A modern fizika leckék. Az első lecke arról szól, hogy miért van szükség a fizikára. Mi a baj a fizikával a modern iskolában Miért kell a fizikát tanulni?
Nemcsak az iskolások, de a felnőttek is elgondolkodnak néha: miért van szükség a fizikára? Ez a téma különösen fontos azoknak a diákoknak a szüleinek, akik egy időben olyan oktatásban részesültek, amely távol állt a fizikától és a technológiától.
De hogyan lehet egy diákon segíteni? Ezenkívül a tanárok esszét rendelhetnek a házi feladathoz, amelyben le kell írniuk gondolataikat a természettudományok tanulmányozásának szükségességéről. Természetesen jobb, ha ezt a témát tizenegyedikesekre bízzuk, akik teljesen értik a témát.
Mi a fizika
Leegyszerűsítve a fizika Természetesen manapság a fizika egyre jobban eltávolodik tőle, egyre mélyebbre hatol a technoszférába. Ennek ellenére a téma nem csak bolygónkkal, hanem az űrrel is szorosan összefügg.
Akkor miért van szükségünk fizikára? Feladata annak megértése, hogy bizonyos jelenségek hogyan történnek, miért alakulnak ki bizonyos folyamatok. Célszerű olyan speciális számítások elkészítésére is törekedni, amelyek segítenének bizonyos események előrejelzésében. Például hogyan fedezte fel Isaac Newton az egyetemes gravitáció törvényét? Egy felülről lefelé zuhanó tárgyat tanulmányozott, és mechanikai jelenségeket figyelt meg. Aztán olyan képleteket készített, amelyek valóban működnek.
Milyen részei vannak a fizikának?
A tantárgy több részből áll, amelyeket általánosan vagy mélyrehatóan tanulnak az iskolában:
- Mechanika;
- rezgések és hullámok;
- termodinamika;
- optika;
- elektromosság;
- a kvantumfizika;
- Molekuláris fizika;
- magfizika.
Minden szakasznak vannak alfejezetei, amelyek részletesen megvizsgálják a különböző folyamatokat. Ha nem csak az elméletet, a bekezdéseket és az előadásokat tanulod, hanem megtanulod elképzelni és kísérletezni azzal, amiről szó van, akkor a tudomány nagyon érdekesnek fog tűnni, és megérted, miért van szükség a fizikára. Az összetett, a gyakorlatban nem alkalmazható tudományok, például az atom- és magfizika, másként is értelmezhetőek: olvassa el a népszerű tudományos folyóiratok érdekes cikkeit, nézzen dokumentumfilmeket erről a területről.
Hogyan segít a tárgy a mindennapi életben?
A „Miért van szükség a fizikára” esszében ajánlatos példákat mondani, ha relevánsak. Például, ha leírja, miért kell mechanikát tanulnia, akkor említse meg a mindennapi élet eseteit. Példa erre egy közönséges autós utazás: egy faluból egy városba 30 perc alatt szabad autópályán kell haladnia. A távolság körülbelül 60 kilométer. Természetesen tudnunk kell, milyen sebességgel a legjobb az úton haladni, lehetőleg némi szabadidővel.
Példát is hozhat az építkezésre. Tegyük fel, hogy ház építésekor helyesen kell kiszámítani az erőt. Nem lehet vékony anyagot választani. A tanuló egy másik kísérletet is végezhet, hogy megértse, miért van szükség a fizikára, például vegyen egy hosszú táblát, és helyezzen el székeket a végére. A tábla a bútor hátoldalán lesz elhelyezve. Ezután meg kell töltenie a tábla közepét téglával. A tábla megereszkedik. Ahogy a székek közötti távolság csökken, az elhajlás kisebb lesz. Ennek megfelelően az ember elgondolkodtatót kap.
A vacsora vagy ebéd elkészítésekor a háziasszony gyakran találkozik fizikai jelenségekkel: hővel, elektromossággal, gépi munkával. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan kell helyesen cselekedni, meg kell értened a természet törvényeit. A tapasztalat gyakran sok mindenre megtanít. A fizika pedig a tapasztalat és a megfigyelés tudománya.
A fizikához kapcsolódó szakmák, szakkörök
De miért kell annak, aki végzett az iskolában, fizikát tanulni? A bölcsész szakra egyetemre, főiskolára bekerülőknek persze gyakorlatilag nincs igényük a tárgyra. De sok területen szükség van a tudományra. Nézzük, melyek:
- geológia;
- szállítás;
- elektromos ellátás;
- elektrotechnika és műszerek;
- gyógyszer;
- csillagászat;
- építés és építészet;
- hőellátás;
- gázellátás;
- vízellátás és így tovább.
