Департамент освіти і науки Київської обласної державної адміністрації

Комунальний вищий навчальний заклад Київської обласної ради

«Академія неперервної освіти»

 

 

 

 

 

Методика використання елементів історії

під час навчання фізики

 

 

 

 

Автор проекту:   Науменко Оксана Вікторівна

слухач курсів підвищення кваліфікації

вчителів  фізики та астрономії

Фастівського ліцею – інтернату

м. Фастів

 

Керівник: Беженар Антоніна Анатоліївна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Біла Церква

    2016

 

 

Зміст

Вступ …………………………………………………………………………3

Розділ 1. Роль історизму і шляхи його використання в навчанні фізики

1.1. Елементи історизму як засіб обґрунтування нових знань…………..6 

     Розділ 2. Застосування елементів історизму під час навчання

     2.1. Використання елементів історизму при розв’язуванні задач………10

2.2. Використання елементів історизму на лабораторних роботах…….12

Висновки……………………………………………………………………16

Список використаних джерел……………………………………………..17

Додаток………………………………………………………………………18             

Найбільш оптимальний шлях розвитку пізнання і вміння в кожній окремій людині співпадає в загальних рисах з шляхом, який пройдений історичним людством при розвитку даного роду пізнання і вміння.

Брекфорд.

 

ВСТУП

 

Фізика посідає важливе місце серед навчальних предметів основної школи, оскільки в процесі навчання фізики формується науковий світогляд учня, розвиваються його інтелектуальні та творчі здібності. Знання, отримані під час вивчення фізики, стають основою технічної грамотності людини, дозволяють використовувати результати фізичних досліджень і відкриттів для задоволення матеріальних та духовних потреб особистості.

Формування в учнів міцних знань з фізики вимагає пошуку нових та вдосконалення вже відомих методичних прийомів і засобів навчання, вдосконалення організації навчального процесу.

В наш час головне завдання і проблема кожного вчителя – це залучення школярів до науки взагалі і фізики зокрема.

Одним із шляхів вирішення цього питання є використання на уроках елементів історії.

Вчителі звертаються до історії фізики, коли хочуть пожвавити урок. зробити його цікавим. Однак іноді “цікавість” історії фізики бачать в історичних курйозах та легендах, в потішних та цікавих відомостях про окремих вчених і зовнішньо ефективних історичних епізодах. Звичайно, внесення в урок такого типу відомостей може бути і корисним. Учні, наприклад, з цікавістю слухають відому легенду про “Еврику!” Архімеда чи про те, яку роль в народженні класичної механіки відіграло яблуко, яке впало в саду Ньютона. Однак такого типу відомості “ б’ють на зовнішній ефект” і, як будь-які сенсації, можуть викликати лише короткочасну цікавість. Щоб пробудити стійкий інтерес у школярів до фізики-науки, потрібно розкрити еволюцію фізичних ідей, причини, що спонукали прийняти ту чи іншу ідею, механізм наукового пошуку, атмосферу творчого процесу. Це потрібно робити не фрагментарно, а по можливості систематично, не академічно строго, а з особистим захопленням. Адже цікаво саме по собі не буває, можна і про роботи Марії та П’єра Кюрі, і про революцію в фізиці на перетині 19-20ст.ст., і про створення теорії відносності розповісти так, що розповідь буде давати користь розуму і насолоду серцю. Звичайно, дуже важливою при цьому є форма викладання. А в змісті історичних повідомлень головну увагу потрібно звертати не стільки на те, хто, що, коли відкрив, скільки на те, чому і як виникла у вченого та чи інша ідея, який хід його думки при обґрунтуванні ідеї, який його метод дослідження. Не випадково Д.К.Максвелл говорив: “ Наука нас захоплює тільки тоді, коли, цікавлячись життям великих дослідників, ми починаємо слідкувати за історією розвитку їх відкриттів”. Отож, говорячи, наприклад, про створення теорії відносності, потрібно не просто повідомити про ті висхідні постулати, які були покладені в її основу Ейнштейном, а й пояснити, чому Ейнштейн вірив в універсальність принципу відносності; чому Лоренц і Пуанкаре не побачили в нових перетвореннях координат і часу вираження реальних властивостей простору і часу, а Ейнштейн побачив це, тобто показати учням, якого відображення набуло сприймання Ейнштейна в тих ідеях, які склали зміст теорії відносності.

Таким чином, сутність історичного підходу до вирішення проблем викладання полягає в тому, що під час розробки методики вивчення фізичних понять та ідей необхідно:

1.               виявити, які помилки були в історичному процесі формування цих понять та ідей;
2.               виявити конкретні причини цих помилок в історичному процесі розвитку фізики ( тобто встановити, в чому виявилась недіалектичність мислення, що конкретно перебільшувалось, розумілося однобоко, ігнорувалося, незнання яких питань створювало труднощі пізнання і т. д. );
3.               побудувати методику викладання цих питань так, щоб при їх трактуванні були усунені причини, які могли б виникнути в учнів помилки (тобто усунути ту недіалектичність, однобокість, неповноту знань по даному питанню, які можуть породити помилки).

Такий підхід до вирішення проблеми методики викладання фізики цілком виправданий. Застосування в методиці фізики принципу історизму як метода дослідження дозволяє побудувати таку методику викладання важливих фізичних понять та ідей, за якої можна буде запобігати можливості виникнення в учнів помилкових уявлень, аналогічним тим, що були в історії науки.

Звернення до історії науки може бути корисним для вирішення педагогічних проблем іще в одному відношенні. Багато вчених-фізиків, займаючись вивченням природи, думали про те, як зробити наукові знання надбанням людей, суспільства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 1

РОЛЬ ІСТОРИЗМУ І ШЛЯХИ ЙОГО ВИКОРИСТАННЯ В НАВЧАННІ ФІЗИКИ

 

1.        Елементи історизму як засіб обґрунтування нових знань

При переході до практики постає питання про форми використання історичного матеріалу у викладанні фізики, про типи історичних матеріалів за характером їх використання, про методи та прийоми роботи вчителя на уроці.

