Text
                    Illlllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll
МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ
ФИЗИКИ
В СЕМИЛЕТНЕЙ ШКОЛЕ
TOM I
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
МЕТОДИКИ ФИЗИКИ

 llliilliliillllilllliliiiiiiiliiiillliimiiiiiiiiiiiiiiiiiiliiiiiiiiiiiiiiiiliiiiiiiiiiiiniiililiiiiina

АКАДЕМИЯ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ НАУК РСФСР ИНСТИТУТ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ Е. Н. ГОРЯЧКИН МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ В ОЕМИЛЕТНЕЙ ШКОЛЕ ТОМ I ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТОДИКИ ФИЗИКИ Пособие для учителей и руководство для студентов учительских институтов ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧЕБНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РСФСР МОСКВА * 1948 Scan AAW
Тридцатилетию советской школы серию руководств по методике физики посвящает автор. Москва, 1947 г. ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА Настоящее пособие в его целом является серией руководств по методике преподавания физики в семилет- ней общеобразовательной школе, составленных автором к трид- цатилетию советской школы на основе его двадцатипятилетнего опыт.а работы в средней школе и работы в педагогических вузах со студентами, а также с преподавателями физики по повышению их квалификации. Назначением серии является ознакомление будущих педагогов (студентов педагогических вузов и учительских институтов) и на- чинающих преподавателей по возможности со всеми специальными видами знаний и навыков, которые необходимы для успешного преподавания физики в советской школе. Эти виды знаний и навыков столь многочисленны, разнообразны и разнохарактерны, что для подготовки к преподаванию физики приходится затрачивать безусловно много больше времени и, глав- ное, усилий, чем для преподавания любой из других дисциплин, излагаемых в средней школе. Действительно, советский препода- ватель физики помимо отчётливого знания своего огромного по объёму предмета, т. е. физики и математики, должен прежде всего в совершенстве владеть основами учения диалектического материализма, так как его задачей служит не только обучение физике, но и формирование у учащихся на основах одной из важнейших естественных наук — физики — соответствующего мировоззрения. Помимо этого, пре- подавателю необходимо быть хорошо знакомым с энциклопедией современной техники, а также оценивать роль и значение тех- ники в нашехМ отечественном, социалистическом обществе. Поскольку преподавание физики в семилетней школе строится целиком на основе опыта и наблюдения физических явлений, протекающих в естественных условиях, постольку пре- подаватель должен в совершенстве владеть методикой и техникой физического эксперимента — специального вида методи- ческих знаний, требующего сравнительно длительного и трудоём- кого изучения. Если преподаватель сам умеет наблюдать, видя
4 «физику на каждом шагу», знает методику демонстрационного экс- перимента и владеет его техникой, проводит в должной мере ла- бораторные работы с учащимися, осуществляет систематически и в полном подчинении задачам преподавания физики внеклассные мероприятия, то он может быть совершенно твёрдо уверен, что приобретённые учащимися под его руководством знания не будут заключать никаких даже малейших намёков на формализм. ' Кроме экспериментальной части, преподаватель должен вла- деть методикой и техникой применения графики, т. е. рисун- ков и чертежей, для правильного и полного обеспечения процесса преподавания физики и повышения его эффективности. Наконец, преподаватель является хозяином, а иногда и организатором ф и- зического кабинета школы и поэтому должен обладать рядом специальных знаний и навыков по лабораторной технике и элементам разнообразных ремёсел, чтобы вести кабинет к его дальнейшему развитию и усовершенствованию; в противном случае развал даже хорошо налаженного кабинета явится неизбежностью. К приобретению последних из указанных знаний и навыков обязывает также необходимость руководить работой в ученических кружках по физике и по техническому моделированию. Нельзя забывать также, что в условиях послевоенного времени ремеслен- ные знания и навыки нужны преподавателю для восполнения Своими силами и средствами пробелов в коллекции аппаратуры кабинета и для полного обеспечения преподавания экспериментом. На- конец, преподаватель — творец педагогического процесса, ищу- щий и прокладывающий новые пути в методике, как правило, конструирует свои оригинальные приборы или их детали, более ценные в методическом отношении по сравнению с теми, ко- торые выпускаются промышленностью. Таковы в общем специальные виды знаний и навыков препода.- вателя. Настоящая работа в её целом представляет попытки созда- ния практического руководства преподавания физики в семилет- ней школе с рассмотрением этого процесса во всём его многообра- зии и с научным обоснованием главнейших положений, соответ- ствующих «методике сегодняшнего дня». При этом работа построена не только на основе личного опыта, но и изучения и учёта опыта массовой школы, а также лучших преподавателей физики. В состав серии входят: Том I. Общие вопросы методики физики. См. оглавление. Том II. Методика и техника физического'эксперимента. Часть 1-я. Физический кабинет семилетней школы. Основные положения методики и техники физического экспе- римента. Оборудование физического кабинета. Физические приборы (классификация приборов; обеспечение видимости демонстраций;
