Урок "Фізика як природнича наука"

Про матеріал

Конспект уроку + презентація з фізики на тему "Фізика як природнича наука" для учнів 7 класу. Конспект виконаний згідно вимог та містить також конспект для учня.

Зміст архіву

Перегляд файлу

УРОК 1. ФІЗИКА ЯК ПРИРОДНИЧА НАУКА

Мета: формувати в учнів початкові уявлення про фізику як природничу науку, про зміст фізики, про фізичні тіла та явища, формувати інтерес до вивчення фізики, її методів, розширювати кругозір учнів, розкрити зв'язок фізики з повсякденим життям, технікою і виробництвом, познайомити учнів з творцями фізичної науки, внеском українських вчених у розвиток фізики.

Тип уроку: урок — подорож.

Обладнання та наочність: демонстрації прикладів фізичних явищ, портрети вчених.

ХІД УРОКУ

Організаційний етап

Отже, ви вже 6 років навчались у школі та багато чого знаєте. Тепер настав час познайомитися з «головною» наукою про природу —з фізикою. Що ж це за наука?

Актуалізація опорних знань та вмінь

Запитання для фронтального опитування:

Що таке природа?
Які науки про природу вам відомі? Що вони вивчають?

III. Вивчення нового матеріалу

Станція 1: Визначення фізики як науки.

«Наука не є й ніколи не буде завершеною книгою...»

А. Ейнштейн

З давніх часів людина спостерігала світ, що її оточував, намагалася зрозуміти зміни, які відбувалися в природі. Сонце давало людям тепло, а іноді приносило висушуючу згубну спеку, дощі давали живлячу вологу, а час від часу викликали жахливі повені. Незліченні біди несли урагани та землетруси. Не вміючи передбачити перебіг подій, люди списували все це на надприродні сили, добрі та злі. Так «з’явилися» боги та богині вогню, вітру, моря та родючості. Безпорадність завжди породжує жах і забобони. Однак поступово люди стали помічати, що зміни в природі (від розливів Нілу до сонячних і місячних затемнень) підкоряються певним закономірностям. А з часом люди навчилися розуміти дійсні причини природних явищ і певною мірою їх систематизувати. Так зародилися природничі науки.

Природа — це весь матеріальний світ: повітря, вода, земля, люди, рослини, тварини, планети, зорі. У природі відбуваються безперервні зміни. Природа — це весь матеріальний світ.

Як результат вивчення природи людиною виникла наука, що об’єднала всі наявні на той час знання. Цю науку називали по-різному, наприклад, натурфілософією. Потім внаслідок розширення та поглиблення наукових знань виділилися окремі науки, що вивчають певні групи явищ. Фізика вивчає найзагальніші закономірності явищ природи, властивості та будову матерії, закони її руху. У перекладі з грецької слово «фізика» означає «природа». Цю назву використовував Аристотель у IV ст. до н. е.

Як ви гадаєте, фізика в наш час — єдина наука про природу?

Якщо ні, то спробуйте назвати інші науки.

Діти майже напевно назвуть ботаніку, зоологію, геологію, географію, астрономію, хімію та щось більш мудроване (мікробіологію, генетику, акустику або ентомологію). Не виключені спроби включити до цього переліку історію або етнографію — це дасть привід обговорити особливості саме природничих наук. За кожною з названих наук уточнюється об’єкт вивчення, а якщо можливо, то й буквальний переклад назви науки.

Бачите, який довгий перелік наук ми отримали, а це ж лише мала їх частина! Всі ці науки (їх називають природничими) вивчають природні явища. Вони тісно пов’язані з фізикою та спираються на її досягнення.

Станція 2: Видатні фізики.

Станція 3: Фізичні тіла, речовини

Кожна наука має свою мову. Нам необхідно познайомитися з «абеткою» фізичної мови, тобто з основними поняттями і термінами.

Фізичним тілом називають будь-який предмет.

Речовина — це те, з чого складаються фізичні тіла.

Матерією називають усе, що існує у Всесвіті.

Озирніться навкруги та назвіть фізичні тіла, що нас оточують. А тепер назвіть речовини, з яких складаються ці тіла.

Діти наводять багато прикладів; можна звернути їхню увагу на те, що повітря — теж «повноправна» речовина.

Які ще фізичні тіла та речовини ви можете назвати? Чи зможете ви назвати якийсь вид матерії, що не є речовиною?

З певною допомогою діти називають світло (жодне фізичне тіло не може складатися зі світла!), а іноді й радіохвилі. Світло та радіохвилі є прикладами поля. Розрізняють два види матерії: речовина та поле.

Станція 4: Фізичні явища.