Історизм у викладанні фізики передбачає, як вказувалося вище, перш за все розкриття еволюції фундаментальних ідей. Здійснити це можливо, на нашу думку, на спеціальних уроках-лекціях, присвячених історичним оглядам основних етапів розвитку поглядів на найважливіші фізичні проблеми. Такі огляди можуть проводитися або вкінці великих розділів курсу фізики і завершувати їх, або на початку розділу і носити ввідний характер.

Історичні огляди дозволяють підготувати учнів до засвоєння фундаментальних знань та викладаються під час вивчення теми чи розділу курсу. Щоб учень засвоїв нові знання, він повинен перш за все повірити в їхню істинність, а для цього вчитель повинен обґрунтувати нові відомості, переконати школярів у факті існування того чи іншого явища, в справедливості тієї чи іншої ідеї. Обґрунтування нових знань – дуже важливий елемент навчання. Відсутність чи непереконливість нових знань породжує у школярів елементи догматичного стилю мислення, легковірності, звичку не вдумуватися в ті основи, на яких базується те чи інше твердження, вбиває допитливість думки, здоровий скептицизм. Можливо, неувагою до проблеми обґрунтування знань і пояснюється та обставина, що під час навчання у школяра зникають ті “сто тисяч чому”, якими відрізняються діти в ранньому віці. Чи не дуже часто ми грішимо поспішним викладом понять та ідей, які по причині цього поспіху не набувають для учня силу неминучої необхідності? Таким чином, обґрунтування нових знань необхідне для того, щоб привчити школярів не брати нічого на віру і сформувати в них допитливість та анти догматизм як риси стилю мислення.

Які ж шляхи обґрунтування фізичних понять та ідей доступні вчителю фізики?

Природно, що в силу особливостей сприйняття школярів найбільш переконливим для них є експериментальний спосіб обґрунтування нових знань, коли новий факт чи ідея випливають з результатів навчального досліду (експерименту). Так, наприклад, обґрунтовується явище електромагнітної індукції.

Другим засобом обґрунтування нових знань в процесі навчання є математичний вивід відношення чи закону, який буде переконувати учнів в силі теоретичного мислення і, зокрема, в пророчій силі математичного апарата. Так, наприклад, обґрунтовується основне рівняння кінетичної теорії газу.

Але не завжди можна використати математичний апарат або експеримент для виведення нового, і тоді теоретичне обґрунтування нових знань здійснюється шляхом логічних роздумів. Так, наприклад, необхідність холодильника як важливої частини теплової машини доводиться шляхом якісних логічних суджень.

Та часто ми не можемо використати жодного зі способів обґрунтування нових знань.

Дійсно, як на перших кроках вивчення електрики переконати учнів в існуванні електричного поля? Висувати таку фундаментальну ідею без якого-небудь хоча б попереднього виправдання – означає звернутися до догматизму. Але ні експериментальний, ні теоретичний способи обґрунтування ідеї існування електричного поля непридатні на початку вивчення електрики. Залишається єдиний шлях – розповісти учням про те, як в історії науки формувалась і стверджувалась концепція близькодії, тобто використати історичний спосіб обґрунтування.

До історичного способу обґрунтування нових знань ми звертаємось в тих випадках, коли жоден зі способів не можна використати. З аналогічною ситуацією ми зіштовхуємося під час вивчення висхідних постулатів теорії відносності, розмова про які стає для учнів виправданою з самого початку, якщо розповісти їм про передісторію теорії відносності. Історичний спосіб обґрунтування фізичних ідей здійснюється на уроці у формі історичного огляду. Цей огляд вчитель може провести у формі розповіді чи лекції. Мета такого огляду – розкрити, на яких основах виникла дана ідея і продемонструвати учням, що вона є результатом розвитку науки.

Досить часто історичний спосіб обґрунтування нових знань використовується не для розкриття фундаментальної фізичної проблеми, а для того, щоб ознайомити учнів з новими фактами та явищами, що не відтворюються експериментально в шкільних умовах. Так, ознайомлюючи учнів з відкриттям рентгенівського випромінювання, радіоактивності, нейтрону, ми повинні відновити історію цих відкриттів. Формою викладу такого матеріалу є розповідь вчителя.

Можливо, іноді історичний спосіб є менш переконливим, ніж інші. Але відмовитися від історизму не можна. Так, наприклад, переконавшись шляхом нескладних міркувань вчителя в існуванні тиску світла, учень не зрозуміє, яку роль в розвитку фізики відіграло це відкриття, і воно буде здаватися школярам малозначущим, несуттєвим фактом. Лише розповідь про передісторію відкриття тиску світла, про неймовірні тонкощі дослідів Лебедєва та їх роль в утвердженні електромагнітної теорії дозволить переконати школярів у фундаментальності цього відкриття. Таким чином, історичний спосіб обґрунтування явища чи ідеї може співіснувати з іншими способами. Учні, звичайно, повинні знати саме в історичному плані такі фундаментальні експерименти, як досліди Лебедєва, Герца, Резерфорда і т. д. Слід зауважити, що чим більше зміст шкільного курсу фізики буде наближатися до сучасної фізики, тим частіше ми будемо звертатися до історії науки, як до засобу обґрунтування ідей, так як переважну більшість відкриттів сучасної фізики ми не можемо відтворити експериментально і обґрунтувати математично.

Навчальна інформація історичного характеру, на нашу думку , не повинна бути обов’язковою для запам’ятовування, щоб не перевантажувати пам’ять. Якщо в кінцевому результаті в учнів обґрунтування і доведення фактів не збережуться у пам’яті, то все ж вони виконають головну роль – формування допитливого, анти догматичного стилю мислення.

Отже, використання історизму як засобу обґрунтування нових знань може здійснюватися в двох формах: по-перше, у вигляді історичного розвитку поглядів з приводу якої-небудь фундаментальної фізичної проблеми; і, по-друге, у вигляді історичного матеріалу, який містить опис окремих фундаментальних фізичних експериментів. Прикладами першої форми використання історизму є такі ввідні історичні огляди, як “Історія виникнення і ствердження концепції поля”, Історія встановлення закону збереження і перетворення енергії”, “Історія створення основ теорії відносності” і ін. Прикладами другої форми є такі описи окремих важливих історичних подій, як “Відкриття тиску світла”, “Досліди Герца по виявленню електромагнітних хвиль та їх властивостей”, “Досліди Резерфорда по встановленню будови атома”, “Відкриття радіоактивності” і ін.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 2.

ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ІСТОРИЗМУ

ПІД ЧАС НАВЧАННЯ

1. .Використання елементів історизму при розв’язуванні задач

Спеціальним типом історичного матеріалу є задачі з історичним змістом. Наведемо приклади таких задач.

1.                          Визначаючи швидкості молекул різними методами, Штерн поставив наступний дослід. В печі, яку помістили в посудину з відкачаним повітрям, утворилися пари цезію. Атоми цезію вилітали зі щілини і фокусувалися за допомогою розміщеної біля щілини діафрагми. Вузький горизонтальний пучок атомів попадав на екран, розміщений за діафрагмою. При цьому внаслідок тяжіння відбувалося відхилення пучка від горизонталі. Як знаючи зміщення цезієвої смуги на екрані і відстані від щілини до екрана, знайти середню швидкість молекул?
2.                          Чи може людина злетіти, використовуючи лише силу власних м’язів? Це далеко не нове питання до наших днів не втратило своєї гостроти. Не виключено, що багаторазові спроби створити “м’язолет” в кінці кінців досягнуть успіху. При побудові такого апарату виникають слідуючи запитання: яку потужність може розвивати людина і яка потужність потрібна для польоту? Які повинні бути розміри крил, чи повинні вони бути махаючими? Як залежить підіймаюча сила такого апарата від висоти польоту над землею?
3.                          На рис.1.1. запозиченому з книжки голландського фізикаСтевіна, виданої в 1586 р., зображена людина, яка стоїть на дошці, і тисне усією своєю вагою на міх з водою. Стевіна вразило, що висота стовпа рідини досить незначна. Спробуйте обчислити цю висоту, оцінивши приблизно значення ваги і площу опори.

4. Видатний вчений Б.Паскаль у 1648 р. зробив такий дослід. У міцну, наповнену водою і закриту з усіх боків бочку він вставив вузьку трубку ( рис. 1.2.) і, піднявшись на балкон другого поверху будинку вилив у цю трубку кухоль води. На превеликий подив сучасників вченого клепки бочки розійшлися і вода почала виливатися. Поясніть.

Задачі з історичним змістом хоч і мало чисельні і не так часто використовуються в навчанні в порівнянні з іншими видами задач, але представляють не менший інтерес. Маючи всі достоїнства звичайних задач, вони знайомлять учнів з історичними подіями, фактами, методами досліджень і тим самим навчають школярів самим своїм змістом, а не лише отриманими при їх розв’язку результатами.

 

2.2.Використання елементів історизму на лабораторних роботах, демонстраціях

Історизм не є якимось стороннім елементом змісту шкільного курсу фізики, а тому і якихось особливих методів їх вивчення не існує. Всі ті методи і прийоми, які застосовуються при навчанні фізики в школі взагалі, придатні і в процесі викладання історичного матеріалу. Можливо, лише окремі методи і прийоми набувають найбільшого значення або ж деякий специфічний відтінок.

Вчителі фізики справедливо вважають, що всі найважливіші положення, які розкриваються на уроці, повинні бути обґрунтовані і переконливо доведені і саме цим цілям служить навчальний експеримент. Обґрунтованістю повинно відрізнятись і викладання історичного матеріалу. Однак, як правило, з цією метою не можна користуватися навчальним експериментом, так як історичні досліди і установки важко, а інколи і неможливо відтворити в шкільних умовах. Тому обґрунтованість у викладанні історичного матеріалу досягається іншими засобами, головним з яких є документалізм. Форми його можуть бути різними – це схеми, фотографії установок-оригіналів, фільми; дані, що характеризують масштаб установок і точність вимірювання; вислови та справжні формулювання самих вчених; описи епохи, умов праці вчених, а іноді і художній опис того чи іншого відкриття, що відтворює з допустимою долею домислу атмосферу відкриття. Можна провести урок у формі гри-реконструкції історії відкриття винаходу, основною метою якого є як можна глибше ознайомити учнів з історією здійснення відкриттів, з життям та дійсністю вчених, з шляхами та методами наукових знань.

Наприклад, під час вивчення різниці потенціалів у класах зі спеціалізацією “ Фізика, хімія, біологія” можна повторити дослід Гальвані на препарованих жабах, проведений ним у 80-х роках XVIIIст. При цьому сформулювати задачу такого типу:

В своєму класичному досліді по дослідженню нервових та м’язових волокон Гальвані використовував простий пристрій. На бронзовому кронштейні, прикрученому до залізної перекладини, підвішувалась лапка жаби так, що вона доторкалась до основи перекладини і кожного разу доторкаючись до основи, лапка посмикувалася. Після того, як посмикування припинялися, лапка витягувалася і знову торкалася перекладини, ізнову починалися скорочення та посмикування. Повторивши аналогічний дослід дайте відповіді на таке питання: що викликає таку реакцію лапки? Намагайтесь підкріпити свої доведення розрахунками.

Все це дозволяє ввести учня в умови, в обставини, за яких здійснювалося відкриття, забезпечити в якійсь мірі “ефект присутності” під час відкриття, переконати учнів в достовірності історичної інформації.

Необхідність ознайомлення учнів з образами творців фізичної науки досить очевидна. Складнішим є питання про те, що і як потрібно сказати про того чи іншого вченого, враховуючи той мінімум часу, який має вчитель для повідомлення не програмного матеріалу.

Важливим методичним завданням є визначення змісту і форми викладу біографічних відомостей про вчених як специфічного навчального матеріалу.

Оцінка біографічного матеріалу з точки зору педагогічного ефекту, який він повинен викликати, означає перш за все, що біографія вченого будується не як хронологія подій і дат, яка дозволяє в хронологічній послідовності простежити за життям вченого, а як своєрідний етюд, що дозволяє кількома фактами виявити найбільш притягуючи в житті і поглядах даної людини, “оживити” його образ, зробити його пам’ятним, близьким для учнів. Тут іноді достатньо кількох штрихів, кількох фактів з життя вченого, відгуку про нього колег, одного-двох афористичних висловлювань вченого ( ( “ Кожна людина може зробити те, що може зробити інша. ” – Т. Юнг; “ Мислю – отже, існую”. – Р.Декарт). А іноді можна навести гумористичний вислів, епізод з життя, і вчений стане ближчим, доступнішим. Все це не потребує великих затрат часу, але дуже пожвавлює урок, і цим не можна нехтувати.