Például még egy mozdonyvezetőnek is ismernie kell ezt a tudományt, hogy megértse a mozdony működését; az építtetőnek képesnek kell lennie erős és tartós épületek tervezésére.
A programozóknak és az informatikusoknak fizikát is ismerniük kell ahhoz, hogy megértsék az elektronika és az irodai berendezések működését. Ezenkívül valósághű objektumokat kell létrehozniuk a programok és alkalmazások számára.
Szinte mindenhol alkalmazzák: radiográfia, ultrahang, fogászati berendezések, lézerterápia.
Milyen tudományokhoz kapcsolódik?
A fizika nagyon szorosan összefügg a matematikával, mivel a feladatok megoldásához képesnek kell lennie különféle képletek konvertálására, számításokra és grafikonok felépítésére. Ezt az ötletet hozzáadhatja a „Miért kell fizikát tanulni” című esszéhez, ha számításokról beszélünk.
Ez a tudomány a földrajzhoz is kapcsolódik a természeti jelenségek megértése, a jövőbeli események, az időjárás elemzése érdekében.
A biológia és a kémia is összefügg a fizikával. Például egyetlen élő sejt sem létezhet gravitáció és levegő nélkül. Ezenkívül az élő sejteknek a térben kell mozogniuk.
Hogyan írjunk esszét egy 7. osztályos tanulónak
Most beszéljünk arról, hogy mit tud írni egy hetedikes, aki részben tanult a fizika egyes szakaszaiból. Például írhat ugyanarról a gravitációról, vagy példát mutathat az egyik ponttól a másikig megtett távolság mérésére, hogy kiszámítsa a gyaloglás sebességét. Egy 7. osztályos tanuló kiegészítheti a „Miért van szükség a fizikára” című esszét különféle, az órán végzett kísérletekkel.
Amint látható, a kreatív munka meglehetősen érdekesen írható. Emellett fejleszti a gondolkodást, új ötleteket ad, kíváncsiságot ébreszt az egyik legfontosabb tudomány iránt. A fizika ugyanis a jövőben bármilyen életkörülményben segíthet: a hétköznapokban, szakmaválasztásnál, jó állás megszerzésénél, szabadtéri kikapcsolódásnál.
Miért kell mindenkinek fizikát tanulnia az iskolában?
A fizikára azért van szükség, hogy megismerjük és megtanuljuk a természet megértésének különböző módjait. Akkor ezt nem csak a természetre lehet átvinni. De a fizika megmutatja, hogyan lehet valamit tanulmányozni, hogyan lehet kérdéseket feltenni. A kérdés feltevése valószínűleg a legfontosabb dolog, amit a fizika az iskolában tanít.
Világunk felépítésének fizikai törvényeinek ismerete így vagy úgy minden ember számára hasznos. Ez ugyanaz az általános kulturális alap, mint az orosz nyelv alapvető szabályainak ismerete, a földrajzban vagy a történelemben való tájékozódás, a pénzszámlálás képessége, a biológiai evolúció általános elveinek ismerete...
És mellesleg az embereknek meg kell tanítani a fizikát, hogy elsajátítsák egy bizonyos új gondolkodásmódot - a modellgondolkodást. A matematika fejleszti a gondolkodás logikai oldalát, a fizika pedig lehetővé teszi a modellszerű gondolkodást. Vagyis az embernek meg kell értenie: egy jelenség történik - mi fontos ott, mi nem fontos.
Az tény, hogy a fizika, a fizika iskolai oktatása nem a hasznos információk közlésére irányul, hanem az ember fejlesztésére. A fizika pedig egy rendkívül kényelmes eszköz ehhez... És az, hogy a matematika és a fizika később nem igazán kell egy normális ember életében, hát hála Istennek. Ha valaki fejlett intelligenciával rendelkezik, és elfelejtette, hogyan kell megoldani néhány egyenletet, akkor nem veszített semmit az életben.
Az intelligencia nem annyira memória, figyelem, gyorsolvasás, nyelvtudás stb., hanem mindenekelőtt gondolkodási képesség !
