Как решать задачки по физике?




Как правильно учиться в НГУ

(для 1-3 курсов естественнонаучных факультетов на примере ФФ

Это мануал по учебе в НГУ. Прочтите его до конца перед тем, как что-нибудь делать

Пролог

В начале каждого семестра в голове почти каждого студента нет-нет да и мелькнёт мысль: в этом семестре надо учиться, чтобы не было такой жопы на сессии как в прошлый раз. При этом под «учиться» по умолчанию подразумевается посещение всех лекций и семинаров, выполнение домашних заданий, самостоятельное решение семестровых (или месячных) заданий, честное выполнение лабораторных – короче говоря, тотальное прилежное зауканство. Как показывает практика моя и многих моих знакомых, этакие благие намерения угасают через пару недель.

Замечено это было не мной, и искать решение проблемы систематически начали ещё в 2000 г. (самое позднее, скорее, раньше). Тогда на физфаке появился проект «Термодинамо» – первая попытка «средних» студентов физического факультета сознательно избежать будущих сессионных проблем. Проект потихоньку заглох к середине семестра, но позволил сформулировать основную беду студента.

Эту беду можно назвать по разному: студент НГУ не «обучающийся», а «обучаемый»; не субъект учебного процесса, а объект обучения. В студента знания пытаются запихнуть, не слишком заботясь, усваивает ли он их, качественно ли преподавание и т.п. Кроме того, отсутствует обратная связь в учебном процессе: преподаватели вещают знания в аморфную среду, а все дополнительные трудозатраты студента по учёбе даются очень тяжело с явным и мощным сопротивлением среды («уходят в вату», как мы говорили). В соответствие с установленной проблемой начались новые попытки «научиться учиться».

 

В 2002 году, в весеннем семестре второго курса физического факультета лично для меня это не было абстрактной отвлечённой проблемой. Зимний семестр я сдал почти целиком на тройки, пройдя через 2 вторые пересдачи. Повторения мне не хотелось.

В середине семестра, опираясь на опыт создателей «Термодинамо», я сагитировал ещё троих одногруппников и мы начали регулярно, три раза в неделю встречаться, чтобы разбирать лекции и решать задачки. Честно говоря, дело шло не сказать, что блестяще – просто мы пытались прилежно зауканить уже вчетвером, но инерция такого дела была значительно больше, чем у одного человека и сессию все сдали без троек – хотя я, например, закрыл сессию только осенью (привет Аналитической механике и тройному прочтению первого тома Ландавшица).

В осеннем семестре третьего курса сменилась команда. Началась квантовая механика и в своём пятом семестре я впервые почти физиологически почувствовал, что учиться интересно. А интересно учиться – ещё интереснее. Мы разбирали буквально все лекции, готовили вопросы лекторам и задавали их от имени и по поручению нашей малой группы. По примеру американских студенческих обществ мы выбрали для самоназвания две греческие буквы - yc - по-русски «психи». Мы на самом деле весело проводили время, вгрызаясь в кванты и сопутствующую математику. По крайней мере для двоих из нас, кванты стали образом мышления и буквально религией. Появились сопутствующие приколы и традиции – например, правило отжиматься за мат по нарастающей шкале, которое позже практиковалось на Советах командиров СТОПП, появилось впервые именно на учебных собраниях «психов».

(До сих пор приятно вспомнить незамысловатый стишок одного нашего тогдашнего общего знакомого: «Матерящиеся yc отжимались только так. Не такие мы и психи, раз попали на физфак»)

Что касается собственно учёбы, в конце концов, мы пришли к некоему алгоритму, который, честно говоря, так и не был на 100% реализован, но, я уверен, может быть взят в качестве отправной точки новыми «психами». Главное понять следующее: ботанство, зауканство, алгоритмы и прилежание – чушь собачья. Учиться должно быть интересно. Для этого надо учиться в своём темпе и делить учебный процесс, если не с друзьями, то с хорошими и надёжными товарищами. Уже микроколлектив из 4 человек – сила масштаба факультета. Это мы увидели на зимней сессии, когда перед экзаменом к нам совершило паломничество человек 30, а вопросов на консультациях от нашей группы было на порядок больше, чем от всего остального курса вместе взятого. И самое главное – инициатива должна исходить не от преподавателей, а от вас.