Явищами природи називають все, що закономірно відбувається в природі. Явища природи — все, що відбувається в природі. Пояснити явище — значить вказати на його причини: зміна дня та ночі пояснюється обертанням Землі навколо своєї осі; щоб пояснити зміну пір року, довелось як слід розібратися і в русі Землі по орбіті навколо Сонця; виникнення вітру пов’язане з різним нагріванням повітря в різних місцях...

Явища природи, вивченням яких займається фізика, називаються фізичними явищами. Всі ці явища можна умовно поділити на групи:

1) механічні (падіння каменя, кочення кульки, рух Землі навколо Сонця);

2) теплові (кипіння води, танення льоду, утворення хмар);

3) електричні (блискавка, нагрівання провідника струмом);

4) магнітні (притягання залізних предметів до магніту, взаємодія магнітів);

5) світлові (світіння лампи або полум’я, отримання зображень за допомогою лінзи або дзеркала).

Зрозуміло, тут потрібні демонстрації (можливе використання відеофрагментів): наприклад, скочування кульки та візка з похилої площини, кип’ятильник Франкліна, «ширяння» керамічних магнітів, світіння електричної лампочки з набору універсального трансформатора. Можна запропонувати учням спостерігати власні зображення в опуклих або увігнутих дзеркалах, отримати на екрані за допомогою збиральної лінзи обернене зображення дерев за вікном і т. ін. Велику зацікавленість викликають відеозаписи сонячних і місячних затемнень.

Фізика давно пояснила всі ті явища, які ви зараз спостерігали.

З часом, вивчаючи фізику, ви зрозумієте, чому візок обганяє кульку, чому «ширяють» у повітрі магніти, який принцип дії електричних приладів і багато, багато іншого. Однак є ще чимало явищ, загадкових для фізиків. Ніхто ще не пояснив природу кульової блискавки, ми не до кінця розуміємо «поведінку» елементарних частинок… А що ж може бути цікавішим, ніж ще ніким не розгадані загадки?!

Станція 5: Спостереження та експеримент.

Уявлення про природу кожна людина (і первісна, і сучасна) одержувала й одержує за допомогою органів почуттів: зору, слуху, дотику, нюху, смаку. Але для того, щоб як слід розібратися в навколишньому світі, потрібно якось систематизувати ці уявлення, знайти зв’язки між різними явищами — тільки тоді з’являються наукові знання.

Фізика — наука в першу чергу експериментальна, вона спираєть-

ся на спостереження й досліди.

Обмежитися при вивченні фізичних явищ тільки спостереженнями не можна, навіть якщо ці спостереження проводяться систематично та цілеспрямовано. Багато хто з вас не раз спостерігав блискавку, але навряд чи хто-небудь на підставі одних спостережень зміг би довести, що блискавка — це гігантський електричний розряд. А при фізичних експериментах (дослідах) учені самі відтворюють явище за різних умов, не очікуючи, поки воно відбудеться в природі. На основі отриманих даних можна вже робити висновки про природу явища Демонструється електричний розряд за допомогою електрофорної машини або високовольтного перетворювача. Подивіться: ми відтворюємо на вчительському столі те саме явище, що відбувається в момент грозового розряду (у старших класах ви довідаєтеся, що це явище називають іскровим розрядом). Зрозуміло, масштаби інші: замість сліпучого спалаху — іскорки, а замість оглушливих гуркотів грому — потріскування. Але за необхідності (а вона іноді виникає) учені можуть відтворити це явище й у набагато більш вражаючому вигляді. А якщо ми спроможні відтворити явище, виходить, ми правильно розібралися в його причинах.

Отже, чим спостереження відрізняються від дослідів?

Відповіді учнів обговорюються і за необхідності доповнюються.

Досліди проводять з певною метою, за заздалегідь обдуманим планом; під час досліду, як правило, здійснюють вимірювання.

На підставі проведених спостережень і дослідів учені будують теорію, що дозволяє пояснити отримані результати. Якщо теорія побудована правильно, то вона дозволяє передбачити і результати інших експериментів і спостережень — навіть таких, які ще ніхто і ніколи не проводив! Так вченим удалося «на кінчику пера» відкрити далекі планети Сонячної системи (Нептун і Плутон). Вони розрахували: якщо направити телескоп на певну ділянку зоряного неба, то там виявиться невідома раніше планета. І передбачення виправдалося!

А от спроби сформулювати закони природи, не спираючись на експериментальні дані, тільки умоглядним шляхом, часто призводили до помилок. Однієї з найвідоміших помилок припустився великий учений античності Аристотель. Він вважав очевидним, що важкі тіла повинні падати на Землю швидше, ніж легкі. Через дві тисячі років інший великий учений, Галілео Галілей, довів неправильність цього твердження: гарматне ядро і мушкетна куля падали з похилої Пізанської вежі практично одночасно.

