Kaasaegse füüsika tunnid. Esimene tund räägib sellest, miks füüsikat vaja on. Mis füüsikal tänapäeva koolis viga on Miks on vaja füüsikat õppida sõnum

Mitte ainult koolilapsed, vaid ka täiskasvanud imestavad vahel: milleks on füüsikat vaja? See teema on eriti aktuaalne nende õpilaste vanemate jaoks, kes said korraga hariduse, mis oli füüsikast ja tehnoloogiast kaugel.

Kuidas aga õpilast aidata? Lisaks saavad õpetajad määrata kodutööks essee, milles nad peavad kirjeldama oma mõtteid reaalainete õppimise vajaduse kohta. Loomulikult on parem usaldada see teema üheteistkümnenda klassi õpilastele, kellel on teemast täielik arusaam.

Mis on füüsika

Lihtsamalt öeldes on füüsika Muidugi, tänapäeval kaugeneb füüsika sellest üha enam, süvenedes tehnosfääri. Sellegipoolest on teema tihedalt seotud mitte ainult meie planeediga, vaid ka kosmosega.

Miks me siis füüsikat vajame? Selle ülesanne on mõista, kuidas teatud nähtused tekivad, miks teatud protsessid kujunevad. Samuti on soovitatav püüda luua spetsiaalseid arvutusi, mis aitaksid teatud sündmusi ennustada. Näiteks kuidas avastas Isaac Newton universaalse gravitatsiooni seaduse? Ta uuris ülevalt alla kukkuvat objekti ja jälgis mehaanilisi nähtusi. Seejärel lõi ta valemid, mis tõesti töötavad.

Millised osad on füüsikas?

Ainel on mitu osa, mida koolis üldiselt või süvendatult õpitakse:

• Mehaanika;
• vibratsioonid ja lained;
• termodünaamika;
• optika;
• elekter;
• kvantfüüsika;
• Molekulaarfüüsika;
• tuumafüüsika.

Igas jaotises on alajaotised, mis uurivad üksikasjalikult erinevaid protsesse. Kui te ei õpi ainult teooriat, lõike ja loenguid, vaid õpite arutavat ette kujutama ja katsetama, siis tundub teadus väga huvitav ja saate aru, miks füüsikat vaja on. Keerulisi teadusi, mida praktikas ei saa rakendada, näiteks aatomi- ja tuumafüüsikat, võib käsitleda erinevalt: lugeda huvitavaid artikleid populaarteaduslikest ajakirjadest, vaadata selle valdkonna dokumentaalfilme.

Kuidas ese igapäevaelus abiks on?

Essees “Miks on füüsikat vaja” on soovitatav tuua näiteid, kui need on asjakohased. Näiteks kui kirjeldate, miks peate mehaanikat õppima, siis peaksite mainima juhtumeid igapäevaelust. Näiteks võib tuua tavalise autoreisi: külast linna peate sõitma mööda tasuta kiirteed 30 minutiga. Vahemaa on umbes 60 kilomeetrit. Muidugi peame teadma, millise kiirusega on kõige parem mööda teed liikuda, eelistatavalt ajavaruga.

Võite tuua ka näite ehitamisest. Oletame, et maja ehitamisel peate tugevuse õigesti arvutama. Õhukest materjali ei saa valida. Õpilane saab läbi viia veel ühe katse, et mõista, miks füüsikat vaja on, näiteks võtta pikk laud ja asetada selle otstesse toolid. Tahvel hakkab paiknema mööbli tagakülgedel. Järgmisena peaksite laadima plaadi keskosa tellistega. Tahvel läheb longu. Toolide vahekauguse vähenedes on läbipaine väiksem. Sellest lähtuvalt saab inimene mõtlemisainet.

Õhtu- või lõunasööki valmistades puutub koduperenaine sageli kokku füüsiliste nähtustega: soojus, elekter, mehaaniline töö. Et mõista, kuidas õigesti teha, peate mõistma loodusseadusi. Kogemused õpetavad sageli palju. Ja füüsika on kogemuse ja vaatluse teadus.

Füüsikaga seotud elukutsed ja erialad

Aga miks on koolilõpetajal vaja füüsikat õppida? Muidugi neil, kes astuvad ülikooli või kolledžisse humanitaarteaduste erialale, selle aine järele praktiliselt puudub vajadus. Kuid paljudes valdkondades on teadust vaja. Vaatame, millised:

• geoloogia;
• transport;
• elektrivarustus;
• elektrotehnika ja instrumendid;
• ravim;
• astronoomia;
• ehitus ja arhitektuur;
• soojusvarustus;
• gaasivarustus;
• veevarustus ja nii edasi.