A fizika olyan embereket nevel, akik képesek elemezni, általánosítani, következtetéseket levonni – gondolkodni! Az internet már régóta sikeresen fejlődik. És hála Istennek, erőforrásai még nem tudnak gondolkodni, hanem csak információt tudnak keresni benne. És sokkal kevesebb időbe telik! Akkor hát mi az emberek hatalma? És ha nincsenek megtanítva a gondolkodásra, akkor nem fognak tudni semmit csinálni... A számítógépek őrült gyorsaságukkal még a lehetőségek kipróbálásakor is, nem is beszélve a heurisztikus technikákról, csak veszíthetnek annak, aki tudja, hogyan kell gondol. És ezt meg kell tanulnod!
A diákok és néha a szüleik azt mondják: „Az én gyerekem humanista, remekül rajzol (táncol, énekel), nincs szüksége fizikára.” A fizikusok és a lírikusok örök vitája. Tudomány és művészet. Kultúránk ezen területeit gyakran szinte antipódoknak tekintik: a tudományban - számítás és logika, a művészetben - érzések és érzelmek; A tudomány gondolkodik, a művészet tapasztal. Valójában ugyanannak az éremnek a két oldala, a különbség csak a hangsúlyban van. Alexey Sissakin költő ezt nagyon pontosan és tömören mondta.
A tudomány halott művészet nélkül,
Ettől jobban érzi magát.
A művészet tudomány nélkül értelmetlen:
A remekműveket az elme és a kéz alkotja
Cikksorozatot indítunk az iskolai tantervben felmerülő problémákról és elavult fogalmakról, és arra hívunk benneteket, hogy elmélkedjetek arról, miért van szükségük a fizikára az iskolásoknak, és miért nem tanítják manapság úgy, ahogy szeretnénk.
Miért tanul egy modern iskolás fizikát? Vagy azért, hogy ne unják meg a szülei és a tanárai, vagy azért, hogy sikeresen le tudja tenni a választott Egységes Államvizsgát, megszerezze a szükséges pontot és bekerüljön egy jó egyetemre. Van egy másik lehetőség, hogy egy iskolás szereti a fizikát, de ez a szeretet általában valahogy külön létezik az iskolai tantervtől.
Ezen esetekben a tanítás ugyanazon séma szerint történik. Alkalmazkodik a saját ellenőrzési rendszeréhez - a tudást olyan formában kell bemutatni, hogy könnyen ellenőrizhető legyen. Ezért létezik a GIA és az Egységes Állami Vizsgarendszer, és ennek eredményeként az ezekre a vizsgákra való felkészülés válik a képzés fő céljává.
Hogyan működik a fizika egységes államvizsga a jelenlegi verziójában? A vizsgafeladatok összeállítása speciális kódoló segítségével történik, amely olyan képleteket tartalmaz, amelyeket elméletileg minden diáknak ismernie kell. Ez körülbelül száz képlet az iskolai tanterv minden szakaszához - a kinematikától az atommagfizikáig.
A feladatok nagy része - mintegy 80%-a - kifejezetten ezen képletek alkalmazására irányul. Sőt, más megoldási módok sem használhatók: ha olyan képletet cserélt be, amely nem szerepel a listában, nem kap bizonyos számú pontot, még akkor sem, ha a válasz helyes. És csak a maradék 20% szövegértési feladat.
Ebből adódóan a tanítás fő célja, hogy a tanulók ismerjék ezt a képletkészletet és tudják alkalmazni. És minden fizika az egyszerű kombinatorikán múlik: olvassa el a probléma feltételeit, értse meg, milyen képletre van szüksége, cserélje ki a szükséges mutatókat, és csak kapja meg az eredményt.
Az elit és a speciális fizika-matematikai iskolákban az oktatás természetesen másképp épül fel. Ott, mint mindenféle olimpiára való felkészülésben, van némi kreativitás, és a képletek kombinatorikája sokkal összetettebbé válik. De ami itt érdekel, az az alapfizika program és annak hiányosságai.
A szokásos feladatok és az elvont elméleti konstrukciók, amelyeket egy átlagos diáknak tudnia kell, nagyon gyorsan eltűnnek az elméből. Ebből kifolyólag az iskola elvégzése után már senki sem ismeri a fizikát - kivéve azt a kisebbséget, akit valamilyen oknál fogva érdekel, vagy szakterületként szüksége van rá.
Kiderült, hogy a tudomány, amelynek fő célja a természet és a valós fizikai világ megértése volt, az iskolában teljesen elvonttá válik, és eltávolodik a mindennapi emberi tapasztalatoktól. A fizikát, akárcsak a többi tantárgyat, szó szerint oktatják, és amikor a középiskolában meredeken megnövekszik a megtanulandó tudás mennyisége, egyszerűen lehetetlen mindent megjegyezni.
