Конунальний заклад "Костянтинівський ліцей"

Сахновщинської селищної ради

Красноградського району

Харківської області

 

 

 

 

 

 

 

Урок з фізики для 7 класу

 «Наукові методи вивчення природи. Внесок українських учених у розвиток фізики»

 

 

 

                                         Підготувала:

                                                                  вчитель фізики та астрономії

Штафун Анастасія Миколаївна

 

 

2024

ФІЗИКА 7 КЛАС

 (ФIЗИКА. 7–9 класи. Навчальна програма для загальноосвітніх навчальних закладів. Наказ МОН від 07.06.2017 № 804)

Урок

Тема уроку: Наукові методи вивчення природи. Внесок українських учених у розвиток фізики.

Мета уроку:

навчальна:

розвивальна:

                      розвивати пізнавальні інтереси та інтелектуальні здібності учнів;

                      формувати в учнів вміння користуватися науково-популярною літературою;

виховна:

                      виховати працелюбність, точність і чіткість при відповідях  та навчити дітей  «бачити» фізику навколо себе;

                      формуванню національної свідомості, гідності учня, вихованню поваги й любові до рідної землі й українських традицій.

                      потяг до наукової творчості, виховання патріотичної свідомості.

 

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу

Наочність і обладнання: підручник, комп'ютер.

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

1.  Привітання з класом.

2. Перевірка присутніх на уроці.

3. Перевірка домашнього завдання.

IІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

1. Провести бесіду за матеріалом § 2

Бесіда за питаннями

1. Як називають частинки, з яких складаються речовини?

2. Скільки видів атомів відомо науці?

3. Чим пояснюється той факт, що існують мільйони різних речовин?

4. Що ви знаєте про розмір атомів і молекул?

5. Як можна довести, що між частинками речовини існують проміжки?

6. Що називають тепловим рухом?

7. Дайте означення дифузії. Наведіть приклади дифузії.

8. Чому тверді тіла та рідини не розпадаються на окремі частинки?

9. За якої умови взаємодія між молекулами стає помітною?

2. Перевірити виконання вправи № 2: завдання 1-3.

IІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Кожен із вас щоденно досліджує навколишній світ і одержує нові знання. Наприклад, ви самостійно і вже давно встановили, що ложка, якщо її випустити з рук, обов’язково падає вниз, полум’я багаття піднімається вгору, сонячні промені нагрівають землю, а крижинка холодить долоню. А як проводять наукові дослідження вчені? Як вони одержують нові знання?

Основні методи здобуття нових знань — експериментальний і теоретичний.

А як проводять наукові дослідження вчені? Як вони одержують нові знання?

Фізичне дослідження – це цілеспрямоване отримання нових знань про фізичні тіла або явища. (Додаток 1)

Зазвичай фізичне дослідження починається зі спостереження.

Спостереження – це коли дослідник спостерігає за явищем, не втручаючись у його перебіг.

Якщо результати спостережень повторюються, то дослідник на основі отриманих даних робить висновки.

Наприклад,  у  ході  спостережень  можна  встановити,  що  кожної  зими  вода  в  річках,  ставках  і  озерах  нашої  країни  вкривається  кригою.

На  основі  зазначеного  результату  спостережень  можна  зробити  висновок:  унаслідок сильного охолодження (до мінусової температури) вода в річках, ставках і озерах перетворюється на лід.

Спостерігаючи рухи зірок, Сонця, Місяця і планет, стародавні вчені дійшли висновку, що центром Всесвіту є Земля, навколо якої обертаються всі інші небесні тіла.

На підставі спостережень не завжди можна зробити правильні висновки. Лише через багато століть було з’ясовано, що будова Всесвіту інша.

Щоб не робити подібних хибних висновків, учені проводять експерименти (досліди).

Експеримент (дослід) – це дослідження фізичного явища в умовах, які перебувають під контролем науковця.

Експерименти зазвичай супроводжуються вимірюваннями.

Коли науковці проводять серію експериментів, спрямованих на вивчення певного фізичного явища, йдеться про експериментальне дослідження.

2. Основні етапи фізичних досліджень

(Додаток 2

https://probapera.org/content/users/images/3/d2fb0550e38646720001b5c43d4938d4.jpg )

Основні етапи фізичних досліджень:

Спостереження явища. Наприклад, дослідник спостерігає за станом води в річках й озерах взимку та аналізує побачене під час спостереження.

Гіпотеза. Гіпотеза – певне припущення, пов’язане з досліджуваним явищем. Наприклад, дослідник висуває гіпотезу: після охолодження до температури, нижчої від нуля, вода завжди (не тільки в річках та озерах і не тільки взимку) перетворюється на лід.

