Lekce moderní fyziky. První lekce vypráví o tom, proč je fyzika potřeba. Co je špatného na fyzice v moderní škole Proč je třeba studovat fyzikální poselství

Nejen školáci, ale i dospělí si občas kladou otázku: k čemu je fyzika potřeba? Toto téma je zvláště aktuální pro rodiče studentů, kteří kdysi získali vzdělání, které bylo daleko od fyziky a techniky.

Jak ale studentovi pomoci? Učitelé navíc mohou za domácí úkol zadat esej, ve které potřebují popsat své myšlenky o potřebě studovat přírodní vědy. Samozřejmě je lepší svěřit toto téma žákům jedenáctého ročníku, kteří mají pro danou problematiku naprosté pochopení.

Co je fyzika

Zjednodušeně řečeno, fyzika je Samozřejmě, v dnešní době se jí fyzika stále více vzdaluje a jde hlouběji do technosféry. Přesto je téma úzce spjato nejen s naší planetou, ale také s vesmírem.

Proč tedy potřebujeme fyziku? Jejím úkolem je pochopit, jak dochází k určitým jevům, proč vznikají určité procesy. Je také vhodné usilovat o vytvoření speciálních výpočtů, které by pomohly předvídat určité události. Jak například Isaac Newton objevil zákon univerzální gravitace? Studoval objekt padající shora dolů a pozoroval mechanické jevy. Pak vytvořil vzorce, které opravdu fungují.

Jaké sekce má fyzika?

Předmět má několik částí, které se obecně nebo do hloubky studují ve škole:

• Mechanika;
• vibrace a vlny;
• termodynamika;
• optika;
• elektřina;
• kvantová fyzika;
• Molekulární fyzika;
• nukleární fyzika.

Každá sekce má podsekce, které podrobně zkoumají různé procesy. Pokud nestudujete jen teorii, odstavce a přednášky, ale naučíte se představovat si a experimentovat s tím, o čem se diskutuje, pak vám věda bude připadat velmi zajímavá a pochopíte, proč je fyzika potřeba. Složité vědy, které nelze aplikovat v praxi, například atomová a jaderná fyzika, lze posuzovat jinak: čtěte zajímavé články z populárně-vědeckých časopisů, sledujte dokumenty o této oblasti.

Jak věc pomáhá v každodenním životě?

V eseji „Proč je fyzika potřebná“ se doporučuje uvést příklady, pokud jsou relevantní. Pokud například popisujete, proč potřebujete studovat mechaniku, pak byste měli zmínit případy z běžného života. Příkladem může být běžná cesta autem: z vesnice do města musíte jet po bezplatné dálnici za 30 minut. Vzdálenost je asi 60 kilometrů. Samozřejmě musíme vědět, jakou rychlostí je nejlepší se po silnici pohybovat, nejlépe s nějakou časovou rezervou.

Můžete uvést i příklad stavby. Řekněme, že při stavbě domu musíte správně vypočítat sílu. Nemůžete si vybrat tenký materiál. Student může provést další experiment, aby pochopil, proč je fyzika potřebná, například vezme dlouhou desku a na její konce umístí židle. Deska bude umístěna na zadní straně nábytku. Dále byste měli zatížit střed desky cihlami. Deska se prohne. S klesající vzdáleností mezi židlemi bude průhyb menší. Podle toho dostává člověk podnět k přemýšlení.

Při přípravě večeře nebo oběda se hospodyňka často setkává s fyzikálními jevy: teplem, elektřinou, mechanickou prací. Abyste pochopili, jak dělat správnou věc, musíte pochopit přírodní zákony. Zkušenost vás často hodně naučí. A fyzika je věda o zkušenostech a pozorování.

Profese a speciality související s fyzikou

Proč ale někdo, kdo vystuduje školu, potřebuje studovat fyziku? Samozřejmě, že ten, kdo nastoupí na univerzitu nebo vysokou školu humanitního směru, tento předmět prakticky nepotřebuje. Ale v mnoha oblastech je věda nezbytná. Podívejme se na které:

• geologie;
• doprava;
• zdroj elektřiny;
• elektrotechnika a nástroje;
• lék;
• astronomie;
• stavebnictví a architektura;
• zásobování teplem;
• dodávka plynu;
• zásobování vodou a tak dále.

