p 100 - Rr
(3)
8. Для более точного измерения определяемого сопротивления нажать кнопку «ТОЧНО ИЗМЕР» (5). Удерживая не фиксируемую кнопку (5), повторить пункты 6-7. Заполнить показания в таблицу. Таблица
№ R, (Ом) li, (см) l2 , (см) % X (Ом) AX = Xср - X s, %
1
2
3
Xср= Мср=
1
2
3
Xср= Мср=
1
2
3
Xср= Мср=
1
2
3
Xср= Мср=
9. Провести аналогичные измерения для других неизвестных сопротивлений с другими образцами сопротивления.
10. Отключить питание тумблером ВКЛ (1), световой индикатор Uпит погаснет. Отключить оборудование от сети.
«
Open access journal
www.in-academy.uz
Правильность найденного решения проверяют путем операций с наименованиями величин, входящих в формулу.
Результаты решения задачи коллективно обсуждаются, и делается вывод о достоверности предположения, положенного в основу ее решения.
Преимущество экспериментальных задач перед текстовыми заключается, прежде всего, в том, что экспериментальные задачи не могут быть решены формально, без достаточного осмысления физического процесса. Познавательный интерес носит поисковый характер. Под его влиянием у человека постоянно возникают вопросы, ответы на которые он сам постоянно и активно ищет. Познавательный интерес положительно влияет не только на процесс и результат деятельности, но и на протекание психических процессов - мышления, воображения, памяти, внимания, которые под влиянием познавательного интереса приобретают особую активность и направленность.
References:
1. Мирсалихов Б.А., Мансурова М.Ю., Сайтджонов Ш.Н. Использование современных технологий в преподавании физики и их эффективность // Научно-образоват.электр.журнал «Образование и наука в XXI веке». Выпуск №23 (том 2) (февраль 2022).
2. Беликов Б.С. Решение задач по физике. Общие методы. М.: Высшая школа, 1986.
3. Мирсалихов Б.А., Мансурова М.Ю., Султанходжаева Г.Ш. Механика, молекулярная физика и электричество. Учебное пособие. - Т. Изд-во ТГТУ, 2017 г. - 3,5 п.л.
4. Мансурова М.Ю., Курбанов Х.М. Методика применения частично-поискового метода при изучении физики // Высшая школа. Научно-практический журнал, март 96/ 2020. Россия. Уфа. С.16-18.
5. Курбонов Х.М., Вахобова М. Умумий физика курсидан масалалар туплами. Укув кулланма. Т.: 2008. 2,4 б.т.