 Що потрібно зробити, щоб підтвердити або спростувати дану гіпотезу?

Потрібно провести експеримент, за допомогою якого перевірити гіпотезу.

Який експеримент ви можете здійснити, щоб перевірити гіпотезу про умови перетворення води на лід?

Експеримент. Помістивши воду в аналогічні умови, але контрольовані, маємо можливість перевірити гіпотезу щодо перетворення води на лід. Наприклад, воду можна помістити, у морозильну камеру холодильника, всередині якої температура нижча за 0 ℃. Справді, через деякий час вода в камері перетвориться на лід.

Нове знання. Завдяки гіпотезі та її експериментальній перевірці дослідник отримує нове знання. Ми теж отримали нове знання: за температури, нижчої, ніж 0 °С, вода завжди перетворюється на лід (цей висновок справджується для води за нормального атмосферного тиску – передбачається, що експеримент проведено саме за цієї умови).

3. Фізична модель

Явище кочення скляної кулі супроводжується механічними, тепловими, електромагнітними, світловими явищами.

Чи слід ураховувати всі ці явища, визначаючи, наприклад, час кочення кулі?

На  кочення  скляної  кулі  не  впливають  заломлення  світла в кулі,  зміна  температури  кулі,  а  також  незначна  деформація  кулі.  Тому  під час дослідження кочення кулі можна враховувати тільки її масу, форму та розміри.

Перед тим, як проводити теоретичне дослідження певного явища фізики спочатку визначають невелику кількість основних властивостей досліджуваного тіла, які суттєво впливають на хід явища. Далі створюють фізичну модель.

Фізична модель – спрощений аналог досліджуваного тіла, що має тільки деякі властивості.

Якщо потрібно дізнатися про явище більше, ускладнюють модель, додаючи певні властивості.

4. Українські фізики

У «спорудження будівлі» сучасної фізики зробили свій внесок учені, чиї імена пов’язані з Україною. Згадаємо XIX століття яке дало велику низку славних дослідників науки: Іван Земанчик, Михайло Остроградський, Михайло Авенаріус (заснував у Києвському університеті Святого Володимира першу в Україні лабораторію експериментальної фізики).  

Важливим моментом в історії української науки є діяльність у Львові Наукового товариства ім. Т. Шевченка (НТШ), яке за 45 років свого існування видало більше 120 томів "Записок" та більше сотні інших видань. Членами  НТШ у секції  математично-природописно-лікарської було обрано у 1899р. 10 вчених, серед яких Петро Огоновський – автор першого підручника з фізики українською мовою (м. Львів). Про високий науковий рівень НТШ свідчить те, що дійсними його членами були М. Планк, А. Йоффе, А. Ейнштайн.

Видатний український вчений - фізик Іван Пулюй (додаток 3 https://www.nta.ua/wp-content/uploads/2021/05/ivan_puluj.jpg) досліджував  природу катодних та х-променів, розробник газорозрядних ламп, мав великі досягнення в області теоретичної та практичної електротехніки. І.Пулюй  був щирим патріотом України.

Своєю науковою і технічною діяльністю Іван Пулюй заслужив широке міжнародне визнання. Однак, до недавнього часу залишався майже невідомим в Україні, на рідній Батьківщині, для кращого майбутнього якої невтомно працював поза її межами впродовж усього життя.
          Ще один вчений який славиться своєю  першою практичною  реалізацією електронної системи телебачення Борис Грабовський. (додаток 4 https://1.bp.blogspot.com/xiGzQzTkNVQ/YLya06_QNII/AAAAAAAAS2o/Vnru5hE0MvEeRgYQoJp3unILbNyktZWMACLcBGAsYHQ/s600/1593240624-862.jpg) Маловідомий автор дуже цікавих винаходів Борис Грабовський (1901-1966 рр.) – син видатного українського поета Павла Грабовського. Він розробив і здійснив на практиці першу в світі електронну систему телебачення (патент № 16733). Перша передача на цій основі відбулася в 1928 році. Тим часом за кордоном у 1924 році була випробовувана система механічного телебачення, яка і використовувалася спершу в СССР. Багато тогочасних “фахівців” вважали проект Грабовського безперспективним, хоч, як бачимо, життя довело протилежне. Йому належить і ряд інших винаходів – малолітражного гелікоптера, трикрилого планера, окулярів для орієнтування сліпих та аппарат для глухонімих, а також ряд інших.

А яка невтомна подвижницька діяльність українців за кордоном, яка дивовижна їхня доля."Нашого цвіту - по всьому світу", ще донедавна їх називали зрадниками батьківщини, хоча вони, можливо,  є більшими патріотами аніж ті, які з дня в день ходять по рідній землі, дихають своїм повітрям, але не цінують цього.