 

Что делать?

Во-первых, найти единомышленников. Это очень просто – изложите им своими словами первый абзац пролога и брякните, что умные люди, вроде как, нашли решение. Поверьте, многие заинтересуются. Очень важно, подбирать в команду людей интересных лично вам, чтобы при совместной работе можно было при случае и поржать, и пожрать (J) и т.п. О ролях в команде подробно будет сказано ниже, тогда же станет понятней, почему нельзя делать всё то же самое в одиночку.

 

Ближе к теме

Чтобы быть ближе к практике попытаюсь формулировать алгоритм на примере осеннего семестра 2 курса физического факультета. Для любого другого семестра любого естественнонаучного факультета НГУ (ММФ, ФЕН, ГГФ, ФИТ) обобщение материала не представляет особой сложности – нужно будет пообщаться с кем-то из старшекурсников, узнать что-то заранее о преподавателях, об ответственных лицах с кафедры и деканата. Итак, подробно про второй курс ФФ.

 

У нас есть основной физический предмет – электродинамика. Есть связанные с лекционным курсом семинарские занятия, месы и лабораторные работы. Центральный физический предмет для нас будет стоять особняком хотя бы из тех соображений, что мы физики, для нас это самое интересное (не верите? А вот увидите – аппетит приходит во время еды). Есть три очень важные математики: функан, дифуры и ТФКП. Предметы важные как математическая основа физических дисциплин, да и сама математика (быть может, кроме дифуров) очень красивая. Есть ещё радиоэлектроника – тоже достаточно важный предмет, но подача лекционного материала и качество семинаров, по крайней мере, в моё время, мягко говоря, оставляли желать лучшего.

Итак: основные усилия на элдин с лабами, математики и РЭЛ – это наши основные фронты. О них речь будет идти подробно ниже. Начнём с фронтов второстепенных, на которых, впрочем, тоже не стоит допускать прорывов вражеской конницы в сессионные тылы.

 

О «малых» предметах

Программирование – в мое время (2001 год) было пустой формальностью, где можно было за откровенно внаглую списанный проект получить «4», а при наличии малейших самостоятельных потуг выцыганить «5»; при этом научиться чему-то, не имея базового уровня и склонности к программированию, было тяжело – для преподов такие как я были просто иномирянами (ну как же это, право слово, можно жить на белом свете и не понимать классов с наследованиями?). Охотно верю, что в условиях халявы я мало старался – жалею об этом до сих пор. Стратегии для борьбы с программированием, короче говоря, у нас не было, вам предстоит её выработать самим – такие дела.

Английский – не знаю других способов получения хороших отметок, кроме прилежания. Самый, по-моему, идиотически устроенный предмет – много домашек по тупым учебникам, много долбёжки по грамматике и всё равно всё забывается (когда в аспирантском курсе тичер снова говорит сакраментальное «Passive voice» понимаешь, что все эти годы мы ходили по проклятому кругу). Нормальный, по-моему, способ борьбы с инглишем – это побольше интересного на английском читать (в том числе специальную научную литературу по своей тематике), фильмы смотреть без перевода, общаться с иностранцами (хоть по переписке). Тогда и домашки будут делаться в лёт, да и нормальный препод оценит ваш уровень английского и не будет слишком мучить формальностями.

Философия и физкультура? Не смешите мои тапочки вопросами, как успешно осваивать эти предметы.

Подытоживая: борьба с малыми предметами может оставаться личным делом каждого – если вы хотите стать физиком (математиком/химиком/биологом/геологом), особой пользы от них всё равно нет (разве что программирование – но, повторюсь, тут я совсем не знаю, что делать).

