Замечания к составлению условий задач по физике - Учителю о решении задач - Методика физики - Каталог статей - Материалы к ЕГЭ (физика)
Пятница, 09.12.2016, 12:40
Приветствую Вас Гость | Регистрация | Вход

Сверхзадача

Меню сайта
Категории каталога
Молодому учителю физики [3]
Несколько советов молодому учителю о решении задач по физике
Учителю о решении задач [6]
Форма входа
Поиск
Друзья сайта
Статистика
Поисковый анализ сайта Яндекс.Метрика Яндекс цитирования
Установите эту кнопку на свой сайт:
Дидактический материал по физике на http://www.sverh-zadacha.ucoz.ru
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Каталог статей

Главная » Статьи » Методика физики » Учителю о решении задач

Замечания к составлению условий задач по физике
       

В статье описано, как языковые, математические и иные небрежности при составлении условия задач приводят к скрытым дефектам образования ученика и неверному пониманию им физики.
     
      Физика  часто использует язык математики для записи своих законов. При этом надо иметь  в виду, что, будучи формальным, этот язык не всегда следует смыслу физических  законов и закономерностей. Речь идет о том, что множество, описываемое  формальной математикой, может оказаться шире того, что имеет смысл в физике.  Когда решение квадратного уравнения P = ε2R/(R + r)2 относительно R, дает нам при  некоторых значениях величин отрицательное значение R, то мы его просто отсеиваем, как не имеющее смысла.     

Другое  дело, когда ситуация  не столь очевидна.  Например, a = F/m. Здесь совершенно  определенно сказано, что ускорение тела прямо зависит от приложенной силы и  обратно от его массы.
        Запишем это же соотношение так, как часто им пользуется  наш ученик: F = ma.

Математически это  равноценные записи, а вот физически – нет. Получается нонсенс, сила зависит от  ускорения и массы (общепринято: слева – функция, справа – аргументы и  параметры). Можете быть уверены, что наш ученик так и думает: «сила зависит  от ускорения и массы».

 

Этот  феномен, когда обратное утверждение (соотношение) не равноценно прямому,  привносит в изучение физики скрытые дефекты образования, если специально над  этим не работать. Утверждение «такая-то величина зависит от…», должно  сопровождаться утверждением «следовательно, она не зависит от…». Зависимость от  одного должна в сознании ученика означать независимость от всего другого.  Наиболее четкое решение этого вопроса можно найти в методике П.М. Эрдниева (Эрдниев  П.М. Преподавание математики в школе (Из опыта обучения методом укрупненных  упражнений). – М: Просвещение, 1978. – 304  с.).       

Малозаметность  этого факта такова, что часто приводит к ошибкам формулирования условия задач,  хотя задачи составляют, как правило, весьма знающие люди. Такие неудачно  сформулированные задачи ныне встречаются повсеместно. Особенно это недопустимо  при создании заданий к контрольным работам, экзаменационным работам, ЕГЭ. И тем  не менее.               

Приведем  примеры условий задач, содержащих ошибки формулирования условия, из  демонстрационного варианта одного только 2012 г.       

A12. По проводнику с  сопротивлением R течет ток I. Как изменится количество теплоты, выделяющееся в  проводнике в единицу времени, если его сопротивление увеличить в 2 раза, а силу  тока уменьшить в 2 раза?       

Как  это понять? Отчего это сила тока уменьшилась в 2 раза. От увеличения  сопротивления в 2 раза: I = U/R?  Хотя, может быть, дополнительно еще и изменили напряжение? Ну, тогда  так и надо было написать, мол, изменили  напряжение! Зачем ученика, который и так волнуется на экзамене, вводить в дикий  стресс двусмысленностью в условии?     

В1. В ходе адиабатного  процесса внутренняя энергия одного моля разреженного гелия  увеличивается. Как изменяется при этом температура гелия, его давление и объём?       

От  чего вдруг меняется внутренняя энергия гелия? Что такое делали с газом, что его U возросла. Может быть,  авторы задачи считают, что U может меняться сама по себе? На деле этого можно достичь для идеального газа,  только изменив температуру (при ν = const): ΔU = i/2 νRΔT.  Но условие задачи составлено так, как если бы  наоборот, температура изменилась в результате самопроизвольного изменения  внутренней энергии.         

Давление p = nkT - зависимая от многих причин величина, ну, изменяется от чего-то, и бог с ним.  А вот объем – величина независимая от внутренней энергии, и меняться может  только от перемещения поршня. Текст задачи же составлен так, как будто бы объем  изменился в результате изменения именно внутренней энергии. Это не допустимо.  Условие задачи нарушает зависимость величин друг от друга и провоцирует  неверное понимание физики учеником.
        Правильно было бы спросить: как меняли объем гелия и как в результате этого процесса изменились его температура и объем?     

В2. Монохроматический  свет с энергией фотонов Еф падает на поверхность металла, вызывая  фотоэффект. При этом напряжение, при котором фототок прекращается, равно Uзап.  Как изменится длина волны λ падающего света, модуль запирающего напряжения Uзап и длина волны λкр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта,  если энергия падающих фотонов Еф увеличится?       

Слово "увеличится" означает увеличит себя! Каким это способом "себя"? Самопроизвольно? Так  как Eф = hν, то у физиков есть только один способ: изменить частоту  света ν, хотя ученик может подумать, что в каких-то пока ему неизвестных процессах самопроизвольно может меняться h.  И ученик  легко поверит в это, ибо оно напечатано столь уважаемыми взрослыми. Не  допустимо.
        Дело в малости. Правильно было бы спросить: как изменится длина волны λ падающего света, модуль запирающего напряжения Uзап и длина волны λкр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если увеличить энергию падающих фотонов Еф? И тогда нет вопросов.     

Составляя  условие задач, следите за тем, чтобы не нарушать отношение  зависимости/независимости физических величин. Возвратная частица "ся" смещает акценты в этом отношении, и далеко не всегда уместна в вопросе задачи. Мы должны четко различать, что "ся", а что не "ся". Да еще и математика много позволяет того,  что и представить себе нельзя, а физика может на это накладывать свои особенные  ограничения, что, собственно, и составляет существо физических законов, которые пока еще никто не отменял.

Задание 16. № 230. (С сайта «Решу ОГЭ» - https://phys-oge.sdamgia.ru/). На велосипеде установлен генератор, вырабатывающий электрическую энергию для двух последовательно соединённых ламп. В каждой лампе сила тока 0,3 А при напряжении на каждой лампе 6 В. Чему равна работа тока генерато­ра за 2 часа?
 Ответы:
1) 6,48 кДж
2) 12,96 кДж
3) 25,92 кДж
4) 51,84 кДж
Вроде бы нормальная задача. Проблема в том, что для велосипедов не выпускают генераторы на 12 В. А кроме того никому никогда не придет в голову соединять лампы велосипедных фар последовательно, поскольку при перегорании хотя бы одной, перестанет работать и вторая, чего не случится при параллельном соединении. Технически абсолютно не грамотная задача! Условие составленное девочкой. Недопустимо. Прежде, чем придумать задачу, посмотри сперва в справочник или спроси у кого-нибудь, а так бывает? 
 

© 2012. Н.В. Смирнов, И.Б. Смирнова

Категория: Учителю о решении задач | Добавил: nick157 (03.09.2012)
Просмотров: 1153 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 5.0/3 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]