Отже, навчальна біографія вченого – це не хроніка подій його життя, а “біографія” його думок, поглядів і вчинків на фоні тих соціально-політичних умов, в яких він жив і працював.

Вводячи учнів в духовний світ кращих представників фізичної науки, ми допомагаємо учням сформулювати їх життєві позиції, цілі та ідеали. Тому потрібно вибирати з біографії вчених ті відомості, які є найбільш актуальними для сучасної молоді і які можуть допомогти їм звільнитися від шкідливих звичок. Наприклад. Враховуючи окремі факти, які говорять про існування у деяких людей “культу речей”, слід було б частіше показувати, на скільки невимогливими були до зовнішніх атрибутів життя люди науки, які вимірювали своє щастя не предметами комфорту, а тим, в якій мірі вони змогли “звільнитися від власного Я “ і віддатися зовсім нелегкій справі – служінню людям на шляху істини.

Тобто дуже важливо звертати увагу учнів на героїчний епос наукових відкриттів, на прекрасні риси в біографії вчених ( юність М.Фарадея, біографія Ломоносова, “відречення” Галілея і ін.).

Актуальними є приклади з життя вітчизняних вчених. Самі розповіді про те, який великий внесок в розвиток світової науки зробили вітчизняні вчені, безперечно буде сприяти розвиненню в школярів почуття національної гідності. Питання історії розвитку української фізики висвітлені в роботах Г.К.Кордуна, Ю.А.Храмова, О.Янковського, О.Біланюка. В них можна знайти дані про життя та наукову діяльність видатних та маловідомих українських вчених: Ю.Дрогобича, З.Скари, Ф.Прокоповича, М.Пильчика, І.Пулюя, Ю.Кондратюка (О.Шаргея), Г.Лангемака, Нобелівського лауреата І.Тамма, В.Челомея та ін.

Потрібно створити в учнів вірне уявлення про характер наукової діяльності, показавши, що це – праця, до того ж дуже нелегка. Ознайомлюючи учнів з тим, як думали, як шукали істину кращі представники науки, ми повинні озброїти учнів хоча б деякими елементами наукового мислення. Біографічний матеріал в зв’язку з цим повинен навчати учнів науковому підходу до вирішення повсякденних проблем. Це означає, що в біографію вченого треба включити не лише відомості про те, що він зробив і який його внесок в науку, але і те, що його змусило звернутися до цієї проблеми, чому він вибрав саме таке її вирішення, чому він думав так, а не інакше.

Образ вченого стає яскравішим і притягуючим не через величні слова на його адресу ( тим більше, що людство вже витратило весь свій запас метафор та епітетів щодо таких людей, як І.Ньютон чи А.Ейнштейн), а через глибини його думок і величі духу.

Звичайно, слід повідомити, наприклад, відому епітафію на могилі Ньютона, бо, дійсно, “нехай смерті радіють, що існувала така прикраса роду людського”, але велич Ньютона буде відчутною тоді, коли буде продемонстровано, що було в механіці та оптиці до Ньютона і якими вони стали після нього.

Як і взагалі в навчанні, говорячи про вчених, потрібно бути переконливим. Тому перелік особистих рис вченого сам по собі мало що дає. Кращий спосіб познайомити учнів з образом вченого – це читання його висловів про науку, про людей, про життя, про себе. Нехай учні над ними подумають.

Звичайно, кожний вчений - своє рідна особистість і має неповторну індивідуальність, розкрити яку дуже важливо. Але в духовному образі видатних вчених є дещо загальне, об’єднуюче їх і найбільш повчальне для молодого покоління. Розкриваючи це загальне під час ознайомлення школярів з біографічними відомостями, ми поступово формуємо в свідомості учнів узагальнений образ, свого роду “колективний портрет” вченого-фізика.

Під час викладу історичних питань слід також керуватися такими положеннями:

1.               Відкриття у фізиці і винаходи в техніці слід співставляти з іншими подіями всесвітньої та вітчизняної історії.
2.               Для цих співставлень можна використовувати знання учнів по вітчизняній та всесвітній історії. Хронологічні дати потрібно давати не лише від прийнятої ери, але і вказувати період часу, що минув з тих пір. Так, наприклад, говорячи про відкриття закону Архімеда, потрібно не лише вказувати, що Архімед жив з 287 до 212 р. до н.е., але і вказувати, що жив він приблизно ( 250 + 2001), чи більше 2200 років тому.
3.               Підвищенню інтересу учнів та пожвавленню викладу допомагають також зачитування уривків з першоджерел.
4.               Слід враховувати особливу цінність демонстрації фотографій та малюнків історичних пам’яток та документів. Ці демонстрації в значній мірі допомагають учням отримати уявлення про історичну епоху та умови життя та роботи вчених.
5.               Історичний елемент повинен знайти особливо велике місце у позакласній роботі та в читанні учнів. Учні можуть на заняттях гуртка підготувати розповідь про вченого, перемалювати його портрет чи зробити про нього плакат(стенд) для фізичного кабінету. В окремих випадках можна наукові події представити на сцені, драматизувати їх.
6.               Для ефективності застосування історичного матеріалу він повинен чітко відповідати навчальній програмі.

 

 

ВИСНОВОК

На основі поданого матеріалу можна зробити висновок, що в умовах оновлення змісту і структури сучасної освіти проблема розвитку творчих здібностей учнів набуває нове звучання і вимагає подальшого осмислення. Наш час – час змін.

 Кажучи про розвиток творчих здібностей школярів, визначальним чинником є особові характеристики учнів, які в рамках освітнього процесу, побудованого на основі зовнішньої сфери взаємодії особистості, можуть підривати будь-які спроби для побудови цілеспрямованого процесу розвитку цих здібностей.