О «главных» предметах

Для каждого конкретного предмета стратегия имеет вариации, но можно отталкиваться от базисного алгоритма, о котором я расскажу на примере электродинамики.

Первое и главное – лекции. За основу активного обучения берётся лекционный курс, который осваивается не авралом перед сессией, а в течение семестра. Ваша задача каждую подачу лектора ухватить и перекинуть мячик обратно на его сторону – задать вопрос. Вопрос-ответ, вообще самая эффективная форма обучения.

Могу предложить вам для начала следующий алгоритм работы с лекциями.

 

Алгоритм пяти прочтений

Прочтение первое – формулировка незнания.

Зачем?

На лекции дают новый материал. Исторически – это ответы на вопросы, которые некие светлые умы получили, этими вопросами задавшись. Но вот лично вы-то никакими вопросами не задавались. Поэтому и возникает несуразица: приходишь на лекцию, говорящее туловище возле доски что-то вещает, а ты недоумеваешь – к чему всё это? Как максимум успеваешь буква в букву переписывать, иногда улавливаешь логику некоторых переходов внутри лекции, но не более того. А вот если бы заранее материалом лекции заинтересоваться… Чтобы не только слушать, но и понимать ответы, нужно сначала задать вопросы – именно для этого первое прочтение.

Как?

Берём в руки программку (на каждом факультете есть) и предыдущую лекцию. Осознаём, в каком месте мы находимся, и читаем дальше по программке заголовки того, что будет на следующей лекции рассказано. Половину терминов где-то слышал, половину – не знаешь даже, как правильно вслух произносить. Поэтому берём в руки какой-нибудь попсовый рекомендованный учебник (хотя бы и Мешкова-Чирикова – напоминаю, мы говорим на примере ФФ 3 семестр) и гуглим по нему материал следующей лекции. Не дай бог пытаться чего-то разбирать, узнавать. Ваша задача, наоборот, сформулировать своё незнание – я вот, оказывается, не знаю это, и это, и это. Нужно, чтобы появились вопросы – что же всё-таки это заковыристое слово значит, ведь из формулы, на которую глянул в учебнике ни шиша не ясно. Это прочтение: 1) должно быть недолгим (не более 10-15 минут – не увлекайтесь); 2) не должно быть формальным (бездумно пробежать по словам взглядом совершенно бесполезно – надо именно сформулировать своё незнание); 3) должно проводиться непосредственно перед лекцией – вечером перед лекцией. Возникшие вопросы не надо формулировать письменно – только зря потратите время, всё равно на почти пустом месте нормальные вопросы не сформулируешь. Пусть непонимание подержится внутри вашей головы, а завтра на лекции многое прояснится.

Бывает так, что лектор не вполне следует написанной в методичке программе – как только заметите это, не стесняйтесь настойчиво приставать к нему с вопросами: а что будет на следующей лекции, мы должны подготовиться. Будет мычать, что «на лекции услышите» и играть в партизана, можно натравить на него кого-нибудь с кафедры или деканата – как гаранта качественного учебного процесса (это реально организовать, не тушуйтесь – это ниже).

В это же время можно подводить итоги допроса преподавателей по предыдущей лекции – но это мы подробно обсудим, когда будем говорить о пятом прочтении.

 

Прочтение второе – запись конспекта.

Вы пришли на лекцию с вопросами и сформулированным незнанием в голове. Вы примерно знаете, куда будет вести повествование лектор. По крайней мере, в курсе, что после непонятного термина №1 он перейдёт к рассказу про непонятный термин №2 и это разные смысловые части лекции. И если раньше, перестав понимать материал на одной теме, вы терялись и отключались, автоматически пропуская и следующую тему, то теперь услышав знакомый заголовок другой темы, вы быстро включаетесь: «А, ведь я про это вчера читал!».