Například i strojvedoucí potřebuje znát tuto vědu, aby pochopil, jak funguje lokomotiva; stavitel musí být schopen navrhnout silné a odolné budovy.

Programátoři a IT specialisté musí také znát fyziku, aby pochopili, jak funguje elektronika a kancelářské vybavení. Kromě toho potřebují vytvářet realistické objekty pro programy a aplikace.

Používá se téměř všude: radiografie, ultrazvuk, stomatologické vybavení, laserová terapie.

S jakými vědami to souvisí?

Fyzika je velmi úzce propojena s matematikou, protože při řešení úloh je potřeba umět převádět různé vzorce, provádět výpočty a sestavovat grafy. Tuto myšlenku můžete přidat do eseje „Proč potřebujete studovat fyziku“, pokud mluvíme o výpočtech.

Tato věda je také spojena s geografií, aby porozuměla přírodním jevům, byla schopna analyzovat budoucí události a počasí.

S fyzikou souvisí i biologie a chemie. Například žádná živá buňka nemůže existovat bez gravitace nebo vzduchu. Také živé buňky se musí pohybovat v prostoru.

Jak napsat esej pro žáka 7. třídy

Nyní si povíme, co může napsat sedmák, který má částečně nastudované některé úseky fyziky. Můžete například napsat o stejné gravitaci nebo uvést příklad měření vzdálenosti, kterou ušel z jednoho bodu do druhého, abyste vypočítali rychlost jeho chůze. Student 7. ročníku může doplnit esej „Proč je fyzika potřebná“ různými experimenty, které byly ve třídě provedeny.

Jak vidíte, kreativní práce se dá napsat docela zajímavě. Kromě toho rozvíjí myšlení, dává nové nápady a probouzí zvědavost o jednu z nejdůležitějších věd. Fyzika může v budoucnu skutečně pomoci za jakýchkoli životních okolností: v každodenním životě, při výběru povolání, při získání dobrého zaměstnání, při rekreaci v přírodě.

Proč musí každý člověk studovat fyziku ve škole?

Fyzika je potřebná k tomu, abychom se seznámili a naučili se různé způsoby chápání přírody. To se pak může přenést nejen do přírody. Ale fyzika ukazuje, jak můžete něco studovat, jak klást otázky. Položení otázky je pravděpodobně to nejdůležitější, co fyzika ve škole učí.

Znalost fyzikálních zákonů struktury našeho světa je tak či onak užitečná každému člověku. To je stejná součást obecného kulturního základu jako znalost základních pravidel ruského jazyka, jako orientace v zeměpisu či historii, jako schopnost počítat peníze, jako obeznámenost s obecnými principy biologické evoluce...

A mimochodem, lidi je potřeba naučit fyziku, aby zvládli určitý nový styl myšlení – modelové myšlení. Matematika rozvíjí logickou stránku myšlení a fyzika umožňuje myslet modelově. To znamená, že člověk musí pochopit: děje se fenomén - co je tam důležité, co není důležité.

Faktem je, že fyzika, výuka fyziky ve škole, není zaměřena na sdělování užitečných informací, ale na rozvoj člověka. A fyzika je k tomu nesmírně pohodlný nástroj... A to, že matematika a fyzika později v životě normálního člověka opravdu není potřeba, no, díky bohu. Pokud má člověk vyvinutou inteligenci a pak zapomněl vyřešit nějakou rovnici, pak v životě nic neztratil.

Inteligence není ani tak paměť, pozornost, rychlé čtení, znalost jazyků atd., je to především schopnost myslet !

