Агафонова Елена Яковлевна
Учитель физики высшей категории, педагог-исследователь.
КГУ «Экономический лицей» г. Семей
Перед современным учителем стоит непростая задача развития у учащихся креативности, критического мышления, навыков высокого порядка, способности к анализу, синтезу знаний по физике, полученных на уроках.
Одним из замечательных способов развивать перечисленные способности является составление и решение задач-оценок и задач-демонстраций. В таких задачах описывается или демонстрируется физическое явление, физический эксперимент. Ученику надо сформулировать простую физическую модель явления, выделить главные факторы, описывающие явление, понять какие законы физики могут его объяснить. При необходимости оценить, отталкиваясь от своего опыта и здравого смысла, численные значения параметров величин, описывающих процесс, предложенный в задаче. Сделать необходимый анализ и расчеты и решить задачу. Хочу поделиться своим многолетним опытом составления, экспериментального оформления, решения таких задач и составления электронного сборника видео задач в соавторстве с моими учениками.
Физика – это наука о природе, но все вокруг, да и мы сами это и есть природа. Именно поэтому так интересно пытаться объяснить её «фокусы», на которые мы наталкиваемся на каждом шагу. Чтобы объяснить явления, зачастую достаточно школьных знаний по физике. Попытайтесь, опираясь на законы физики, описанные в школьных учебниках, объяснить хотя бы некоторые явления, с которыми приходится сталкиваться не только на уроках физики, но и дома, например на кухне, на улице. Вы поразитесь тому, как «оживут» формулы, каким смыслом наполнятся сухие формулировки. И, может быть, кому-то захочется самому придумать задачу, изготовить для нее приборы (зачастую это можно сделать в домашних условиях) и, конечно, поделиться этим с друзьями. Меня и моих учеников увлекла такая идея. Её подсказали замечательные видео лекции Евгения Ивановича Пальчикова, профессора Новосибирского Государственного Университета в Академгородке. Ребятам понравилось объяснять явления, самим мастерить установки для задач. Где только не находили мы идеи для задач: в книгах, в интернет. Какие-то задачи придумывали сами. Мы начали снимать задачи на видео. Накапливался материал. Решено было скомпоновать его в видео задачник.
В нашем задачнике нет ответов. Это дает простор для развития творческой мысли решающего. Однако задачник снабжен подборкой теоретического материала по основным разделам. Материал раздела физики, в который отнесена задача послужит небольшой подсказкой. Но надо понимать, что явления природы невозможно однозначно отнести к какому-то разделу физики, они многогранны. Поэтому предстоит самостоятельно решить, что является главным в задаче, а какими нюансами можно пренебречь, поскольку они не играют существенной роли. Лишь в нескольких задачах мы отсняли ответ, уж очень поучительными они получились. Этот задачник учителя физики могут с успехом применять на уроках. Я уже много лет показываю видео задачи на уроках, как при изучении, так и при закреплении материала. Моим ученикам нравится.
Наш видео задачник сопровождается теоретическим материалом, который помог бы найти решения для задач- демонстраций и описание некоторых задач. В нем девять разделов по разным темам школьного курса физики.
Откуда мы берем материал для задач-демонстраций? Да он зачастую сам находил нас. Мама моей ученицы, чтобы не замерзать зимой на улице, купила грелочку. Но какая она необычная! Это был небольшой пластиковый мешочек с желтой жидкостью и металлической пуговицей, которая плавала внутри. Чтобы она начала разогреваться, надо было нажать на эту пуговицу. Жидкость внутри быстро твердела от этого, и грелка нагревалась. Чудеса! Это так заинтересовало дочку, что она принесла грелку в школу. Надо же разобраться, что там происходит. Мы с ребятами посмотрели, подумали. Вспомнили, что такое центры кристаллизации, как проходит кристаллизация, и пожалуйста – получилась задача.
А вот другой случай. Ребятам в столовой давали в одноразовых стаканчиках с крышечками горячий чай или кофе. Мальчишки выбегали с ними на улицу. Попивали чаек, дурачились. И вдруг заметили, что, если стаканчик потрясти немного, крышка слетала! Что ее так толкало? Вот вам еще одна задача, про давление насыщенного пара.
Кто-то из ребят принес в школу идею: если полкружечки кипятка выплеснуть зимой из окна с третьего этажа, то он не долетит до земли – испарится. Решили проверить экспериментально. Правда у нас результат получился отрицательный, долетала, не успевала испаряться.