Обращаясь к затасканной метафоре: вы уже вчера разобрались, что Карл Маркс и Фридрих Энгельс – это не муж и жена, и не четыре разных человека, а два бородатых дяденьки, которых рисуют с третьим лысым дяденькой, про которого на этой лекции речи пока не будет – вот примерно такого уровня незнания уже достаточно, про «Капитал» и мировую революцию до лекции знать ничего не надо.

Пользуясь вчерашней подготовкой, вы на лекции не выпадете из контекста полностью: даже если в каком-то месте потеряете логическую нить, то сможете её восстановить, когда лектор перейдёт к следующей части – ведь вы уже знаете, как устроен материал лекции.

Как писать конспект? Зависит от лектора. Есть лектор а, которые слово в слово записывают произнесённое на доске – как правило, достаточно просто успевать переписывать. Есть те, кто много говорит и пишет только формулы – с такими нужно держать ухо востро: слушать внимательно и записывать тезисы произнесённого, а не только формулы; к формулам писать комментарии (не обязательно только из слов лектора, можно из собственного понимания: например, осознали, что формула (3) получена из (2) с использованием (1) – лектор может считать это слишком очевидным, а вы всё-таки запишите, раз осознали). У некоторых лекторов вообще записать хороший конспект патологически сложно – на втором курсе ФФ у нас это был лектор по РЭЛ, который в качестве верха издевательства читал свои и так уродские лекции по слайдам.

Ещё на лекции, как правило, нужно успеть пообщаться с лектором – задать вопросы по предыдущей лекции и по горячим следам уточнить что-то по текущей. Не забывайте, что примелькаться лектору (тем более с разумными вопросами) в течение семестра очень полезно для успешной сдачи экзамена.

 

Прочтение третье – причёсывание конспекта.

После лекции (лучше прямо на перемене, обязательно в этот же день) возьмите в руки карандаш или ручку другого цвета и поставьте точечки, вопросики, кружочки и бублики везде, где что-то не расслышали, не поняли, не успели записать и т.п. Если конспект писался нормально, то это занимает не более 5 минут (я это делал). Такое причёсывание конспекта сильно облегчит жизнь при следующей работе с лекцией – это именно те точки, по которым потребуется дополнительная работа.

 

Прочтение четвёртое: сравнение конспектов и формулировка вопросов.

Зачем?

Подавляющее большинство студентов считает, что сходить на лекцию и написать конспект – это более чем достаточно, остальное на сессии. Это не так. Материал лекции должен быть ясен, по крайней мере, в основных моментах до следующей лекции, иначе вас зажуёт – с высокой вероятностью вы потеряете логическую нить курса, и вся дальнейшая работа станет трудной и бесполезной. Поэтому нужно в неясных моментах лекции разобраться.

Как?

Мы не зря выполняли предыдущий шаг – причёсывание. Теперь у каждого в группе отмечены моменты, когда он недослышал или недопонял. Вы собираетесь группой вечерком после лекции, открываете конспекты, достаёте учебники и работаете.

Пробелы типа «не успел записать» ликвидируются махом, заглядыванием в конспект товарища. Многие смысловые вопросы ликвидируются также быстро – товарищ понял и может объяснить (самая большая польза, естественно, для объясняющего).

Таким образом, работая группой, из всех ваших отмеченных вопросов по лекции, как показывает практика, снимаются примерно 80%.

Что же делать с оставшимися 20%? Самое интересное, когда либо не поняли все из группы, либо кто-то говорит, что понял, но не может объяснить или его объяснение не удовлетворяет остальных. Тогда надо формулировать вопрос преподавателю (необязательно лектору).