Näiteks isegi rongijuht peab seda teadust tundma, et mõista, kuidas vedur töötab; ehitaja peab suutma projekteerida tugevaid ja vastupidavaid ehitisi.

Programmeerijad ja IT-spetsialistid peavad tundma ka füüsikat, et mõista elektroonika ja kontoritehnika toimimist. Lisaks peavad nad programmide ja rakenduste jaoks looma realistlikke objekte.

Seda kasutatakse peaaegu kõikjal: radiograafia, ultraheli, hambaraviseadmed, laserteraapia.

Milliste teadustega see seotud on?

Füüsika on matemaatikaga väga tihedalt seotud, kuna ülesannete lahendamisel tuleb osata erinevaid valemeid teisendada, arvutusi teha ja graafikuid koostada. Selle idee saate lisada esseele “Miks on vaja õppida füüsikat”, kui räägime arvutustest.

See teadus on seotud ka geograafiaga, et mõista loodusnähtusi, osata analüüsida tulevikusündmusi ja ilma.

Füüsikaga on seotud ka bioloogia ja keemia. Näiteks ei saa ükski elusrakk eksisteerida ilma gravitatsioonita ja õhuta. Samuti peavad elusrakud liikuma ruumis.

Kuidas kirjutada esseed 7. klassi õpilasele

Nüüd räägime sellest, mida oskab kirjutada seitsmenda klassi õpilane, kes on osaliselt õppinud füüsikat. Näiteks võite kirjutada samast gravitatsioonist või tuua näite tema kõndimiskiiruse arvutamiseks ühest punktist teise läbitud vahemaa mõõtmise kohta. 7. klassi õpilane saab täiendada esseed “Miks on füüsikat vaja” erinevate katsetega, mis tunnis läbi viidi.

Nagu näete, võib loovtöö kirjutada üsna huvitavalt. Lisaks arendab see mõtlemist, annab uusi ideid ja äratab uudishimu ühe olulisema teaduse vastu. Tõepoolest, tulevikus võib füüsika aidata igas eluolukorras: igapäevaelus, elukutse valikul, heale tööle saamisel, õues puhkamisel.

Miks peab iga inimene koolis füüsikat õppima?

Füüsikat on vaja selleks, et tutvuda ja õppida erinevaid looduse mõistmise viise. Siis saab seda üle kanda mitte ainult loodusesse. Aga füüsika näitab, kuidas saab midagi uurida, kuidas küsimusi esitada. Küsimuse esitamine on ilmselt kõige olulisem asi, mida füüsika koolis õpetab.

Teadmised meie maailma ehituse füüsikaseadustest on nii või teisiti kasulikud igale inimesele. See on sama osa üldisest kultuurilisest baasist nagu vene keele põhireeglite tundmine, geograafias või ajaloos orienteerumine, raha loendamise oskus, bioloogilise evolutsiooni üldpõhimõtete tundmine...

Ja muide, inimestele tuleb õpetada füüsikat, et nad valdaksid teatud uut mõtlemisstiili – mudelmõtlemist. Matemaatika arendab mõtlemise loogilist poolt ja füüsika võimaldab mõelda mudelipõhiselt. See tähendab, et inimene peab mõistma: toimub nähtus – mis seal on oluline, mis mitte.

Fakt on see, et füüsika, füüsikaõpetus koolis, ei ole suunatud kasuliku info edastamisele, vaid inimese arengule. Ja füüsika on selleks ülimugav vahend... Ja see, et matemaatikat ja füüsikat ei ole hiljem normaalse inimese elus tegelikult vaja, no jumal tänatud. Kui inimesel on arenenud intelligentsus ja siis ta unustas mõne võrrandi lahendamise, siis pole ta elus midagi kaotanud.

Intelligentsus ei seisne mitte niivõrd mälus, tähelepanus, kiirlugemises, keeleoskuses jne, vaid ennekõike mõtlemisvõimet !