Кажучи про історизм окремо, потрібно додати,що вчитель, забувши про тягар перевантаження, захотів розмовляти з учнями про те, як людина пізнавала природу, як думали, як шукали істину кращі представники фізичної науки, якими вони були. Звичайно, учня не запитають на екзамені про те, якою людиною був, наприклад, П.Н.Лебедєв. Але хто знає, що корисніше для учня: знати всі тонкощі постановки дослідів по вимірюванню тиску світла П.Н.Лебедєвим чи замислитись над тим, як жила, як думала, як робила ця людина?

Можливо, дізнавшись про особистості тих, ким пишається фізична наука, учень захоче краще зрозуміти ( і зуміє зрозуміти) суть науки? А можливо, дізнавшись про те, якими людьми були основоположники фізичної науки, учень зуміє зрозуміти саме життя і своє місце в ньому, зрозуміє, що є добро і зло, в чому істинні цінності життя? Адже не заради лише знань ми навчаємо учнів. Не менш, а можливо, і більш важливо сформулювати в кожній дитині кращі людські риси, які визначають образ гідної людини суспільства.

Хочеться побажати всім колегам-педагогам успіху в нелегкій праці залучення школярів до драми ідей, що розгортається на арені історичного процесу розвитку фізики. Залучення до історії науки збагачує інтелект і духовний світ наших учнів. А головну “методичну рекомендацію”, що забезпечує успіх в цій справі, можна сформулювати словами Л.Д.Ландау : “ Головне робіть все з захопленням; це дуже прикрашає життя.”

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.                    Выдающиеся физики мира. / под ред. Кузнецова Б.Г. – М.: Типография библиотеки им. В.И.Ленина, 1958. – 435с.
2.                    Дж. Уокер. Физический фейерверк. – М.: Мир, 1989. – 298с.
3.                    Дуков В.М. Исторические обзоры в курсе физики средней школы. – М.: Просвещение, 1983. – 160с.
4.                    Иоффе А.Ф. О физике и физиках: статьи, выступления, письма. / (вступ. статья В.Я.Френкеля, с. 10 – 25). – Л.: Наука. Ленингр. отделение, 1985. – 544с.
5.                    Коршак Є.В. та ін. Фізика: 9 клас. – Ірпінь: Перун, 2000. – 232с.
6.                    Кудрявцев П.С. История физики и техники. – М.: Учпедгиз, 1960. – 507с.
7.                    Інтернет ресурси : http://disser.com.ua/contents/2041.html

                                          http://klasnaocinka.com.ua/ru/article/rozvitok-mobilnosti-pedagoga-cherez-interdistsipli.html

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДОДАТОК

УРОК №1

Тема.  

Зародження і розвиток фізики як науки

Мета уроку:  дати учням уявлення про зародження і розвиток фізики як науки.

Тип уроку:  урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Демонстрації 10 хв: 1. Слайди з історії розвитку фізики (Аристотель, Архімед, Демокрит, Піфагор, Галілей та ін.).

                                   2. Відеофрагмент «Життя Галілея»

Вивчення нового матеріалу 30 хв: 1. Передумови розвитку науки.

                                                            2. Зародження і розвиток фізики як науки.

                                                            3. Роль фізичного знання в житті людини й розвитку суспільства

Закріплення вивченого матеріалу 5 хв  Контрольні запитання

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1.  Передумови розвитку науки

Розвиток  науки  був  складовою  загального  процесу  інтелектуального розвитку людського розуму і становлення людської цивілізації. Не можна розглядати розвиток науки відокремлено від процесів  розвитку  мови,  писемності,  лічби,  мистецтва,  формування світогляду та виникнення філософії.Накопичення  знань  відбувається  в  процесі  розвитку  цивілізацій;  усім  відомі  досягнення  давніх  цивілізацій  (єгипетської,  ме-сопотамської та ін.) у галузях астрономії, математики, медицини.Першою й головною причиною виникнення науки є формування  суб’єктно-об’єктних  відносин  між  людиною  і  природою,  між людиною й навколишнім середовищем. Уже в епоху палеоліту людина  створює  перші  знаряддя  праці  з  каменю  й  кістки  —  сокиру, ніж,  скребло,  спис,  лук,  стріли,  починає  використовувати  вогонь і будує примітивні житла. В епоху мезоліту людина плете сітки, будує човни, займається обробкою дерева. У період неоліту (до ІІІ тис. до н. е.) людина розвиває гончарне ремесло, освоює землеробство, займається  виготовленням  глиняного  посуду,  використовує  мотику,  серп,  веретено,  глиняні,  рублені,  пальові  будівлі,  опановує метали. Тоді ж починає використовувати тварин як тяглову силу,винаходить  колісні  візки,  гончарне  колесо,  вітрильник,  міхи.  До початку І тис. до н. е. з’являються знаряддя праці із заліза.Другою причиною формування науки є ускладнення пізнавальної діяльності людини: освоєння різних видів перетворювальної діяльності, глибокі зміни в структурі психіки.Історія фізики тісно пов’язана з історією суспільства, оскільки фізика, як і будь-яка наука, є важливою складовою культури, а науковий  розвиток,  безумовно,  визначається  розвитком  цивілізації в цілому. При цьому розвиток фізики значною мірою залежить від рівня  останньої  і  зумовлює  розвиток  продуктивних  сил  суспільства. Отже, рівень фізичних знань визначається розвитком як матеріальної культури, так і загальної — духовної — культури.

2.  Зародження і розвиток фізики як науки

 Дослідивши  ланцюжок  розвитку  фізики,  учені  з’ясували,  що своїм  корінням  фізика  сягає  часів  Давньої  Греції.  Виявляється, саме стародавні греки, спростувавши теорію тотального контролю богів, намагалися пояснити природні явища науковим шляхом.«Фізика»  —  так  назвав  першу  відому  нам  наукову  працю  про природні  явища  давньогрецький  учений  Аристотель,  який  жив у IV ст. до н. е. Цей фундаментальний трактат, що заклав підвалини фізики як науки, складається з восьми книг. Уперше фізика розглядається не як учення про природу, а як наука про рух, категорія якого передбачає час, простір і місце.У  своїх  фізичних  трактатах  Аристотель  пропонує  універсаль-ну  схему  чотирьох  причин,  що  відіграють  важливу  роль  у  фізиці: формальна причина (що це?), матеріальна причина (з чого склада-ється?), рушійна причина (звідки походить?), цільова причина (за-ради чого існує?).Книга  Аристотеля  служила  основним  «підручником  фізики» впродовж майже двох тисячоліть.Наступний  вирішальний  крок  у  розвитку  фізики  зробив  видатний італійський учений Галілео Галілей (1564–1642). Його вважають  основоположником  фізики  в  її  сучасному  розумінні  —  як дослідної  (експериментальної)  науки.  Галілей  дослідним  шляхом спростував деякі важливі положення Аристотеля. 

Фізика  досліджує  механічні,  теплові,  електромагнітні,  світлові  явища,  а  також  будову  речовини. Завданням  фізики,  як і інших наук, є пошук законів, за допомогою яких можна пояснювати та прогнозувати широке коло явищ.

3.  Роль фізичного знання в житті людини й розвитку суспільства

Навчившись  прогнозувати  фізичні  явища  й  керувати  ними, людина стала «велетнем»: вона створила двигуни, у мільйони разів потужніші  за  людські  руки,  комп’ютери,  які  розширили  можливості науки, техніки й мистецтва, об’єднала всіх жителів Землі надійними системами зв’язку.Відбулися глибокі, якісні зміни в багатьох галузях науки й техніки, пов’язані з важливими відкриттями в галузі фундаментальної  фізики.  Відкриття  радіоактивності,  електромагнітних  хвиль, ультразвуку,  реактивного  руху  тощо  сприяли  тому,  що  людина, застосовуючи  ці  знання,  просунула  розвиток  техніки  далеко  вперед.  Людина  навчилася  передавати  на  відстань  не  лише  звук,  але й  зображення.  Людина  вийшла  в  космос,  висадилася  на  Місяці, побачила  його  зворотний  бік.  За  допомогою  унікальних  оптичних приладів  можна  дізнатися,  з  якої  речовини  складаються  далекі планети.  Отримані  дані  коли-небудь  дозволять  людині  зробити нові надзвичайні відкриття, що приведуть до подальших досягнень у  науці  й  техніці.  Наука  стала  безпосередньою  продуктивною  силою.Однак справа не лише в «практичній» цінності фізики: знання фізики необхідне кожному з нас, щоб задовольнити природну ціка-вість у розумінні навколишнього світу.Фізичні  знання  і  методи  народжують  нові  науки,  наприклад, біофізику, геофізику, астрофізику.

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

 1.  Назвіть імена відомих вам учених-фізиків. У якій галузі фізики вони працювали?

2.  Наведіть  приклади  використання  знань  фізики  для  створення предметів побуту, що оточують вас.

3.  Для створення яких технічних пристроїв були використані фізичні відкриття?

Про що ми дізналися на уроці 

-видатні  люди  сучасності,  винахідники  й  учені.  Незважаючи на те що вони були дуже різними за характером і поведінкою, усіх  їх  об’єднувало  одне:  вони  були  універсальними  людьми. Людьми,  які  мали  унікальний  дар  або  талант,  що  проявлявся не лише у сфері їх діяльності, але й у повсякденному житті. 

-сучасну  фізику  створювало  багато  поколінь  учених.  Це  були найрізноманітніші  люди:  заможні  й  бідні,  високопоставлені й пересічні громадяни. Комусь із них відкриття принесли славу й визнання ще за життя, а хтось так і пішов із життя, не побачивши,  як  майбутні  покоління  використовують  його  праці. Дехто з них до кінця життя вірив, що відкриті ним закони принесуть  людям  користь,  а  хтось  був  гірко  розчарований.  Однак їх усіх єднають із сучасними вченими інтерес, жага знань, надзвичайне терпіння і працьовитість.

Домашнє завдання

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УРОК №2

Тема уроку.

Електричний струм та відкриття великих вчених в цьому розділі фізики

Мета уроку.

Навчальна – формування знань і вмінь учнів по сприйняттю наукової лексики на англійській мові, вміння працювати з науковою і технічною термінологією із словником і без нього, продовжувати розвивати навички читання та говоріння на англійській мові, повторити граматичний матеріал(Passive voice); формування знань і вмінь учнів по застосуванні законів Ома та Джоуля – Ленца; об'єднати знання з англійської мови та фізики.

Виховна – уміння акуратно працювати зі словниками та довідниками, вести записи в зошиті.

Розвиваюча –розвиток загальних знань і цілісного уявлення про фізичні явища; розвиток отриманих на уроках знань при інтегрованому підході при вивченні різних предметів.

Тип уроку. Систематизація та узагальнення знань, умінь та навичок.

 Обладнання:

-               портрети Г. Ома, Д.Джоуля, Е.Ленца.

-               мультимедійний проектор

-               таблиця з технічними термінами на англійській мові

-               англо – українські словники, довідники з фізики

-               таблиця по граматиці англійської мови( Passive voice)

Хід уроку.

1. I. Підготовка учнів до початку роботи.

Вчителі фізики та англійської мови вітають учнів.

1.Вступне слово вчителя фізики.

Добрий день, розумні учні. Сьогодні у нас незвичайний інтегрований урок, на якому поєднуються відразу два предмета – фізика та англійська мова.

На уроці ми повторимо, перевіримо і систематизуємо знання і вміння з розділу фізики "Електричні явища".

2.Вступне слово вчителя англійської мови.

Good morning students! I am glad to see you again The topic of our today’s lesson is “Electric current and the discoveries of great scientists in this field of science .We are going to speak about great scientific discoveries. We’ll also speak about great scientists as Georg Ohm, Emilie Lenz and James Joule. The stories of their lives are interesting and exciting .You’ll also come across some scientific term and special words which will enlarge your knowledge in English and Physics as well. We’ll also revise English grammar.

But before we start I want to give you a short information about science and scientists. Great discoveries made centuries ago continue to play an important role in the life of people. It is difficult to imagine our life without discoveries and inventions of Newton, Einstein, Faraday and many others who made discoveries in the field of physics, chemistry and different technical sciences. Everything has been done to make our life happier and more comfortable.

 

II.Оголошення теми та очікуваних результатів.

Учитель фізики. Тема сьогоднішнього уроку:

«Електричний струм та відкриття великих вчених у цьому розділі фізики».

Після цього уроку  ви зможете :

-                           раціонально використовувати час при роботі з науковою й технічною літературою;

-                           застосовувати знання з електрики в побуті;

-                           підвищити свій рівень знань з граматичної теми( Passive voice).

ІІІ. Актуалізація знань.

1)Мозковий штурм.

Brain storming.

What is your attitude towards science ? Do you think science play s an important role in the life of people ?

P.1. I think science is important for most people living in the modern world .It is important for world peace and understanding.

P. 2. I believe science is important because it studies the Universe and how to use its possibilities for the benefit of men.

P.3. The study of science also provides people with knowledge of the natural world. and the study of the natural world may help improve life for many people all over the world

P.4. Science is also important for everyone who is affected by modern technology. Many of the things that make our lives easier and better are the results of advances in technology. Such examples include washing machines, dishwashers, microwaves and in the office there are computers, emails etc…

2)  Робота на англійській мові з науковою лексикою.

На екрані слайди ( Passive voice).

Electric current / discover / Michael Faraday.

The electric light bulb / invent / Thomas Edison.

The first computer /develop /in 1848 in Britain.

The dishwasher / design / Mrs W. A. Cockran.

Television / invent /1926.

The arc lamp / invent /Yablochkov in 1876.

Lamps using glowing wires / make / as early as 1845 but they didn’t work well because all known wires burned they got white-hot.

The unit for measuring the strength of a current /name /In honour of the great physicist Amper.

The unit for measuring voltage of a current/ name/ in honour of the great physicist Volt.

The unit for measuring the resistance of a current / name/ in honour of the great physicist Ohm.

Olm’s Law /discover/ in 1826.

3)Робота з науковою й технічною термінологією:

(вчитель фізики задає питання, учні відповідають спочатку на українській мові, а потім перекладають на англійську)

• які ви знаєте основні фізичні величини, що використовуються у законах електрики?(напруга, сила струму, опір) ( Voltage, Current , Resistance)
•  сформулюйте і запишіть закон Ома для ділянки кола; (Сила струму прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна опору провідника:  ) (The magnitude of the current in a galvanic circuit is directly proportional to the sum of all tensions and indirectly to the total reduced length of the circuit.);
• сформулюйте і запишіть закон Джоуля-Ленца. (Кількість теплоти, яка виділяється внаслідок проходження струму по  провіднику, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника та часу протікання струму: The amount of heat released during the passage of electric current is directly proportional to the square of the strength of the current conductor resistance and time.

IV. Узагальнення і систематизація.

Учням пропонуються задачі на англійській мові. Вони їх перекладають за допомогою технічного словника (див. додаток) і розв`язують.

Розв’язування задач

Задача 1

What length of the aluminium dart (wire) should it be if the area of the cross section of which is 0,1 mm² and the voltage is 70 mlB and the strength of current in it is 5 mlA

Якої довжини необхідно взяти алюмінієву дротину площею поперечного перерізу 0,1 мм², щоб при напрузі 70 мВ сила струму в ній дорівнювала 5 мА?

Задача 2

The electric heater has the nickel chrome spiral and the area of the cross section of it is 2,2 mm² and the length is 11 m. It is connected to the circuit with the voltage of 220 B. Determine the quantity of heat  the electric heater will give for 4 hours

Електрокамін, що має спіраль з ніхромового дроту з площею поперечного перерізу 2,2 мм² і  завдовжки 11 м, під'єднано до мережі з напругою 220 В. Визначити кількість теплоти, виділену за 4 години роботи.

V.Рефлексія.

Учителі коментують роботу учнів, їхнє уміння працювати з науковим матеріалом, застосовувати закони електрики при розв’язуванні задач, аналізувати, робити висновки, оцінюють учнів.

Учитель фізики.

Чи досягли ми з вами поставленої мети?

Що на сьогоднішньому уроці вам сподобалося найбільше? Чому?

Що сподобалося менше? Чому?

Підсумкове слово вчителів.

Учитель фізики. Ви розширили свій науково – технічний кругозір, повторили закони електрики і їх практичні застосування побачили можливості розширення фізичних знань, маючи глибокі знання з іноземної мови. Ви коротко ознайомилися з життям і діяльністю великих вчених, навчились користуватися науково-технічною літературою на англійській мові, розвили навички користування словниками, які містять технічну термінологію.

 VI. Домашнє завдання

Тема:

«Розвиток науки у другій половині XX -на початку XXI століття. Роль науки у розв'язанні глобальних проблем сучасності. Проблеми розвитку ядерної енергетики. Чорнобильська катастрофа та ліквідація її наслідків»

Предмет:фізика, історія України

Мета. Навчальна: охарактеризувати основні тенденції розвитку науки і техніки в другій половині XX - на початку XXI ст.; розширити та закріпити знання учнів про основні досягнення науки і техніки та їх прикладне значення, сформувати уявлення про видатних науковців, їх внесок у розвиток вітчизняної і світової науки; показати вплив науки на повсякденне життя людей; показати переваги й недоліки атомних електростанцій. Розвиваюча: формувати вміння учнів працювати з додатковою літературою, узагальнювати, робити аргументовані висновки. Виховна: виховувати в учнів відповідальне ставлення до навчання, інтерес до інтелектуальної праці, до наукових та культурних надбань людства, почуття патріотизму та національної гордості на прикладах видатних українців - представників вітчизняної та світової науки.

ХІД УРОКУ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ.

На сьогоднішньому уроці ми дізнаємось про основні тенденції розвитку сучасної науки, про найважливіші досягнення та відкриття в різних галузях науки та про вплив наукових досягнень на повсякденне життя людей.

На дошці закріпити таблицю «Основні тенденції розвитку сучасної науки»:

- Розвиток теоретичної та прикладної фізики;

- Наукові досягнення в медичній науці;

- Досягнення в галузі математики та обчислювальної техніки;

- Посилення прикладного характеру хімії та біології;

- Значне зростання ролі екологічної науки в житті та діяльності людини.

Ці тенденції ми будемо розглядати протягом уроку.

Вчитель фізики. В 50-60-х роках минулого століття розпочалося масове використання обчислювальної техніки, освоєння космічного простору, використання ядерної енергії в військовій техніці, енергетиці.