Главное не впадать надолго в затуп, а заниматься именно формулированием вопроса – вы никуда не торопитесь, нет сессионной запарки, когда надо разобраться до утра, и не стоит отказывать себе в удовольствии поэкзаменовать преподавателя – весь семестр вы экзаменуете преподавателей и только на сессии они экзаменуют вас. Очень часто для нормальной формулировки вопроса одних только ваших конспектов не достаточно – для этого вы и принесли с собой на разбор учебники. Вопрос должен быть примерно такой как на экзамене (не в билете, а когда преподаватель садится к вам и конкретно мучает) – представьте, что вы экзаменатор, а преподаватель – студент. Не должно быть вопросов типа «мне вот тут непонятно», спрашивайте конкретно, например: «как из вот этой формулы получили вот эту – чистые математические преобразования (какие?) или какие-то дополнительные физические соображения применяли?» Как показывает практика, в процессе постановки многие вопросы снимаются сами собой, а на хорошо сформулированные вопросы преподаватели обычно отвечают чётко и ясно. Следите, чтобы всем участникам группы была понятна формулировка вопроса.

Повторюсь, что очень важно на этом этапе работы с лекцией не тупить – разумеется, если есть время и желание, то не грех почитать учебник или методичку, вооружившись листком бумаги и ручкой, но обязательно: как только застопорились и затупили, перестаём гадать на кофейной гуще и переходим к формулировке вопроса.

Самый смак в этом деле формулировать вопросы глубже, чем предусматривает основной курс, чтобы преподаватель вначале замялся: «ну, это вам пока не надо, тут вообще квантовый эффект…» а потом хороший преподаватель, увидев, что вы заинтересованы, плюнет на то, что пока рано и начнёт рассказывать – это моменты большого интеллектуального удовольствия (за ради таких штук мы и учимся в универе).

Задавать вопросы не обязательно на лекции и не обязательно лектору. Самый оптимальный вариант, когда каждый задаст вопрос своему семинаристу (надо и у семинариста создавать в течение семестра положительную репутацию) и лектору до кучи. Хоть какие-то ответы на вопросы нужно получить до следующей лекции и…

 

Прочтение пятое – ответы на вопросы.

…и обсудить эти ответы перед лекцией следующей, одновременно с первым её прочтением. Дело в том, что послушать ответ часто бывает недостаточно – вот наговорил тебе что-то преподаватель, вроде пока слушал что-то понимал, а вот сидите вы один на один с конспектом и опять тьма египетская. Значит нужно формулировать новый вопрос или адресовать его другому преподавателю. А может быть ответ получил или понял его только один из участников группы – пусть объяснит остальным. Бывает так, что вопросы накапливаются – просите лектора или кого-либо из семинаристов организовать дополнительно занятие для желающих или разрешить прийти к нему в институт за микроконсультацией – чем хорош НГУ, преподаватели в таких просьбах обычно не отказывают.

 

Итого

Итак, подытоживая работу с материалом лекционным (конкретно на примере электродинамики): вечером вы собираетесь с конспектами и учебниками и для начала смотрите, какие по предыдущей лекции вас и вашей группы остались вопросы и неясности. Вопросы и неясности после четырёх прочтений. Формулируете эти вопросы (последний из описанных шагов, номер 5). На это уйдет полчаса.

 

Потом просмотр завтрашней лекции и формулировка незнания по ней(шаг 1 по i-той лекции). 10 минут.

Во вторник в университете вы лекцию записываете, на переменах причёсываете и задаёте вопросы, сформулированные вчера (шаги 2 и 3 по i-той лекции).

Вечером во вторник сравниваете конспекты группой, разрешаете 80% помеченных неясных мест, а из оставшегося непонятого и необъясненного формулируете следующие вопросы (шаг 4 по i-той лекции). Полчаса.

 

Эти вопросы нужно задавать и семинаристу.

 

А вечером, перед следующей лекцией, история повторяется. Все оставшиеся непонятности и объяснения с прошедшей лекции, с работы группой и семинаристом, оформляются в последнюю охапку вопросов и задаются в лектору.

 

Итого два раза в неделю по дополнительному часу на один предмет и нет никаких проблем с пониманием лекций.