Fyzika vychovává lidi, kteří umí analyzovat, zobecňovat, vyvozovat závěry – myslet! Internet se úspěšně rozvíjí již dlouhou dobu. A díky bohu její zdroje ještě neumějí myslet, ale umějí v ní jen hledat informace. A zabere to mnohem méně času! Jaká je tedy síla lidí? A pokud nebudou trénovaní myslet, tak nezvládnou nic... Počítače se svou šílenou rychlostí i při zkoušení možností, nemluvě o používání heuristických technik, mohou prohrát jen s člověkem, který umí myslet si. A tohle se musíte naučit!

Studenti a někdy i jejich rodiče říkají: "Moje dítě je humanista, skvěle kreslí (tancuje, zpívá), fyziku vůbec nepotřebuje." Věčná debata mezi fyziky a textaři. Věda a umění. Tyto oblasti naší kultury jsou často považovány téměř za antipody: ve vědě - kalkulace a logika, v umění - pocity a emoce; Věda reflektuje, umělecké zážitky. Ve skutečnosti jde o dvě strany téže mince, rozdíl je pouze v důrazu. Básník Alexej Sissakin to řekl velmi přesně a stručně.

Věda je mrtvá bez umění,

Díky tomu se cítí lépe.

Umění nemá smysl bez vědy:

Mistrovská díla jsou vytvářena myslí i rukama

Zahajujeme sérii článků o problémech a zastaralých pojmech ve školních osnovách a zveme vás k zamyšlení nad tím, proč školáci potřebují fyziku a proč se dnes nevyučuje tak, jak bychom chtěli.

Proč moderní školák studuje fyziku? Buď proto, aby ho rodiče a učitelé nenudili, nebo aby mohl úspěšně složit Sjednocenou státní zkoušku dle vlastního výběru, získat potřebný počet bodů a vstoupit na dobrou univerzitu. Existuje ještě jedna možnost, že školák miluje fyziku, ale tato láska většinou existuje jaksi odděleně od školních osnov.

V každém z těchto případů probíhá výuka podle stejného schématu. Přizpůsobuje se systému vlastní kontroly – znalosti musí být prezentovány v takové formě, aby je bylo možné snadno ověřit. To je důvod, proč existují systémy GIA a Unified State Examination a příprava na tyto zkoušky se v důsledku toho stává hlavním cílem školení.

Jak funguje Jednotná státní zkouška z fyziky v aktuální verzi? Zkouškové úlohy jsou sestaveny pomocí speciálního kodifikátoru, který obsahuje vzorce, které by teoreticky měl znát každý student. To je asi stovka vzorců pro všechny části školního kurikula – od kinematiky po atomovou jadernou fyziku.

Většina úkolů – asi 80 % – je zaměřena právě na aplikaci těchto vzorců. Navíc nelze použít jiné metody řešení: pokud dosadíte vzorec, který není v seznamu, nezískáte určitý počet bodů, i když je odpověď správná. A pouze zbývajících 20 % jsou úkoly s porozuměním.

Ve výsledku je hlavním cílem výuky zajistit, aby studenti tuto sadu vzorců znali a uměli je aplikovat. A celá fyzika sestává z jednoduché kombinatoriky: přečtěte si podmínky problému, pochopte, jaký vzorec potřebujete, nahraďte potřebné indikátory a získejte výsledek.

V elitních a specializovaných fyzikálních a matematických školách je vzdělávání samozřejmě strukturováno jinak. Stejně jako v přípravě na všechny druhy olympiád je zde určitý prvek kreativity a kombinatorika vzorců se stává mnohem složitější. Co nás zde ale zajímá, je základní fyzikální program a jeho nedostatky.

Standardní úlohy a abstraktní teoretické konstrukty, které by měl běžný student znát, velmi rychle mizí z mysli. Výsledkem je, že po absolvování školy už fyziku nikdo nezná – kromě té menšiny, která se o ni z nějakého důvodu zajímá nebo ji potřebuje jako specializaci.

Ukazuje se, že věda, jejímž hlavním cílem bylo porozumět přírodě a skutečnému fyzickému světu, se ve škole stává zcela abstraktní a vyjímá se z každodenní lidské zkušenosti. Fyzika se stejně jako jiné předměty vyučuje nazpaměť, a když na střední škole prudce vzroste množství znalostí, které je třeba se naučit, je prostě nemožné si vše zapamatovat.