Одним з таких учених є  професор Зенон-Володимир Храпливий, (додаток 5 https://parafia.org.ua/wp-content/uploads/2016/08/47.jpg ) який на Тернопільщині. Він є автором українського гімназійного підручника "Нарис фізики", що було важливою подією в умовах катастрофічної нестачі українських підручників. Паралельно з педагогічною працею Храпливий займається наукою. У короткий час він пише дві праці: "Про від’ємні рівні в теорії Дірака" та "Про власний потенціал електрона у хвильовій механіці ", що стали основою його докторської дисертації.

Цікавою особистістю є Іван Фещенко-Чопівський (1884-1952) , (додаток 6 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/uk/f/f3/Feschenko-Chopivsky-Ivan.jpg) – учений і педагог, який народився на Житомирщині, блискуче закінчив Київський університет, де залишився працювати. У 1922 р. очолив кафедру металургійного відділу Гірничої академії в Кракові, що стала під його керівництвом науковим центром Європейського рівня. Він надрукував ряд праць, що стосуються в основному матеріалознавства, зокрема фундаментальну монографію “Металознавство” у трьох томах, був член-кореспондентом Польської академії наук. На його доробок і сьогодні посилаються автори вагомих публікацій у цій галузі, хоча з того часу технологія металів зробила значний крок уперед.

Професор І. Фещенко-Чопівський до кінця життя залишався вірним обов’язку вченого передавати свої знання молоді і не поривав зв’язків з педагогічною працею. Його ініціатива у створенні та співпраця у першому технічному українському журналі “Технічні вісті” – вагомий вклад у збагачення української технічної лексики .

Ще одним українським патріотом, що прославив Україну своїм дивовижним обдаруванням був.(додаток 7 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4b/Pilchikov_ND.jpg/220px-Pilchikov_ND.jpg) Ще навчаючись у Полтавській гімназії, М. Пильчиков захоплено займався експериментами та винаходами у галузі техніки, фізики і хімії. 1876 – студент фізично-хімічного відділення Харківського університету. 1878 – студент-другокурсник М. Пильчиков винайшов електричний фонавтограф, на кілька десятиріч випередивши зарубіжних дослідників.

З 1881-1887 рр. створює 18 наукових праць, винаходить і будує дев’ять власних фізичних та фізично-хімічних приладів, з-поміж яких рефрактометр для рідин здобув визнання в Російській імперії. У той період М. Пильчиков здійснив піонерську, за своїм значенням, роботу: спеціально дослідив район магнітних аномалій.

У 1894 р. М. Пильчиков працював у Новоросійському університеті. Саме тут перший в Україні і один із перших в Росії здійснив вдалі експерименти з Х-променями, відкривши низку ще не знаних їхніх властивостей.

У 1896 р. публікується відкриття: на основі застосування власного оптично-гальванічного методу дослідження електролізу вчений встановив можливість фіксувати зображення різних предметів та об’єктів, нарощування рельєфу на металевих пластинках за допомогою внутрішнього фотоефекту. 1988-1900 рр. – вперше в Україні здійснив експериментальні й теоретичні дослідження з радіоактивності, ставши одним із піонерів нового напрямку – ядерної фізики.

Український учений у галузі механіки Корольов Сергій Павлович (1907-1966) (додаток 8 https://kpi.ua/files/styles/story/public/images-story/korolov_0.jpg?itok=M3aoiFLJ ), конструктор ракетно-космічних систем. У 1966 році С.П.Корольова призначають Головним конструктором космічної техніки. Під його керівництвом була створена міжконтинентальна багатоступенева ракета, запущений перший у світі штучний супутник Землі, здійснено перший запуск людини в космос, вихід у відкритий космос, створено пілотовані космічні кораблі «Восток», а також здійснено польоти на Місяць та до планет Сонячної системи (Венери, Марс), реалізована посадка автоматичного апарату на поверхню Місяця.

С.П.Корольов глибоко вірив у велике майбутнє космонавтики. Він підкреслював: «Значення космонавтики настільки безмежне, наскільки безмежний Всесвіт». З 1933 року починає працювати в Реактивному дослідному інституті. За необґрунтованим обвинуваченням С.П.Корольова було в 1938 році репресовано. У 1940 році він повертається до дослідження проблем ракетної техніки.

Український фізик, академік НАН України з 1978 року Віктор Григорович Бар'яхтар, (додаток 9 https://kpi.ua/files/images-story/baryakhtar_0.jpg) був провідним ученим у галузі фізики магнітних явищ, його дослідження охопили майже всі ланки вчення про магнетизм і знайшли визнання у світовій науці. Змістовні дослідження проведені В.Г.Бар'яхтаром з фізикиметалів, фізики плазми, надпровідності.

