Тульчинский М. Е. писал: " Решение качественных задач способствует более глубокому усвоению материала, развивает сообразительность, мышление, вызывает интерес к физике". Качественные задачи вызывают больший интерес, если в них предлагается дать объяснение тем или иным явлениям природы или фактам, с которыми школьники сталкиваются в жизни". В процессе решения качественных задач прививаются навыки наблюдать и умение различать физические явления в природе, быту, технике, а не только в физических кабинетах. Развивается смекалка, сообразительность, творческая фантазия. Овладение методами решения качественных задач позволит учащимся творчески применить их к решению самых разнообразных задач и самостоятельно расширить сферу собственных знаний. Именно этот фактор способствует развитию интеллектуальной инициативы и творческой активности учащихся. Особенно важным является использование качественных задач в основной школе, где большая часть материала рассматривается на качественном уровне.

Задачи должны быть личностно значимыми, увлекать учащихся, формировать интерес к окружающему нас миру, к жизни. В исследованиях по решению задач встречаются разные представления о структуре задачной подсистемы. Обычно выделяют: "данные и требования", "известные и неизвестные", "условие (данные или данные с требованиями)", "искомое". Но в качественных задачах увеличивается многовариантность подходов к решению, в результате у разных учеников появляются разные пути рассуждений. Поэтому при решении качественных задач повышается роль субъективных процессов понимания условия. При анализе текста задачи у учащихся возникает разное видение ситуации, выстраиваются разные представления. Именно с этими представлениями и работает ученик при решении задачи. Поэтому есть смысл разделить понятия: текст задачи, условие задачи и задачную ситуацию. Условие, как обязательный структурный элемент задачи, выделяют все исследователи теории решения проблем, однако их определения несколько расходятся. Возьмем за основу определение А. Ф. Эсаулова. Он под условием задачи понимает «определенные информационные системы, из которых следует исходить при попытках решения». Под текстом качественной задачи мы будем понимать наличную совокупность объектов (непосредственно текст, а также графики, рисунки и т. п.) несущих информацию об условии. Следует подчеркнуть, что информация, задаваемая текстом задачи, может быть представлена эксплицитно (явно) и имплицитно (неявно), также она может быть избыточной и недостаточной. При этом отнюдь не тривиален вопрос о том, какая именно информация "подразумевается" в формулировке задачи. Это роднит качественные задачи с задачами, решаемыми в реальных жизненных ситуация. При решении такие задачи «поднимают вопросы, связанные с трудностями трех типов: приходится определять, какие факторы могут иметь отношение к рассматриваемой задаче, какие из них действительно имеют к ней отношение и какие из этих последних существенны, а какие нет». Именно поэтому так важен детальный анализ текста задачи: рассматривая смысл каждого слова, мы осознаем условие задачи, т.е. более четко представляем, чем мы можем оперировать при решении и что требуется отыскать. Таким образом, утверждения задачи будем называть данными задачи, а вопрос задачи — требованием.

Мы считаем, что при решении задачи данные и требования образуют единую информационную систему и цель решающего найти связи между ними. При этом возможны два пути движения: от данных к искомому и от искомого к данным. Поэтому можно ввести понятие "пространство качественной задачи", в которое входят исходные положения, искомое, возможные пути решения, ведущие от данных к цели, а также информация и правила, которые накладывают ограничения на выбираемые модели. Введение данного понятия подчеркивает, что при решении задачи не существенно: что дано, а что нужно найти, важно только обнаружить связь между различными элементами пространства задачи. Из выше сказанного видно, что качественные и количественные задачи имеют общие структурные элементы. Однако в расчетных задачах требование связано с нахождением физических величин, поэтому физическая ситуация представлена в более явном виде, детализирована через заданные в условии величины, через указания о связях между явлениями и т. п. Выделение же "данных" и "требований" при решении качественных задач, вызывает часто большие затруднения. Ведь в качественных задачах редко даются значения каких-либо физических величин, вопрос также не всегда содержит прямых указаний на предмет поисков: «Что сделать чтобы...?», «При каких условиях...?» и т. д. Более того, качественные задачи часто состоят только из одного вопроса, а утверждения выступают в неявном виде. Поэтому для вычленения данных и требования обычно требуется переформулировка текста задачи.

Схема решения качественных задач:

·                     чтения условия задачи, выяснения всех терминов в ее условии,

·                     анализ условия задачи, выяснение всех физических явлений, построение схемы или чертежа.

Иллюстрируя методику решения качественных задач, разделим их на две группы.

a) Простые качественные задачи (их называют задачами-вопросами) решение которых обычно основываются на одном физическом законе.

б) Сложные качественные задачи, представляющие как бы совокупность или комбинацию нескольких простых задач. Решая их, приходится строить более сложные цепи умозаключений анализировать несколько физических закономерностей.

Начнем с рассмотрения задач-вопросов:

·                     Почему при проводке телеграфной линии летом нельзя сильно натягивать провода между столбами?

·                     Почему зубные врачи не рекомендуют, есть очень горячую пищу?

·                     Почему нельзя наливать бензин в цистерну до верху?

Во всех трех задачах имеют место тепловое расширение твердых и жидких тел, поэтому построение цепи при решении этих задач опираются на эту тему применяется тепловое расширение тел, заключают, что при нагревании размеры твердых тел, немного увеличиваются, жидкости, как твердые тела, с увеличением температуры расширяются, но значительно сильнее, чем твердые тела. В задачах – вопросах могут использоваться и различные зависимости, выражаемые физическими формулами.

·                     Каким приемом человек может быстро удвоить давление, производимое им на пол?

В начале проводят анализ физической сущности происходящего. Давление зависит от силы давления, F и от площади S. Поэтому, во-первых, давление возрастает в два раза, если в два раза увеличить силу давления. Этого можно достигнуть, взяв в руки дополнительный груз равный весу человека. Но еще можно увеличить давление – уменьшить площадь опоры в два раза. Для этого достаточно встать на одну ногу.

Одно из наиболее важных умений – это умение найти причину какого либо явления. В частности, в учебной деятельности оно необходимо при решении, например, следующих задач.

На одну чашку уравновешенных весов положили железный кубик, а на другую – деревянный шарик. Шарик перетянул. Почему?

Важным также является умение предусмотреть возможные следствия события. Пример:

К уравновешенному рычагу приложили две сил. Может ли рычаг остаться при этом в равновесии? Если да, то, при каких условиях? Можно ли действие этих сил вывести рычаг из равновесия?

(С помощью этой задачи можно навести учащихся на важную мысль о том, что одна и та же причина при различных условиях, в частности начальных, может привести к разным результатам.)

Что даже в том случае, когда ученик умеет решать некоторые типы задач на нахождение причины или следствия физического явления, это не служит гарантией ее четкого понимания смысла понятий "причина” и "следствие” и умение отличить их друг от друга в конкретных ситуациях. Уже в 6-м классе вполне возможно начать формирование этих понятий. С этой целью можно предлагать как бы "вспомогательные” задачи таких двух типов: а) определить, какая, из двух явлений (факторов, утверждений и т.п.) представляет собой причину по отношению к другому, а какое – следствие; дополнить причинно-следственную цепочку недостающими звеньями (утверждениями);

б) связать два данных утверждения (явления, факта и т.п.) с помощью причинно-следственной цепочки. Примеры вспомогательных задач первого типа:

Составьте и запишите одно предложение (имеющее смысл и верное с точки зрения физики), объединив в нем с помощью союза "поэтому” два таких утверждения:

1) в случае утечки газа запах его некоторое время распространится по всей квартире;

2) молекулы движутся непрерывно и хаотически. Скажите, какое из этих утверждений является причиной по отношению к другому, а какое следствием.

Составьте и запишите одно предложение (имеющее смысл и верное с точки зрения физики), объединив в нем с помощью союза "поэтому” (или "потому что” два таких утверждения:

1) масса стального кубика больше массы деревянного кубика такого же объема;

2) плотность стали больше плотности дерева.

Ответьте на вопросы: может ли плотность, какого либо вещества зависеть от того, какой массы физического тела из этого вещества изготовлено? Какое из двух данных утверждений служит причиной по отношению к другому, а какое – следствием.

В решении подобных задач большую роль играет интуиция ученика. В данном случае мы считаем этот путь более эффективным, чем использование определений терминов "причина” и "следствие”.

Для успешного решения нужно уметь: во-первых, сравнивать объекты, величины, условия и т.п.; во-вторых, находить факторы влияния (другими словами, из всех факторов выделять существенные); в-третьих, отличать правильное от ошибочного (неточного). Значение этих умения (так же, как и умений находить причину, следствия, пути достижения заданного результата и т.п.) заключается, прежде всего, в этих универсальности: они необходимы для решения большего числа разнообразных проблем (причем, не только учебных). Кроме того, их усвоение позволяет развивать интеллектуальные способности человека. Поэтому мы считаем, что эти умения тоже должны быть объектом целенаправленного формирования в процессе обучения. На первой ступени важно использовать в основном две разновидности задач на сравнение:

а) сравнить два значения функции при разных значениях ее аргумента;

б) сравнить, т.е. найти общее и особенное (различное).

Приведем пример задачи на сравнение двух значений функции.

Имеются две ложки (деревянная и стальная) одинаковой массы. Объем, какой ложки больше? Почему?

Умение находить общее и различное необходимо при классификации. Приведем примеры одной из разновидностей задач на классификацию, в которых из данного перечня физических понятий требуется сформировать группы по заданным признакам.

Из приведенных ниже слов и словосочетаний нужно выписать в тетрадь те, которые представляют собой физические явления: магнит, притяжение железных опилок к магниту, льдина, ледоход, ветер, воздух, гром, звон колокола, колебание маятника в часах, часы, термометр, температура, нагревание чайника с водой, выстрел.

Из следующего перечня надо выписать в один столбик физические величины, а в другой – единицы физических величин: длина, секунда, метр, температура, время, кубический метр, градус, объем.

В более сложной разновидности задач на классификацию ученикам предлагается разбить данный перечень физических понятий (терминов и.т.д.) на группы на основании сравнения этих понятий и самостоятельного выделения их общих признаков. Приведем примеры.

Какое слово, на ваш взгляд, лишнее в следующем перечне: время, путь, площадь, метр, скорость? Почему вы выбрали именно это слово?

Какое слово, на ваш взгляд, лишнее в следующем перечне: Ньютон, килограмм, плотность, метр, Паскаль, Джоуль, секунда? Почему вы выбрали именно это слово?