10 шагов до высшего балла: алгоритм решения олимпиадных задач по физике

Экзамены и итоговые проверочные будут ждать школьников ещё целый год, а олимпиады ждать не будут. К ним тоже надо готовиться. Наш блогер, учитель физики Филипп Белов, делится своим алгоритмом решения задач повышенной сложности по физике.

Когда школьники седьмого класса, заинтересовавшись физикой, начинают путь по дороге олимпиадного движения, они сталкиваются с тем, что задачи, предлагаемые на всех уровнях разных олимпиад, чаще всего серьёзно отличаются от обычных задач на уроках. Их структура, постановка вопросов и требований чаще всего не вписываются в стандартную схему решения и оформления задач, с которой знакомят учителя физики на первом этапе изучения предмета.

Эта особенность требует специального внимания руководителя кружка по физике. Оставляя общий подход решения и оформления олимпиадных задач без комментариев и сосредотачиваясь исключительно на решении как можно большего объёма вариантов олимпиад прошлых лет, мы рискуем получить олимпиадника, который умеет решать нестандартные задачи, но не в состоянии грамотно выразить свои мысли на бумаге.

Можно выделить некоторую последовательность действий, которую стоит показать детям на первых занятиях кружка и учитывать при разборе отдельных задач, демонстрируя варианты реализации отдельных пунктов.

1. Записываем краткое условие, размышляем над размерностями

Запись краткого «Дано», как в обычных задачах, на олимпиаде, безусловно, не требуется. Можно сразу приступать к решению, но перевод текстового условия в математический вид нельзя считать бесполезным. Структурирование, выбор обозначений для отдельных величин и анализ текста задачи — важный первый шаг на пути к решению.

Перевод размерностей в СИ тоже не только не обязателен, но часто вреден. Иногда удобнее задачу решать во внесистемных единицах. Тем не менее решить, стоит ли переводить размерности или нет, необходимо на первом этапе анализа задачи.

2. Делаем чертёж, если это возможно

Большинство задач разных разделов физики допускает возможность изображения какого-либо графического варианта описания задачи. Даже если в условии этого не требуется, рисунок часто оказывается полезным.

3. Выделяем основную идею (идеи)

Для выбора методов решения и подходящих законов необходимо осознать основную идею, которой посвящена задача. Это могут быть особенности какого-то конкретного процесса, интегральные связи между различными разделами физики или принципы работы какого-то устройства.

4. Записываем базовые формулы или законы, которые планируем использовать

Желательны ссылки на названия законов. Перечисление тех соотношений, которые будут использоваться для решения, убережёт от ошибок алгебраических преобразований, тем более обидных в случае, когда правильна вся физика задачи, но ошибочна математика.

5. Описываем введение новых и неизвестных переменных

Иногда школьники об этом забывают. Вводя нестандартные обозначения используемых величин, при первом упоминании следует указать, что именно этой буквой обозначается. При проверке работы, безусловно, эксперт в состоянии догадаться о смысле неописанных величин, но когда этих переменных много, а их формат сильно разнится с общепринятым, то необходимость догадок не только серьёзно затрудняет проверку, но и порой вводит в заблуждение.

6. Работаем с алгебраическими преобразованиями

В редких случаях, когда они не нужны, сразу делаем расчёты. Ребята серьёзного уровня подготовки многие преобразования могут делать устно. Однако пропуск важных логических переходов допустим только при крайне объёмном решении и не должен влиять на восприятие решения в целом.

7. Получаем итоговые результаты в численном виде

Расчеты искомой величины — важный, но не последний этап решения. Оставшиеся позиции представленного алгоритма могут быть опущены для решения задач базового курса физики, но при работе с примерами повышенного уровня сложности после получения ответа следует перейти к его анализу.

8. Рассуждаем о разумности (адекватности, соответствии условию задачи) результата

По возможности ищем второй способ решения с целью проверки. Если второго способа решения нет, то, как минимум, делаем проверку любым доступным путём.

9. Размышляем, сколько возможно вариантов решения в поставленных условиях

Нет ли иных вариантов протекания процесса? В случае, если задача подразумевает несколько возможных веток решения, то полный балл за её решение можно получить только в случае описания всех направлений.

10. Записываем ответ

Только после выполнения первых девяти пунктов переходим к записи ответа и завершению задачи.