 

Не многовато ли работы только с лекциями – и это ж так по четырём предметам минимум (элдин, РЭЛ и все 3 математики для ФФ)? А вот не многовато. Во-первых, без качественного погружения в учёбу вы просто теряете время и зазря занимаете место в НГУ – дуйте в «связь», НГТУ или в армию. Во-вторых, такая работа с лекциями существенно упростит и ускорит процесс решения задач и улучшит понимание лабораторных работ. Кроме того, если вы внимательно прочитали написанное выше, то смогли заметить, что учебным процессом в предложенном алгоритме рулите уже вы, а не преподаватели: вы идёте на лекцию не как баран, сожрать чего дают, а за ответом на свои вопросы. В университете уже не безгранично хозяйничает лектор, инициатива перешла к вам, потому что вы сами поработали – и сами стали хозяевами своего учебного процесса. То же самое и с семинарами. А ведь кроме вопросов по теории вы ещё от них (от семинаристов и лекторов) будете требовать ответы на вопросы по задачкам – ловко, не правда ли? Собственно к задачкам и перейдём.

 

Задачки

Умение решать задачи является очень удобным критерием оценки знания вами предмета – считается, что при решении задачи вы применяете освоенную теорию на практике. Разумеется, большинство студентов сейчас действуют на уровне папуасов – как максимум копируют при решении приёмы, показанные на семинаре, как минимум списывают и заучивают мантры ответов на стандартные вопросы. А вы-то разбирали лекции и владеете теорией! Поэтому не грех попытаться порешать месы и домашки самостоятельно, ни у кого не списывая.

Сразу же скажу пару методических слов об отношении к семинарам. Во-первых, повторюсь, вы идёте на семинар за ответами на свои вопросы. Во-вторых, на семинарах обычно решают задачки: таким образом, сначала ставят вопрос, потом ищут на него ответ – не возникает проблемы, когда ответы возникают раньше вопросов. Поэтому, как правило, достаточно на семинаре просто быть внимательным, какой-то специальной дополнительно многоэтапной подготовки к семинарам не требуется.

Как организовать решение задачек из месов? Лучше использовать распараллеливание: разделить между собой задачки из месов и самим назначить срок, когда задачки должны быть готовы. Потом проводится семинарчик с докладами, где докладчика серьёзно пытают – серьёзней, чем на экзамене, ведь интересуются не из праздного любопытства, а потому что самому сдавать придётся (предполагается, что есть персональная устная сдача каждой задачки). Для докладывающего это почти гарантия сдачи задачки с первого раза, главное «пытать» его всерьёз. Разумеется, очень важно при распределении задач исходить из реальных способностей каждого члена группы.

 

Как решать задачки по физике?

Что касается решения задач по физике (не только 2 курс ФФ – элдин и РЭЛ), то можно дать вполне конкретные рекомендации. Запомните, запишите, сделайте татуировку: каждая задача по физике начинается с рисунка (для РЭЛ – схема). Недостаточно пялиться на рисунок из методички – надо прочитать условия, посмотреть на рисунок, если он есть, и нарисовать свой. Рисунок – это наглядное выражение физической модели, которую вы будете использовать. На нём должны быть отображены все значимые величины. Рисунок должен быть ясным (не обязательно красивым). Нарисовав правильный рисунок (рисунки), вы уже отчётливо поймёте физику задачки – фактически вы уже в какой-то степени её решили. Раз вы нашли физическую модель, то выразить её математически (если вы владеете или хотя бы видели теорию) не составит труда. Рисунок для физика – это на 1/3 решенная задача.

Это этап второй: запись системы уравнений. Все значимые величины – заданные и искомые – должны быть увязаны между собой математически. Ну и третий этап: вычисления – это необязательно очень просто, ведь в процессе вычислений могут возникнуть как нетривиальные математические загвоздки, так и необходимость каких-то физических допущений (чем-то пренебречь, что-то предположить). Разумеется, чтобы научиться без натуги решать задачи вот так в три элементарных этапа нужно практиковаться. Попробуйте для себя решить задачу о теле, брошенном под углом к горизонту, где сила сопротивления воздуха пропорциональна скорости – не такие уж сложные там дифуры J

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: