С.В. Бутківська, Н.А.Мисліцька
ШЛЯХИ РЕАЛІЗАЦІЇ ПРИНЦИПУ ІСТОРИЗМУ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ ФІЗИКИ
Анотація. В статті розглянуті окремі шляхи реалізації принципу історизму під час вивчення фізики, а саме наведені приклади задач з історичним змістом і фрагменти розроблених мультимедійних презентацій з історичним матеріалом.
Ключові слова: принцип історизму, задачі з історичним змістом, мультимедійні презентації.
Актуальність. Одним із важливих напрямків впровадження ідеї гуманітаризації в практику масового навчання є удосконалення історично-методологічного змісту предметної підготовки учнів.
Використання в навчанні відомостей із історії наукових відкриттів, демонстрація ролі науки в соціальному прогресі на різних етапах історії розвитку суспільства, інформація про життя і діяльність учених мають на меті формування у учнів не лише системи конкретних предметно-історичних знань, але і становлення у них системи духовних цінностей, моральних позицій і ідеалів, які визначають життєдіяльність молодої людини, її особистісне і професійне становлення. Популяризація науки через висвітлення питань історії її розвитку сприяють усвідомленню цінності науки як елемента культури, сприяє поширенню наукових ідей і уявлень, формуванню у молоді раціонального мислення.
Методиці вивчення відомостей з історії розвитку фізики в середній школі присвячені роботи В.М.Андріанова, М.В. Головка, Г.М. Голіна, Л.С. Кудрявцева, В.О. Ільїна, В.М. Мощанського, В.І. Спаського, М.І. Шута. Дослідниками розглядається широке коло методичних питань: формування світогляду учнів, розвиток у них пізнавального інтересу і моральних поглядів на основі вивчення історичного матеріалу , виховання гуманістичного мислення тощо.
Разом з тим для більшості методичних підходів до організації роботи учнів з матеріалами з історії фізики характерні традиційні рішення, а саме епізодичне включення до змісту основного навчального курсу відомостей з історії науки , виконання окремих завдань історичної тематики.
На сучасному етапі розвитку системи освіти, для якого характерно посилення уваги до диференціації навчання в старшій школі, а також його інформатизація виникають умови для принципово нових прийомів розв`язування проблеми методики викладання питань історії фізики.
Мета статті - навести приклади використання історичного матеріалу на уроках фізики.
У межах нашого дослідження доцільно проаналізувати шляхи реалізації принципу історизму(рис. 1).
Пошукова робота учнів в архівах,вивчення літературних джерел
Показ фрагментів відео та презентацій історичного змісту
Демонстрація старовинної, саморобної техніки, побутових пристроїв
 