Vizuálně o „vzorcovém“ přístupu k učení.

To by ale nebylo nutné, pokud by cílem učení nebylo aplikace vzorců, ale porozumění předmětu. Pochopení je nakonec mnohem snazší než nacpání.

Vytvořte si obraz světa

Podívejme se například, jak fungují knihy Jakova Perelmana „Zábavná fyzika“ a „Zábavná matematika“, které četlo mnoho generací školáků a poškoláků. Téměř každý odstavec Perelmanovy „Fyziky“ vás naučí klást otázky, které si může položit každé dítě, počínaje elementární logikou a každodenní zkušeností.

Problémy, které jsme zde měli vyřešit, nejsou kvantitativní, ale kvalitativní: nepotřebujeme vypočítat nějaký abstraktní ukazatel, jako je účinnost, ale přemýšlet o tom, proč je ve skutečnosti věčný stroj nemožný, zda je možné střílet z děla. na měsíc; musíte provést experiment a vyhodnotit, jaký bude účinek jakékoli fyzické interakce.

Příklad ze „Zábavné fyziky“ z roku 1932: problém Krylovovy labutě, raka a štiky, vyřešený podle pravidel mechaniky. Výsledný (OD) by měl táhnout vozík do vody.

Stručně řečeno, není nutné si zde zapamatovat vzorce - hlavní věcí je pochopit, jaké fyzikální zákony poslouchají objekty okolní reality. Jediným problémem je, že znalosti tohoto druhu je mnohem obtížnější objektivně ověřit než přítomnost přesně definovaného souboru vzorců a rovnic v hlavě školáka.

Fyzika se proto pro běžného studenta promění v tupé napěchování a v lepším případě v jakousi abstraktní hru mysli. Utváření celistvého obrazu světa v člověku vůbec není úkolem, který de facto plní moderní vzdělávací systém. V tomto ohledu se mimochodem příliš neliší od toho sovětského, který mají mnozí tendenci přeceňovat (protože dříve jsme prý vyvíjeli atomové bomby a létali do vesmíru, ale nyní víme jen, jak prodávat ropu).

Z hlediska znalostí fyziky se studenti po absolvování školy nyní, stejně jako tehdy, dělí přibližně do dvou kategorií: ti, kteří ji znají velmi dobře, a ti, kteří ji neznají vůbec. U druhé kategorie se situace zvláště zhoršila, když se výuka fyziky v 7.–11. ročníku zkrátila z 5 na 2 hodiny týdně.

Většina školáků opravdu nepotřebuje fyzikální vzorce a teorie (kterým velmi dobře rozumí), a co je nejdůležitější, nejsou zajímavé v abstraktní a suché formě, ve které jsou nyní prezentovány. V důsledku toho masové vzdělávání neplní žádnou funkci – zabírá pouze čas a úsilí. Pro školáky - ne méně než pro učitele.

Pozor: Nesprávný přístup k výuce přírodních věd může mít zničující následky.

Pokud by bylo úkolem školního vzdělávacího programu tvořit obraz světa, byla by situace úplně jiná.

Samozřejmostí by měly být i specializované hodiny, kde se učí řešit složité problémy a hluboce zavádějí teorii, která se již nekříží s každodenní zkušeností. Pro běžného, ​​„mainstreamového“ studenta by ale bylo zajímavější a užitečnější vědět, podle jakých zákonů funguje fyzikální svět, ve kterém žije.

Věc se samozřejmě nescvrkne na to, že školáci čtou místo učebnic Perelmana. Je třeba změnit přístup k výuce. Mnohé oddíly (například kvantová mechanika) by mohly být ze školních osnov vypuštěny, jiné by mohly být zkráceny či přepracovány, nebýt všudypřítomných organizačních potíží a zásadní konzervativnosti předmětu i vzdělávacího systému jako celku.