Vizuálisan a tanulás „képlet” megközelítéséről.
De erre nem is lenne szükség, ha a tanulás célja nem a képletek alkalmazása, hanem a tantárgy megértése lenne. A megértés végső soron sokkal könnyebb, mint összezsúfolni.
Alkoss képet a világról
Lássuk például, hogyan működnek Yakov Perelman „Szórakoztató fizika” és „Szórakoztató matematika” könyvei, amelyeket iskolások és iskolások sok generációja olvasott. Perelman „Fizikájának” szinte minden bekezdése megtanít olyan kérdéseket feltenni, amelyeket minden gyermek feltehet magának, az elemi logikából és a mindennapi tapasztalatokból kiindulva.
A problémák, amelyeket itt meg kell oldanunk, nem mennyiségi, hanem minőségi jellegűek: nem valami elvont mutatót, például hatékonyságot kell kiszámítanunk, hanem azon kell gondolkodnunk, miért lehetetlen a valóságban egy örökmozgó, lehet-e ágyúból lőni. a Holdra; el kell végeznie egy kísérletet, és ki kell értékelnie, milyen hatással lesz bármilyen fizikai interakció.
Példa az 1932-es „Szórakoztató fizikából”: Krilov hattyújának, rákjának és csukának a problémája, a mechanika szabályai szerint megoldva. Az eredmény (OD) húzza a kocsit a vízbe.
Egyszóval itt nem szükséges képleteket megjegyezni - a lényeg az, hogy megértsük, milyen fizikai törvényeknek engedelmeskednek a környező valóság tárgyai. Az egyetlen probléma az, hogy az ilyen ismereteket sokkal nehezebb objektíven ellenőrizni, mint egy pontosan meghatározott képlet- és egyenlethalmaz jelenlétét egy iskolás fejében.
Ezért egy hétköznapi diák számára a fizika unalmas zsúfolássá válik, és legjobb esetben valamiféle elvont elmejátékká. A holisztikus világkép kialakítása az emberben egyáltalán nem az a feladat, amelyet a modern oktatási rendszer de facto ellát. Ebben a tekintetben egyébként nem különbözik túlságosan a szovjettől, amit sokan hajlamosak túlbecsülni (mert korábban azt mondják, atombombákat fejlesztettünk és repültünk az űrbe, de ma már csak az olajat tudjuk eladni).
A fizika tudását tekintve az iskola elvégzése után most is, mint akkoriban, nagyjából két kategóriába sorolhatók a diákok: akik nagyon jól ismerik, és akik egyáltalán nem. A második kategóriában különösen súlyosbodott a helyzet, amikor a 7-11. évfolyamon a fizika tanítási idejét heti 5 óráról 2 órára csökkentették.
A legtöbb iskolásnak valóban nincs szüksége fizikai képletekre és elméletekre (amit nagyon jól értenek), és ami a legfontosabb, nem érdekesek abban az elvont és száraz formában, ahogyan most bemutatják. Ennek eredményeként a tömegoktatás nem tölt be semmilyen funkciót - csak időt és erőfeszítést igényel. Az iskolásoknak - nem kevesebb, mint a tanároknak.
Figyelem: A természettudományok oktatásának helytelen megközelítése pusztító következményekkel járhat.
Ha az iskolai tananyag feladata a világról alkotott kép kialakítása lenne, teljesen más lenne a helyzet.
Természetesen szakos órákat is kellene tartani, ahol bonyolult problémák megoldását tanítják, és mélyrehatóan bevezetik az elméletet, amely már nem metszi egymást a mindennapi tapasztalatokkal. De egy hétköznapi, „mainstream” diák számára érdekesebb és hasznosabb lenne tudni, milyen törvények szerint működik az a fizikai világ, amelyben él.
A dolog persze nem azon múlik, hogy az iskolások tankönyvek helyett Perelmant olvasnak. A tanítás szemléletén változtatni kell. Sok részt (például kvantummechanikát) ki lehetne venni az iskolai tantervből, más részeket le lehetne rövidíteni vagy felülvizsgálni, ha nem a mindenütt jelen lévő szervezési nehézségek, valamint a tantárgy és az oktatási rendszer egészének alapvető konzervativizmusa miatt.