Füüsika kasvatab inimesi, kes oskavad analüüsida, üldistada, järeldusi teha – mõelge! Internet on pikka aega edukalt arenenud. Ja jumal tänatud, selle ressursid ei oska veel mõelda, vaid oskavad ainult sealt infot otsida. Ja see võtab palju vähem aega! Mis on siis inimeste jõud? Ja kui nad pole treenitud mõtlema, siis nad ei saa ka midagi teha... Arvutid oma hullu kiirusega isegi variantide proovimisel, rääkimata heuristiliste võtete kasutamisest, võivad kaotada vaid inimesele, kes oskab mõtle. Ja sa pead seda õppima!

Õpilased ja mõnikord ka nende vanemad ütlevad: "Minu laps on humanist, ta joonistab (tantsib, laulab) suurepäraselt, ta ei vaja füüsikat." Igavene vaidlus füüsikute ja lüürikute vahel. Teadus ja kunst. Neid meie kultuuri valdkondi peetakse sageli peaaegu antipoodideks: teaduses - arvutamine ja loogika, kunstis - tunded ja emotsioonid; Teadus peegeldab, kunst kogeb. Tegelikult on need ühe mündi kaks külge, erinevus on ainult rõhuasetuses. Luuletaja Aleksei Sissakin ütles seda väga täpselt ja lühidalt.

Teadus on surnud ilma kunstita,

See paneb ta end paremini tundma.

Kunst on ilma teaduseta mõttetu:

Meistriteoseid loovad nii mõistus kui ka käed

Alustame artiklite sarja probleemidest ja aegunud mõistetest kooli õppekavas ning kutsume teid juurdlema selle üle, miks koolilastele füüsikat vaja on ja miks tänapäeval seda nii nagu me tahaksime.

Miks õpib tänapäeva koolilaps füüsikat? Kas selleks, et tal vanematel ja õpetajatel igav ei hakkaks või et ta saaks edukalt sooritada enda valitud ühtse riigieksami, koguda vajaliku arvu punkte ja astuda heasse ülikooli. On veel üks variant, et koolilaps armastab füüsikat, aga see armastus eksisteerib tavaliselt kuidagi koolikavast eraldi.

Kõigil neil juhtudel toimub õpetamine sama skeemi järgi. See kohandub oma kontrollisüsteemiga – teadmised tuleb esitada sellisel kujul, et neid oleks lihtne kontrollida. Seetõttu eksisteerivad GIA ja Unified State Eksamisüsteemid ning nendeks eksamiteks valmistumine saab sellest tulenevalt koolituse peamiseks eesmärgiks.

Kuidas füüsika ühtne riigieksam praeguses versioonis töötab? Eksamiülesanded koostatakse spetsiaalse kodifitseerija abil, mis sisaldab valemeid, mida teoreetiliselt peaks teadma iga õpilane. See on umbes sada valemit kõigi kooli õppekava osade jaoks – kinemaatikast aatomi tuumafüüsikani.

Enamik ülesandeid – umbes 80% – on suunatud just nende valemite rakendamisele. Lisaks ei saa kasutada muid lahendusviise: kui asendasite valemi, mida loendis pole, ei saa te teatud arvu punkte, isegi kui vastus on õige. Ja ainult ülejäänud 20% on mõistmise ülesanded.

Sellest tulenevalt on õpetamise peamine eesmärk tagada, et õpilased teaksid seda valemikomplekti ja oskaksid neid rakendada. Ja kogu füüsika taandub lihtsale kombinatoorikale: lugege ülesande tingimusi, mõistke, millist valemit vajate, asendage vajalikud näitajad ja saate lihtsalt tulemuse.

Füüsika ja matemaatika eliitkoolides ja erialakoolides on haridus loomulikult erinevalt üles ehitatud. Seal, nagu ka igasugusteks olümpiaadideks valmistumisel, on loovuse element ja valemite kombinatoorika muutub palju keerulisemaks. Kuid meid huvitab siin põhiline füüsikaprogramm ja selle puudused.

Tüüpülesanded ja abstraktsed teoreetilised konstruktsioonid, mida tavaline õpilane peaks teadma, kaovad väga kiiresti meelest. Seetõttu ei tea pärast kooli lõpetamist füüsikat enam keegi - välja arvatud see vähemus, kes on sellest mingil põhjusel huvitatud või vajab seda erialana.

Selgub, et teadus, mille põhieesmärk oli mõista loodust ja tegelikku füüsilist maailma, muutub koolis täiesti abstraktseks ja eemaldub igapäevasest inimkogemusest. Füüsikat, nagu ka teisi aineid, õpetatakse päheõppega ja kui keskkoolis kasvab järsult õppimist vajavate teadmiste hulk, muutub kõike pähe õppida lihtsalt võimatuks.