Демонструється дослід з падінням книжки й аркуша паперу.

Якщо їх відпустити одночасно з однакової висоти, то книжка упаде швидше. Якщо аркуш паперу покласти під книжку, то вони упадуть одночасно (бажано, щоб розміри книжки й аркуша були приблизно однаковими).

Як ви гадаєте, що упаде швидше, якщо аркуш паперу покласти на книжку?

Ймовірніше за все, діти висловлять дві гіпотези:

1) книжка упаде швидше,

2) обидва тіла впадуть одночасно.

На цьому прикладі можна показати, як формуються знання про природу в науці. Результат експерименту викликає пожвавлення в класі, тому що для більшості дітей він зовсім не є очевидним. Пояснення буде дано пізніше.

Отже, усяка фізична теорія будується на основі спостережень і дослідів; коли ж теорія побудована, досліди і спостереження дозволяють перевірити, наскільки вона правильна.

Спостереження — формулювання проблеми — висування робочої гіпотези — проведення наукового експерименту — створення теорії — передбачення нових ефектів.

Станція 6: Фізичні величини та одиниці їх вимірювання.

Порівнюючи різні фізичні тіла чи явища, ми можемо помітити, що вони завжди мають деякі відмінності: тіла можуть бути вищими чи нижчими, легкими чи важкими, витісняти при зануренні більше чи менше води із посудини. Явища можуть протікати швидше чи повільніше.

Фізична величина — кількісна характеристика фізичної властивості об’єкта чи явища.

Зазначені відмінності тіл і явищ описують такі фізичні величини, як висота, вага, об’єм, час.

Можливо, учні згадають, що різні тіла можуть бути по-різному нагріті, мати різний колір і т. ін.

Які ще приклади фізичних величин ви можете навести?

Швидше за все, діти назвуть площу, масу, температуру і т. ін.

На уроках у молодших класах ви вже знайомилися з деякими фізичними величинами. Спробуємо систематизувати ваші знання, заповнюючи таблицю. Дуже корисно цю таблицю накреслити не в поточному конспекті, а наприкінці зошита. Це дозволить у міру вивчення нових фізичних величин продовжувати заповнення таблиці (на наступних уроках ми плануємо робити посилання на таблицю при вивченні нових величин).

Назва Позначення Одиниці

Прилад

для вимірювання

Довжина l м Лінійка

Ширина b м Рулетка

Висота h, H м Мірна стрічка

Отже, ми записали з вами кілька фізичних величин. У міру вивчення нового матеріалу в курсі фізики ви будете продовжувати заповнення таблиці.

Особливістю фізичних величин є те, що їх можна виміряти.

Виміряти будь-яку величину — значить порівняти її з однорідною величиною, що прийнята за одиницю. Для кожної фізичної величини є відповідні одиниці. Різних одиниць досить багато: наприклад, довжину можна виміряти в мм, см, дм, м, км і так далі. Основна одиниця довжини — 1 м. За міжнародною угодою використовується Міжнародна система одиниць — СІ. У ній прийнято всього 7 основних одиниць (серед них — метр, секунда, кілограм). З усіма одиницями СІ ми познайомимося на наступних уроках фізики.

У процесі вимірювання фізичних величин за допомогою приладів одержують значення фізичних величин. Коли говорять про значення фізичної величини, то мають на увазі деяке число (числове значення величини) й одиницю фізичної величини. Наприклад, відомо, що висота кімнати 2 м. У цьому виразі число 2 — числове значення, м — позначення одиниці довжини, а сполучення 2 м — значення висоти.

Записується це так: h = 2м.

Станція 7: Вимірювальні прилади

Навести приклади приладів, які є в кабінеті фізики (додаток)

IV. Закріплення нових знань і вмінь

Що вивчає фізика?
Що називають фізичними тілами? Що називають речовиною?
Що називають фізичними явищами? Наведіть приклади різних фізичних явищ.
Назвіть видатних вчених-фізиків.
Чому фізику вважають основою техніки?
Що таке фізична величина?
Що означає виміряти фізичну величину?
Наведіть приклади фізичних приладів.

Підбиття підсумків уроку

Отже, ваше перше знайомство з фізикою відбулося. Вважайте, що ми разом вирушили у довгу мандрівку. Хотілося б, щоб ви з перших кроків зрозуміли: мандрівка буде нелегкою, проте дуже цікавою. У когось вона триватиме 6 шкільних років, а у когось і все життя. Хай щастить вам на цьому шляху!