De álmodjunk egy kicsit. E változások után talán nőtt volna az általános társadalmi megfelelőség: az emberek kevésbé bíznának mindenféle torziós szélhámosban, akik egyszerű eszközök és ismeretlen ásványok segítségével „a biomező védelmére” és „az aura normalizálására” spekulálnak.
Az ördögi oktatási rendszer mindezen következményeit már a 90-es években megfigyelhettük, amikor a legsikeresebb csalók még jelentős összegeket is igénybe vettek az állami költségvetésből, és most is látjuk, bár kisebb léptékben.
A híres Grigorij Grabovoj nemcsak arról biztosította, hogy képes feltámasztani az embereket, hanem a gondolat erejével és az „extraszenzoros diagnózisú” kormányrepülőgépekkel is eltérítette a Földről aszteroidákat. Nem bárki pártfogolta, hanem Georgij Rogozin tábornok, az Orosz Föderáció elnökének alárendelt biztonsági szolgálat helyettes vezetője.
Az iskolások (és különösen az iskoláslányok) gyakran felteszik a kérdést szüleiknek és tanáraiknak: „Miért tanuljak fizikát, ha az nem érdekes számomra, és egyáltalán nem lesz hasznos az életben?”
Egy egyszerű választ ajánlok. Végül is a motiváció egy adott tárgy tanulmányozása során nagyon fontos dolog. Valóban, hogyan magyarázzuk el egy tinédzsernek, akit nem érdekel a fizika, és aki nem fog hozzá szakmát társítani, hogy meg kell tanulnia ezeket a képleteket, törvényeket és elméleteket?
Véleményem szerint a világunk felépítésének fizikai törvényeinek ismerete így vagy úgy minden ember számára hasznos. Ez ugyanaz az általános kulturális alap, mint az orosz nyelv alapvető szabályainak ismerete, a földrajzban vagy a történelemben való tájékozódás, a pénzszámlálás képessége, a biológiai evolúció általános elveinek ismerete...
A fizika alapjainak ismeretében egy csomó dolgot megértünk: hogyan működik az autó motorja, miért repül a rakéta az űrben, miért nem süllyed el egy vashajó, miért kell egy ejtőernyősnek ejtőernyő, mi az irányított termonukleáris fúzió, hogyan szivattyú vagy elektromos vízforraló működik... Igen, ez a tudás nélkül is lehet élni. De még mindig…
És van még egy fontos szempont. Szinte minden jelenlegi középiskolás és középiskolás diák egy idő után szülővé, apává és anyává válik. Kisgyermekeik pedig millió kérdést tesznek fel: miért megy a trolibusz? miért van szivárvány? Miért fut könnyen a víz felszínén egy vízi lépegető, és miért nem fullad meg? Miért van mennydörgés? Miért van súlytalanság az űrben? Miért nem dughatja az ujjait a konnektorba, de használhatja az asztali lámpa csatlakozóját? miért ég a lámpa? miért olyan különbözőek a hópelyhek?
Mindezekre a gyerekek kérdéseire választ kell kapni. Ha egyszer az iskolában elég jól megértette a dolog lényegét, akkor 10-20 év múlva is könnyen el tudja majd magyarázni mindezt egy óvodás vagy kisiskolás korú gyermeknek - röviden és a megértési szintjét figyelembe véve. .
Természetesen ezeknek a fizikaképleteknek, problémáknak és kísérleteknek a tanulmányozása, amelyek a szokásos iskolai tanterv részét képezik, sokkal elmélyültebb fizikatanulási szintet jelent, mint amennyire a legtöbb diáknak szüksége lesz a jövőben. De a trükk az, hogy csak így lehet jól megérteni a fizikai törvények lényegét. Nos, hogyan lehet megérteni Arkhimédész törvényét vagy az egyetemes gravitáció törvényét, ha nem oldja meg legalább egy kicsit a megfelelő problémákat?
Nyilvánvaló, hogy nem minden középiskolást fognak inspirálni azok a gondolatok, amelyeket ebben a cikkben megfogalmaztam... De hátha valakit megihlesztenek. Vagy legalább erőt és türelmet adnak ahhoz, hogy egy kicsit szorgalmasabban, túlzott undor nélkül tanuld a fizikát.
Az az ötlet. Gondold át. A saját értelmezésedben pedig mutasd be gyermekednek vagy tanítványaidnak. A tapasztalat azt mutatja, hogy az ilyen beszélgetéseket többször kell lefolytatni. Számomra úgy tűnik, hogy bizonyos mértékig hasznosak.