Visuaalselt õppimise "valemite" lähenemisest.

Aga seda poleks vaja, kui õppimise eesmärgiks poleks valemite rakendamine, vaid ainest arusaamine. Arusaamine on lõppkokkuvõttes palju lihtsam kui tuupimine.

Moodustage maailmast pilt

Vaatame näiteks, kuidas töötavad Yakov Perelmani raamatud “Meelelahutuslik füüsika” ja “Meelelahutuslik matemaatika”, mida lugesid mitu põlvkonda kooliõpilasi ja kooliealisi. Peaaegu iga Perelmani “Füüsika” lõik õpetab esitama küsimusi, mida iga laps saab endalt küsida, alustades elementaarsest loogikast ja igapäevakogemusest.

Probleemid, mida meil siin lahendada palutakse, ei ole kvantitatiivsed, vaid kvalitatiivsed: me ei pea arvutama mingit abstraktset näitajat nagu efektiivsus, vaid mõtlema, miks igiliikur on tegelikkuses võimatu, kas kahurist on võimalik tulistada. kuule; peate läbi viima katse ja hindama, milline on füüsilise suhtluse mõju.

Näide 1932. aasta “Meelelahutuslikust füüsikast”: mehaanikareeglite järgi lahendatud Krylovi luige, vähi ja haugi probleem. Tulemus (OD) peaks vedama käru vette.

Ühesõnaga, siin pole vaja valemeid pähe õppida - peamine on aru saada, millistele füüsikalistele seadustele ümbritseva reaalsuse objektid järgivad. Ainus probleem on see, et selliseid teadmisi on palju keerulisem objektiivselt kontrollida kui täpselt määratletud valemite ja võrrandite kogumi olemasolu koolilapse peas.

Seetõttu muutub füüsika tavaõpilase jaoks nüriks tuupimiseks, parimal juhul aga mingiks abstraktseks mõttemänguks. Tervikliku maailmapildi kujundamine inimeses ei ole sugugi see ülesanne, mida tänapäeva haridussüsteem de facto täidab. Selles suhtes, muide, ei erine see liiga palju nõukogude omast, mida paljud kipuvad üle hindama (sest enne, nagu räägitakse, arendasime aatomipomme ja lendasime kosmosesse, aga nüüd teame vaid naftat müüa).

Füüsikateadmiste poolest jagunevad õpilased pärast kooli lõpetamist praegu, nagu ka tollal, ligikaudu kahte kategooriasse: need, kes seda väga hästi oskavad, ja need, kes seda üldse ei tea. Teise kategooriaga halvenes olukord eriti siis, kui 7.-11. klassis vähenes füüsika õppeaeg 5 tunnilt 2 tunnile nädalas.

Enamik koolilapsi ei vaja tõesti füüsilisi valemeid ja teooriaid (millest nad väga hästi aru saavad) ja mis kõige tähtsam, need pole huvitavad sellel abstraktsel ja kuival kujul, milles neid praegu esitatakse. Sellest tulenevalt ei täida massiharidus ühtegi funktsiooni – see võtab vaid aega ja vaeva. Koolilastele - mitte vähem kui õpetajatele.

Tähelepanu: Valel lähenemisel loodusteaduste õpetamisele võivad olla laastavad tagajärjed.

Kui kooli õppekava ülesandeks oleks maailmapildi kujundamine, oleks olukord hoopis teine.

Muidugi peaksid olema ka erialatunnid, kus õpetatakse lahendama keerulisi probleeme ja tutvustatakse süvitsi teooriat, mis ei haaku enam igapäevakogemusega. Kuid tavalisel, “peavoolu” tudengil oleks huvitavam ja kasulikum teada, milliste seaduste järgi toimib füüsiline maailm, milles ta elab.

Asi muidugi ei taandu selles, et koolilapsed loevad õpikute asemel Perelmani. Lähenemist õpetamisele tuleb muuta. Paljud lõigud (näiteks kvantmehaanika) võiks kooli õppekavast eemaldada, teisi lühendada või üle vaadata, kui mitte üldlevinud korraldusraskused ning aine ja kogu haridussüsteemi põhimõtteline konservatiivsus.