Ale pojďme se trochu zasnít. Po těchto změnách by se možná zvýšila celková sociální přiměřenost: lidé by méně věřili nejrůznějším torzním podvodníkům spekulujícím o „ochraně biopole“ a „normalizaci aury“ pomocí jednoduchých zařízení a kousků neznámých minerálů.

Všechny tyto důsledky zlomyslného vzdělávacího systému jsme pozorovali již v 90. letech, kdy nejúspěšnější podvodníci dokonce využívali nemalé částky ze státního rozpočtu, a vidíme je nyní, i když v menším měřítku.

Slavný Grigorij Grabovoi nejenže ujistil, že dokáže vzkřísit lidi, ale také odklonil asteroidy od Země pomocí síly myšlenky a „mimosmyslově diagnostikovaných“ vládních letadel. Záštitu nad ním neměl nikdo, ale generál Georgij Rogozin, zástupce šéfa bezpečnostní služby prezidenta Ruské federace.

Často se školáci (a zvláště školačky) ptají svých rodičů a učitelů na otázku: „Proč bych měl studovat fyziku, když mě nezajímá a v životě mi vůbec nebude k užitku?“

Nabízím vám jednoduchou odpověď. Motivace při studiu konkrétního předmětu je totiž velmi důležitá věc. Jak vlastně vysvětlit teenagerovi, který se o fyziku nezajímá, který si s ní nebude spojovat povolání, že se musí naučit všechny tyto vzorce, zákony a teorie?

Podle mého názoru je znalost fyzikálních zákonů struktury našeho světa tak či onak užitečná každému člověku. To je stejná součást obecného kulturního základu jako znalost základních pravidel ruského jazyka, jako orientace v zeměpisu či historii, jako schopnost počítat peníze, jako obeznámenost s obecnými principy biologické evoluce...

Když známe základy fyziky, rozumíme spoustě věcí: jak funguje motor auta, proč raketa létá vesmírem, proč se železná loď nepotopí, proč parašutista potřebuje padák, co je řízená termonukleární fúze, jak funguje pumpa nebo rychlovarná konvice... Ano, bez těchto znalostí se docela dá žít . Ale přesto…

A je tu ještě jeden důležitý bod. Téměř všichni současní středoškoláci a středoškoláci se v určitém okamžiku stanou rodiči, otci a matkami. A jejich malé děti se budou ptát na milion otázek: proč jede trolejbus? proč je tam duha? Proč vodní strider snadno běží po hladině vody a neutopí se? Proč je tu hrom? Proč je ve vesmíru stav beztíže? Proč nemůžete strčit prsty do zásuvky, ale můžete použít zástrčku ze stolní lampy? proč svítí světlo? proč jsou všechny sněhové vločky tak odlišné?...

Všechny tyto dětské otázky budou muset být zodpovězeny. Pokud jste jednou ve škole dostatečně rozuměli podstatě věci, pak i po 10-20 letech budete snadno schopni všechny takové věci vysvětlit dítěti předškolního nebo základního školního věku - stručně a s přihlédnutím k jeho úrovni porozumění .

Studium všech těchto fyzikálních vzorců, problémů a experimentů, které jsou součástí standardních školních osnov, samozřejmě představuje mnohem hlubší úroveň výuky fyziky, než bude většina studentů v budoucnu potřebovat. Ale trik je v tom, že jedině tak lze dobře pochopit podstatu fyzikálních zákonů. Jak můžete pochopit Archimédův zákon nebo zákon univerzální gravitace, když neřešíte alespoň trochu odpovídajících problémů?

Je jasné, že ne všichni středoškoláci budou inspirováni myšlenkami, které jsem vyjádřil v tomto článku... Ale třeba se někdo inspiruje. Nebo vám alespoň dodají sílu a trpělivost studovat fyziku trochu pilněji, bez přehnaného znechucení.

To je nápad. Přemýšlejte o tom. A ve svém vlastním výkladu to předložte svému dítěti nebo svým studentům. Zkušenosti ukazují, že takové rozhovory je třeba vést opakovaně. Zdá se mi, že do určité míry jsou užitečné.