Гулял однажды Еркен, мой ученик, теперь уже студент одного из Алматинских ВУЗов, по семипалатинской набережной. А стена набережной рядом с мостом не отвесная, а под углом к горизонту. Причем были участки с разным углом наклона. У Еркена в руках был мячик и он, от нечего делать, кидал его на стену и ловил. И вот он заметил, что от участков с разным углом наклона мячик отскакивает по-разному. Где стена пологая мячик сначала прыгает вверх по ней, а потом вниз. Где крутая – сразу прыгает вниз. Почему? Подумали, «позвали на помощь» законы кинематики и поняли почему. Мы потом этот эксперимент повторили в лаборатории кабинета физики и даже показывали на семинаре учителям города.
Семиклассник Данилка, озорной мальчуган, принес в школу новенький одноразовый шприц без иголки и целый день с наслаждением щелкал поршнем, прижав к ладошке отверстие, к которому крепится иголка. Я не стала его ругать за шалость, но попросила объяснить, почему так щелкает шприц. Так родилась целая серия Данилкиных задач про атмосферное давление.
А вот Алим решил поразить нас опытом, в котором в горячий стакан, перевернутый в тарелочку с водой, засасывает воду. Ну да это все знают! А ты попробуй оценить, какой была температура воздуха в горячем стакане. Так задача-демонстрация превратилась в задачу-оценку.
Конечно, мы не только сами придумывали задачи. Мы благодарны уже за идею, составлять и решать такие задачи, профессору Новосибирского Государственного Университета Евгению Ивановичу Пальчикову. Его лекции с задачами-демонстрациями неизменно вызывают восторг у ребят, приехавших в Новосибирскую физико-математическую школу. Мы пытались повторить и объяснить какие-то эксперименты Евгения Ивановича. Что-то у нас даже получалось!
В конкурсе научных проектов, в секции физики и техники, проекты интересны тем, что в них обязательно есть экспериментальная часть. Чего только не придумывали дорогие мои любознательные ученики! Качер Бровина. Саша Ахмеров не только собрал его, он проделал с ним ряд интересных экспериментов. Тогузбаева Айгуль придумала, как можно победить гравитацию. Собрала схему своего левитрона на датчике Холла. Вахитов Тимур сам собрал действующую модель пушки Гаусса. Она стреляла маленькими снарядами почти на пятнадцать метров! А какие эксперименты с вихревыми кольцами делали Бубенчиков Кирилл и Жакишева Арай! С помощью своей вихревой машины они легким щелчком гасили двухметровое пламя от газовой горелки.
Ребята находили идеи для экспериментов в книгах, в интернет. Проделывали их не только в школе. Дома, на кухне и во дворе. Ухитрялись привлекать к ним родителей. Сами снимали свои опыты. Брат и сестра Гуцу Слава и Саша самостоятельно отсняли замечательные домашние эксперименты. Вы можете оценить их работу. Их задачи есть в разделе «Интересные явления». А ведь они тогда учились в седьмом классе и только начали изучать физику.
Не все наши эксперименты вошли в сборник. Многое из того, что мы делали, осталось «за кадром». Да и после выпуска сборника мы еще придумали и отсняли новые задачи-демонстрации. Это так интересно, так увлекает ребят. Поэтому наш банк продолжает пополняться новыми задачами.
У нашего задачника много авторов. Это дорогие мои ученики, ребята из разных школ города Семей. Многие из них уже давно закончили школу. Не для всех физика стала профессией, но с ними на всю жизнь останется живой интерес к природе и к физике. Я надеюсь, что дорогие мои ученики, с которыми мы составляли и решали задачи-демонстрации независимо от того, какой станет их профессия, на всю жизнь сохранят живой интерес к природе, к физике. И им будет доставлять удовольствие разгадывать ее секреты.
Для учителя – решение таких задач мощный инструмент для развития способности учеников анализировать, синтезировать, а главное, практически применять знания, полученные на уроках физики. Я уже много лет использую задачи-демонстрации на уроках. Показываю «живые» эксперименты, демонстрирую фильмы, которые отсняли мои ученики. Это всегда вызывает неподдельный интерес ребят, заставляет их думать, и каждый раз удивляться, как много можно объяснить, применяя законы физики, полученные на уроках. Возможно, эта идея заинтересует учителей физики и вдохновит на создание аналогичных задач и использование их на своих уроках.
Список литературы:
1.Меледин Г.Ф. Физика в задачах: экзаменационные задачи с решениями. -Москва: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит.,1990-272с.
2.Перельман Я.И. Занимательная физика. В 2-х кн. – Москва: Наука, 1986