Aga unistagem natuke. Võib-olla oleks pärast neid muutusi üldine sotsiaalne adekvaatsus suurenenud: inimestel oleks vähem usku kõikvõimalikesse torsioonpetturitesse, kes spekuleerivad lihtsate seadmete ja tundmatute mineraalide tükkide abil "biovälja kaitsmise" ja "aura normaliseerimisega".

Kõiki neid õela haridussüsteemi tagajärgi nägime juba 90ndatel, kui edukaimad petturid isegi riigieelarvest märkimisväärseid summasid ära kasutasid, ja näeme neid praegugi, kuigi väiksemas mahus.

Kuulus Grigori Grabovoi mitte ainult ei kinnitanud, et suudab inimesi ellu äratada, vaid juhtis mõttejõu ja "ekstrasensoorse diagnoosiga" valitsuslennuki abil asteroide Maalt kõrvale. Teda ei patroneerinud mitte keegi, vaid Vene Föderatsiooni presidendi alluvuses asuva julgeolekuteenistuse juhataja asetäitja kindral Georgi Rogozin.

Sageli esitavad koolilapsed (ja eriti koolitüdrukud) oma vanematele ja õpetajatele küsimuse: "Miks ma peaksin õppima füüsikat, kui see pole mulle huvitav ega ole mulle elus üldse kasulik?"

Pakun teile lihtsa vastuse. Lõppude lõpuks on motivatsioon konkreetse aine õppimisel väga oluline. Tõepoolest, kuidas seletada teismelisele, keda füüsika ei huvita, kes ei kavatse sellega elukutset seostada, et tal on vaja kõik need valemid, seadused ja teooriad selgeks õppida?

Minu arvates on teadmised meie maailma ehituse füüsikaseadustest nii või teisiti kasulikud igale inimesele. See on sama osa üldisest kultuurilisest baasist nagu vene keele põhireeglite tundmine, geograafias või ajaloos orienteerumine, raha loendamise oskus, bioloogilise evolutsiooni üldpõhimõtete tundmine...

Teades füüsika põhitõdesid, saame aru paljudest asjadest: kuidas töötab auto mootor, miks rakett kosmoses lendab, miks raudlaev ei upu, miks langevarjuril on vaja langevarju, mis on juhitav termotuumasünteesi, kuidas pump või elektriline veekeetja töötab... Jah, ilma selle teadmiseta on täiesti võimalik elada . Aga siiski…

Ja on veel üks oluline punkt. Peaaegu kõik praegused keskkooliõpilased ja gümnaasiumiõpilased saavad ühel hetkel lapsevanemateks, isadeks ja emaks. Ja nende väikesed lapsed esitavad miljon küsimust: miks trollibuss sõidab? miks on vikerkaar? Miks vesistrider jookseb kergesti veepinnal ega upu? Miks on äikest? Miks valitseb kosmoses kaaluta olek? Miks ei saa sõrmi pistikupessa pista, aga laualambi pistikut saab kasutada? miks tuli põleb? miks kõik lumehelbed nii erinevad on?...

Kõik need laste küsimused peavad saama vastuse. Kui oled kunagi koolis asja olemusest piisavalt hästi aru saanud, siis juba 10-20 aasta pärast suudad eelkooliealisele või algkooliealisele lapsele kõik sellised asjad kergesti selgeks teha - lühidalt ja tema arusaamist arvestades .

Loomulikult esindab kõigi nende füüsika valemite, ülesannete ja katsete õppimine, mis on osa tavakooli õppekavast, palju põhjalikum füüsikaõppe tase, kui enamikul õpilastel tulevikus vaja läheb. Kuid trikk on selles, et ainult nii saab füüsikaseaduste olemust hästi mõista. Kuidas mõista Archimedese seadust või universaalse gravitatsiooni seadust, kui te ei lahenda vähemalt mõnda vastavat probleemi?

Selge on see, et mitte kõik gümnasistid ei saa inspiratsiooni nendest mõtetest, mida selles artiklis väljendasin... Aga ehk saab keegi innustust. Või vähemalt annavad nad jõudu ja kannatust õppida füüsikat veidi usinamalt, ilma liigse vastikustundeta.

See on idee. Mõtle selle üle. Ja oma tõlgenduses esitage see oma lapsele või õpilastele. Kogemus näitab, et selliseid vestlusi tuleb pidada korduvalt. Mulle tundub, et mingil määral on need kasulikud.