XX століття і дотепер називають космічним віком, віком мікроелектроніки, атомним віком.

Вчитель історії. Яскравим показником визначних наукових досягнень у другій половині XX ст. є успіхи у дослідженні і освоєнні космосу.

Учень. Костянтин Едуардович Ціолковський - російський вчений, першим оцінив можливості реактивних двигунів для польотів у космос.

Юрій Кондратюк (справжнє ім'я Олександр Шаргей) - український учений, розробив теоретичні й практичні основи сучасної космонавтики. Праці цих вчених започаткували великі космічні програми в США, СРСР та інших країнах світу. Сергій Павлович Корольов - радянський вчений, конструктор ракетно-космічних систем, керівник перших космічних програм. Мстислав Всеволодович Келдиш - президент Академії наук СРСР, теоретик космічних польотів.

Саме завдяки їхній творчій праці розвивались наукові, інженерні і організаційні основи практичної космонавтики. Юрій Олексійович Гагарін - радянський льотчик-космонавт, першим у світі здійснив орбітальний політ на космічному кораблі «Восток» - 12 квітня 1961 року. Саме 12 квітня ми щорічно відзначаємо Всесвітній День авіації і космонавтики. Олексій Леонов вперше вийшов у відкритий космос в березні 1965 р. 20 липня 1969 року американські астронавти (так називають в СІЛА космонавтів) Армстронг та Олдрін висадилися на Місяці.

Леонід Каденюк — перший льотчик-космонавт незалежної України, здійснював спільний політ у складі міжнародного космічного екіпажу на кораблі «Шаттл».

Учитель фізики. А що дізналися ви про космічну техніку?

Учитель фізики. Варто відзначити, що Україна також долучилася до розвитку космічної техніки.

Славетні імена Миколи Кибальчича, Юрія Кондратюка, Сергія Корольова завжди будуть зірками першої величини на космічному небосхилі. Є відомості, що Ціолковський, Ягель також мають українське коріння.

Нині українські ракети-носії, виготовлені на Південному машинобудівному заводі (м. Дніпропетровськ) широко використовуються багатьма країнами для запуску своїх супутників. Завдяки цьому наша держава впевнено посідає місце в першій п'ятірці «космічних» держав світу. Говорячи про прогресивні сторони розвитку космонавтики, не можна не зупинитись на негативних моментах впливу її на навколишнє середовище.

При польотах космічних ракет в атмосферу викидається величезна кількість продуктів згоряння ракетного палива, його випарів, які є досить отруйними. Навколоземний простір засмічується механічними частинами космічних кораблів, які відпрацювали свій ресурс, або потерпіли аварію з певних причин. Руйнуються також озонний та іонний шари атмосфери, що призводить до збільшення інтенсивності опромінення поверхні Землі космічним випромінюванням. Це призводить до зниження імунітету у людей, збільшення кількості захворювань на різні види раку та інші хвороби.

Лікарі не рекомендують влітку під спекотним сонцем тривалий час загоряти, взагалі перебувати на сонці.

Учитель історії. Називаючи XX століття атомним віком, варто дещо згадати з історії атома. .

Учень. Атом - будівельний матеріал природи, що складається переважно з порожнього простору. Центр атома - протони й нейтрони, які утворюють ядро, де зосереджена більша частина маси атома. Решта об'єму - простір і крихітні електрони, які кружляють довкола ядра.

Не всі атоми однакові. Різниця - в кількості протонів і нейтронів, що утворюють ядро.

Ще до кінця XIX століття серед фізиків панувала теорія, що маса й енергія - окремі закриті системи, причому ні маса ні енергія не можуть бути створені чи зруйновані. Але у 1905 р. Альберт Ейнштейн опублікував свої погляди на питання. Він висунув думку, що маса й енергія пов'язані між собою. Енергію можна створити, речовину - зруйнувати. Утворена кількість енергії дорівнює кількості втраченої маси, помноженої на квадрат швидкості світла у вакуумі.

А вже у 1938 р. фізики встановили: коли атоми урану-238 бомбардувати нейтронами, то їхні ядра внаслідок удару розщеплюються, вивільняючи при цьому енергію.

Надалі було відкрито ланцюгову реакцію поділу ядер урану.

Вже в 1939 р. в Німеччині, а згодом і в СІЛА розпочались роботи по створенню ядерної бомби.

6 липня 1945 р. в пустелі штату Нью-Мехіко випробувано першу атомну бомбу, а в серпні 1945 р. таку зброю вперше було застосовано проти населення в японських містах Хіросіма і Нагасакі.

2-й учень. Після закінчення Другої світової війни постало питання, як атом можна використати для мирних потреб.

Починаючи з перших повоєнних років у США та СРСР почали розроблятись ряд програм використання атомної енергії в мирних цілях. Створено ряд ядерних реакторів — пристроїв, в яких здійснюється керована ядерна реакція.

Учитель фізики. В чому ж переваги атомних електростанцій?

Учень.АЕС мають переваги:

- ядерні реактори не споживають дефіцитного органічного палива й не завантажують перевезеннями транспорт;

- для роботи АЕС не потрібна дуже велика кількість палива;

- АЕС не споживають атмосферного кисню і не засмічують середовище золою та іншими продуктами згоряння;

- АЕС не потребують створення великих водоймищ, які займають чималі площі родючих земель.

Учитель фізики. Чи може хто додати ще щось?

Учень.Під час використання енергії ядер у мирних цілях виникають інші проблеми:

- необхідно захищати людей, що обслуговують енергетичні установки;

- під час роботи реактора в його активній зоні накопичується величезна кількість штучних радіоактивних речовин, існує загроза викидів при аваріях, радіаційного забруднення значних територій, опромінення обслуговуючого персоналу та населення;

- з'являються ядерні відходи, радіоактивність яких дуже висока. Деякі складові відходів мають період піврозпаду більший 25000 років, тому вони несуть велику небезпеку для довкілля; захоронения і утилізація їх вимагають чималих затрат.

Рефлексія.

Учитель фізики.

Чи досягли ми з вами поставленої мети?

Що на сьогоднішньому уроці вам сподобалося найбільше? Чому?

Що сподобалося менше? Чому?

Підсумкове слово вчителів.

Домашнє завдання