Автор і співавтор понад 500 наукових праць, у тому числі 16 монографій з фізики і 5 монографій з проблем Чорнобильської катастрофи. Засновник і завідувач кафедри теоретичної радіофізики на радіофізичному факультеті Київського державного університету ім. Т.Г.Шевченка, засновник та перший директор Інституту магнетизму НАН та МОН України і декан фізико-математичного факультету Національного технічного університету. Віктор Григорович брав активну участь в роботі по ліквідації наслідків Чорнобильської катастрофи. Був головою Комітету з ядерної політики при Презентові України.

IV. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ.

1. Захар кидає в річку камінець так, щоб він відскочив декілька разів від поверхні води. Максим зацікавлено дивиться на це і рахує. Хто з дітей у цьому випадку здійснює експеримент, а хто – спостереження? Обґрунтуйте свою відповідь.

Захар здійснює експеримент, а Максим– спостереження.

2. Олесь і Надійка після уроків прийшли у лабораторію фізичного експерименту. Олесь підібрав різні мильні розчини і намагається з’ясувати, який із них краще підходить для утворення найбільших мильних бульбашок. Надійка дивиться на бульбашки як вони сяють на сонці.  Хто з дітей здійснює експеримент, а хто – спостереження? Обґрунтуйте свою відповідь.

Олесь здійснює експеримент, а Надійка – спостереження.

3. Наведіть приклади фізичних явищ, які ви можете спостерігати вдома, на вулиці, у класі. (учні самостійно наводять приклади фізичних явищ, які ви можете спостерігати вдома, на вулиці, у класі)

4. Наведіть приклади фізичних явищ, які ви можете експериментально дослідити у себе вдома. (учні самостійно наводять приклади фізичних явищ, які вони можуть експериментально дослідити у себе вдома)

5. Маючи різні м’ячі, ви досліджуєте, у якого з них буде найкраща дальність польоту. Які властивості м’ячів вам потрібно врахувати, а якими можна знехтувати, створюючи відповідну модель для розв’язання даної задачі. (учні самостійно наводять властивості автомобіля, які не враховуватимуть створюючи відповідну фізичну модель)

6. Визначте, який із наведених нижче уривків наукових текстів містить:

а) гіпотезу;	1. М’яч при ударі не змінює своєї форми та розмірів.
б) опис експериментального факту;	2.  Ймовірно, що ця речовина проводить електрику.
в) висновок теорії;	3. Спирт у посудині випарувався швидше води.
г) властивість фізичної моделі.	4. За нормальних умов вода закипає при температурі 100℃.

 

Відповіді: а – 2; б –3; в – 4; г –1.

7.Визначте, у яких твердженнях ідеться про гіпотезу, експеримент або спостереження.

1) Ваги показали, що стілець із дерева важчий, ніж із пластику. (експеримент)

2)Лаплас вважав комети обривками міжзоряних туманностей. (гіпотеза)

3)Олег помітив, що влітку рано-вранці над озером виникає туман. (спостереження)

4)Хімік Гарольд Урей припустив, що Місяць прилетів з іншої частини галактики. (гіпотеза)

5)Роберт Ендрюс Міллікенвизначив значення елементарного заряду з точністю до 1%. (експеримент)

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Що таке спостереження?

2. Наведіть приклади фізичних явищ, знання про які ви здобули в результаті власних спостережень.

3. Що таке експеримент?

4. Чим експеримент відрізняється від спостереження?

5. Якими є етапи отримання нових знань у ході фізичних досліджень?

6. Що таке фізична модель?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 3, Вправа № 3 (2-4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Використана література:

1. «Фізика 7» за редакцією В.Г. Бар’яхтара, С.О. Довгого. – Харків: Ранок, 2015. – 256 с.

2." Книга Українські фізики та астрономи. Посібник-довідник".- Тернопіль: Підручники і посібники  2009.- 352 с.

3. Бездробний Ю., Козирський В., Шендеровський В. Видатні українські вчені у світовій науці : Стислий довідник. – К. : ТОВ "Праймдрук", 2012. – 107 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дотатки

(Додаток 1)

(Додаток 2) Основні етапи фізичних досліджень

(Додаток 3) Іван Павлович Пулюй видатний український фізик

(Додаток 4) Борис Павлович Грабовський

(Додаток 5) Професор Зенон-Володимир Храпливий

(Додаток 6) Іван Фещенко-Чопівський (1884-1952)

(Додаток 7) Микола Пильчиков

(Додаток 8) Український учений у галузі механіки Корольов Сергій Павлович (1907-1966)

(Додаток 9) Український фізик, академік НАН України  Віктор Григорович Бар'яхтар