Системно-функциональный подход к усвоению физических законов в рамках психодидактической технологии

Системно-функциональный подход к усвоению физических законов

Для учащихся школы функция закона как элемента знания курса физики (и других предметов) может быть определена следующим образом: закон - это выражение устойчивых существенных связей между физическими явлениями и характеризующими их физическими величинами.

Учащиеся должны прочно усвоить, что закон - это связь, зависимость. Эта связь должна быть устойчивой, повторяющейся. Познание законов является основной задачей науки, смыслом ее существования. Познав законы, человек получает возможность управлять явлениями природы, ставить их себе на службу.

Согласно требованиям Российского стандарта школьного физического образования, структура знания о законе может быть следующей:

• краткие исторические сведения о законе;

• роль данного закона в развитии естественнонаучного знания;

• экспериментальные факты, послужившие основанием для открытия закона;

• математический аппарат закона;

• сущность закона;

• область практического применения закона.

Все пункты, кроме предпоследнего, не представляют особой сложности для учащихся. Непонимание сущности законов вызывает наибольшую тревогу. Чтобы понять сущность закона, необходимо знать:

1. Формулу зависимости между величинами, которые он выражает.

2. Характер зависимости величины, стоящей в левой части формулы (уравнения), от величин, стоящих в правой его части.

3. Формулировку закона.

4. Назначение коэффициента пропорциональности.

5. Физический смысл коэффициента пропорциональности.

6. Наименование единицы коэффициента пропорциональности.

7. Значение коэффициента пропорциональности.

Физические законы, выраженные в школьных учебниках в виде формул, сходны по внешней форме их математического выражения, что позволяет разработать технологию их системного усвоения.

А) Составлено в соответствии с учебником Н. С. Пурышевой, Н. Е. Важеевской. 7 класс

Раздел «Механические явления»

Законы в виде формул и соотношений

Следствия из законов в виде формул и соотношений

Формулы, отражающие закономерности и несущие функции законов

s = υt

s ~ t ; t =

Z = k·X

= + at

~ t

Z = b + k·X

F = ma

m = ; a =

Z = k·X

F = -kΔl

Δl = ; k =

Z = k·X

F = mg

m = ; g =

Z = k·X

F = G

G = ·F

Z = k·

p =

F = pS ; S =

Z = k·; k = 1

F = N

=

Z = k·X

A = Fs

F = ; s =

Z = k X ; k = 1

E=

m =

Z = k X ; k =

E= mgh

m = ; h =

Z = k X или Z = kXY

Б)

Законы, определяемые математической формулой вида

Знания о законе

Закон 1

Закон 2

1. Формула.

, где

Q - количество теплоты; c - коэффициент пропорциональности; m - масса тела; ΔТ - разность температур.

, где

m - масса вещества, выделившегося на электроде; k - коэффициент пропорциональности; I - сила тока; Δt - время прохождения тока в электролите.

2. Зависимость между какими величинами выражает закон?

Закон выражает зависимость между количеством теплоты, затраченного на нагревание тела, его массой и разностью температур.

Закон выражает зависимость между массой вещества, выделившегося на электроде, силой тока в электролите и временем прохождения тока.

3. Как зависит величина, стоящая в левой части уравнения, от величин, стоящих в правой его части?

Количество теплоты, затраченное на нагревание тела, прямо пропорционально его массе и разности температур.

Масса вещества, выделившегося на электроде прямо пропорциональна силе тока в электролите и времени прохождения тока.

4. Формулировка закона.

Количество теплоты, затраченное на нагревание тела, прямо пропорционально его массе и разности температур.

Масса вещества, выделившегося на электроде за время Δt при прохождении электрического тока, пропорциональна силе тока и времени.

5. Как называется коэффициент пропорциональ-ности в данном законе?

c - удельная теплоемкость данного вещества

k - электрохимический эквивалент данного вещества

6. Каков его физический смысл?

Удельная теплоемкость вещества численно равна количеству теплоты, которое получает или отдает 1 кг вещества при изменении его температуры на 1К

.

Электрохимический эквивалент численно равен массе вещества, выделившегося на электроде, при переносе ионами заряда равного 1 Кл.

7. Получите наименование единицы коэффициента.

8. Чему равен коэффициент пропорциональ-ности?

Удельная теплоемкость различна для различных веществ, зависит от свойств вещества, его агрегатного состояния и от того, при каком процессе происходит теплопередача. Определяется экспериментально по формуле

Электрохимический эквивалент различен для различных веществ, зависит от массы и заряда ионов и определяется экспериментально по формуле