Відомості про деякі епізоди з життя і діяльності відомих вчених і винахідників
  
 
Шляхи реалізації
принципу історизму
Позаурочна робота
  
  
Цитати вчених
Пояснення з погляду фізики народних звичаїв, прикмет, прислів`їв
Складання, розв`язання учнями задач на історичному матеріалі
Історична довідка про відкриття фізичного закону та хід його експериментального підтвердження
Рис. 1 Шляхи реалізації принципу історизму
Одним із способів реалізації принципу історизму в навчанні фізики є розв’язування задач з історичним змістом. В цьому випадку успішно розв’язується основна проблема, пов'язана із залученням на уроці історичного матеріалу, - це обмеження часу. Відомості з історії фізики, включені у зміст історичних завдань, компактні і нерозривно пов'язані з предметними знаннями.
Завдання з історичним змістом можуть бути використані на різних етапах навчання: під час актуалізації опорних знань учнів, постановці мети і завдань уроку,пояснення нового матеріалу, закріплення, повторення та перевірці знань учнів, при узагальнення та систематизації історико-наукових знань з фізики, для організації домашньої і самостійної роботи.
Вже в основній школі можна запропонувати задачі з історичним змістом. Наприклад, при розгляді теми «Звук. Джерела і приймачі звуку. Поширення звуку в різних середовищах. Відбивання звуку. Швидкість поширення звуку. Сприймання звуку людиною» можуть бути використані наступні задачі:
Французький фізик Біо визначав швидкість звуку в чавуні, спостерігаючи на одному кінці чавунної труби два послідовні звуки, що відповідали одному удару по іншому кінці цієї труби довжиною 951,25 м. Він почув ці звуки через 2,5 секунди один після одного. Яка швидкість звуку в чавуні? (Порівняйте з табличними даними).
Одне з вимірювань швидкості звуку в повітрі було проведено членами Французької Академії наук в 1822 році в околицях Парижу. Відстань, яку проходив звук, дорівнювала 18622 м. Знайдіть швидкість звуку, якщо звук проходив цю відстань за 56,2 с.
В 1827 р. на Женевському озері проводилось вимірювання швидкості звуку в воді. Відстань 13487 м звук проходив за 9,5 секунди. Яка швидкість звуку в воді?
Під час вивчення теми «Електричний опір. Залежність опору провідника від його довжини, площі поперечного перерізу та матеріалу.»:
В 1848 р. Якобі виготовив еталонний опір з мідної дротини однорідного перерізу довжиною в 7,62 м і вагою 22,493 г. Скільки Ом в цьому еталоні?
За одиницю опору Сіменса при 0оС приймався опір стовпчика ртуті довжиною 1м і перерізом в 1 мм2. Скільки Ом в цьому опорі?
Уітстон запропонував в якості еталона опору мідну дротину в 30,5 см і вагою 6,5 г. Який опір цього еталона?
При розгляді теми «Перетворення енергії в механічних і теплових процесах. Принцип дії теплових машин»:
Одна з парових машин Черепанових (1827р.) кожну добу споживала 19,4 м3 дров і при цьому розвивала потужність в 36 к. с. Знайдіть ККД машини.
Як приклад завдань з історичним змістом в старшій школі, наводимо фрагмент уроку з теми «Гравітаційна взаємодія. Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння.». Історичні завдання можуть бути використані на всіх етапах уроку (таблиця 1).
Таблиця 1
Структурний елемент уроку, призначення завдання з історичним змістом
|
Завдання з історичним змістом
|
Вивчення нового матеріалу
Постановка мети уроку, висування навчальної проблеми
|
З давніх часів люди звертали свої погляди на небо. Багатьох вчених цікавило рух планет. Цими питаннями займалися Аристотель, Коперник, Кеплер. Вже в XVII столітті серед учених "дозріла" ідея про тяжіння. Цією проблемою займалися такі відомі вчені як Декарт, Бореля, Р. Гук, І. Ньютон. І. Ньютон бачив причину руху планет по криволінійних орбітах в тому, що планети притягуються одина до одної ": і силою цього тяжіння відхиляються від прямолінійного шляху і утримуються на криволінійних орбітах:" (з книги І. Ньютона "Математичні початки натуральної філософії"). Ньютон вивчав цю проблему і відкрив закон всесвітнього тяжіння, в якому оцінив цю силу. Від чого ж вона залежить?
|
Експериментальна перевірка гіпотези І. Ньютона - закону всесвітнього тяжіння
|
Питання про використання і перевірку закону всесвітнього тяжіння пов'язане з визначенням гравітаційної сталої. Такі досліди були неодноразово виконані. Один з них - дослід Жоллі (1881). Ознайомтесь зі схемою та ідеєю даного досліду. Запишіть в зошит: формулу для визначення величини гравітаційної сталої, одиниці її виміру і фізичний зміст, схему досліду Жоллі. Розрахуйте за даними експерименту значення гравітаційної сталої, отримане Жоллі. Запишіть табличне значення гравітаційної сталої.
До однієї з чаш дуже чутливих терезів на довгій нитці підвішували порожнисту кулю, наповнену ртуттю (маса ртутної кулі 5 кг), і врівноважували терези.
Потім під кулю з ртуттю підводили свинцеву кулю, масою 5775,2 кг. Рівновага терезів порушувалася, що свідчило про дію сил тяжіння. Щоб відновити рівновагу, на праву чашу терезів додавали вантаж, маса якого 0,589 мг. Таким чином, сила тяжіння, що діє на вантаж дорівнює силі тяжіння куль. Визначивши експериментально силу тяжіння, обчислювали гравітаційну сталу. Відстань між центрами взаємодіючих куль 57,8 см.
|
Закріплення нових знань
|
Перший супутник в нашій країні був запущений 4 жовтня 1957 року. Його маса була 83,6 кг, а найбільша висота польоту над поверхнею Землі 947 км. Визначте силу всесвітнього тяжіння між супутником і Землею в максимальній точці підйому над поверхнею Землі.
|
Організація домашнього завдання
|
Розгляньте уявний експеримент І. Ньютона, в якому зіставляються значення сили тяжіння, що діють на одне і те ж тіло поблизу поверхні Землі і на відстані від центру Землі, рівному радіусу орбіти Місяця. Сформулюйте висновок І. Ньютона.
|
Задачі з історичним змістом дозволяють учням ясно усвідомити поставлену перед ними проблему, сформулювати мету уроку, а також сприяє більш чіткому виділенню етапів уроку.
Ще одним актуальним способом реалізації принципу історизму як і в основній школі, так і в старшій школі є показ фрагментів відео та презентацій історичного змісту. Нижче наведено фрагменти презентацій з окремих тем: «Тепловий стан тіл. Температура тіла. Вимірювання температури.»(рис. 3) , «Перетворення енергії в механічних і теплових процесах. Принцип дії теплових машин», «Теплові двигуни. Двигун внутрішнього згоряння. Екологічні проблеми використання теплових машин.»(рис.4), «Електричне коло. Джерела електричного струму. Гальванічні елементи. Акумулятори.»(рис. 2).
 
Рис. 2. Фрагмент презентації «Гальва- Рис. 3. Фрагмент презентації
нічний елемент» присвяченої А.Цельсію
 
 
Рис.4. Фрагменти презентації «Теплові машини»
Історизм у викладанні фізики є одним із важливих засобів розвитку в учнів інтересу до науки. Він сприяє підвищенню якості знань учнів, є одним із засобів формування наукового світогляду учнів в процесі навчання фізики.
Література:
Шут М.І.Історія фізичних досліджень в Україні у навчанні фізики./Шут М.І., Благодаренко Л.Ю.,Андріанов В.М.//Фізика.- 2008.-№3.-77с.
Андріанов В.М. Нариси з історії розвитку фізики в Україні/Андріанов В.М.-Рівне,1998. -268с.
Голин Г.М. Классики физической науки/ Г.М. Голин, С.Р. Филонович - М.: Высшая школа, 1989.-200с.
Ефименко В.Ф. Методологические вопросы школьного курса физики/ Ефименко В.Ф. - М.: Педагогика, 1976. - 224 с.
Королёв Ю.А. Задачи исторического содержания /Ю.А. Королёв // Физика в школе.- 1994.-№2.С.6-13.
Спасский Б.И. Вопросы методологии и историзма в курсе физики средней школы/Спасский Б.И. - М.: Просвещение, 1975.-213с.
|