5 подсобные приборы; приборы для проектирования; технические модели; измерительные приборы; приборы для лабораторных ра- бот;'источники электрического тока; источники теплоты; хранение приборов и инвентаризация). Часть 2-я. Демонстрационные опыты. Методические указания преподавателям и студентам о занятиях по методике и технике эксперимента. Проектирование на экран диапозитивов и приборов (диаскоп, эпископ, теневое проектиро- вание). Обзор и описание демонстраций по всем темам программы. Часть 3-я. Лабораторные занятия. Методические замечания к лабораторным работам. (Исполь- зование результатов лабораторных работ. Ошибки при измере- ниях и их влияние на. вычисление. Методические указания пре- подавателям и студентам об изучении методики и техники поста- новки лабораторных работ.) Обзор и описание лабораторных работ по темам программы. Приложение. Зарядка аккумуляторов. Ветросиловая электростанция в школе. Библиография. Том III. Самодельные и упрощенные приборы при преподава- нии физики. (Соавтор С. Н. Жарков.) Часть 1-я. Изготовление приборов и техническое моделиро- вание- в кружках. Домашние опыты и научные развлечения. Методика кружковых занятий по физике (тема, план, форма работы кружков, ремесленные навыки учащихся, примерные планы кружков). Роль и значение самодельных приборов при преподавании физики. Упрощенные приборы при занятиях в классе. Часть 2-я. Лабораторная техника. Конструирование прибо- ров; ремесленные навыки (обработка дерева, стекла, металла, пробки; пайка; электромонтаж; работы из бумаги и картона и др.). Специальные виды навыков (кинопроектирование; приго- товление растворов; очистка ртути; мытьё и сушка посуды и др.). Часть 3-я. Обзор упрощенных и самодельных приборов и опытов с ними по темам программы. Том IV. Рисунки и чертежи на уроках физики. Часть 1-я. Методика и техника рисования на уроках физики. Роль и значение рисунков. Виды рисунков. Развитие рисунка в процессе объяснения. Изображение последовательных фаз
6 явления. Значение рисунков для запоминания пройденного и по- вторения. Рисунки при опросе и решении задач. Научная и гра- фическая грамотность. Техника воспроизведения рисунков (технические средства при рисовании; особенности рисования мелом "и чернилами; перспективные изображения; ортогональная параллельная проекция; построение правильных геометрических фигур; объёмный вид; условные обозначения веществ и мате- риалов; унифицированные условные изображения опор и шкал; унифицированные изображения посуды, нагревателей, штати- вов; обозначение размеров и надписи; разрезы; аксонометриче- ская проекция; воспроизведение сложных рисунков). Диаграммы. Графики. Часть 2-я. Обзор и примеры выполнения рисунков приме- нительно к темам программы. Основной задачей, поставленной автором в этих томах, было ознакомление с наиболее совершенными приёмами преподавания физики в школе и с научным обоснованием этих приёмов, по- скольку это возможно для состояния современной методики физики. При этом автор намеренно не ограничивался изложением минимума, но стремился познакомить со всеми имеющимися возможностями при изложении курса физики, с тем, чтобы пре- подаватель, как истинный творец педагогического процесса, мог сделать выбор соответствующих материалов и приёмов преподавания применительно к своим методическим взглядам и к местным условиям. Самое серьёзное внимание было обращено автором на подбор иллюстративного материала. Для настоящего издания в его целом выполнено более 2000 фотографий, рисунков и чертежей, из которых подавляющее число .являются оригинальными, а не заимствованными. Наибольшее количество рисунков и чертежей для настоящего издания выполнено художником М. В. Ша- ма р и н ы м. Как при описании опытов, так и изображении соответствую- щих приборов учитывалось действительное оборудование наших школ, почему описывалась и изображалась только та аппаратура, которая выпускается или выпускалась ранее нашей отечествен- ной промышленностью. Так как дацный труд предназначен i^e только для системати- ческого изучения, но и для справок, то автор намеренно допускал повторения уже изложенного в книге выше, в особенности при рассмотрении общих вопросов методики физики (§§1—51). Это способствовало некоторой самостоятельности и законченности из- ложения отдельных вопросов и позволило значительно уменьшить количество ссылок, оставшихся несмотря на это многочисленными. Особенностью данной книги является обилие ссылок как в пределах одного тома, так и всех других томов этого же труда.
7 Чтобы читатель мог без затруднений пользоваться принятой системой справок, необходимо учесть всю структуру книги. Каждый том, кроме «частей», разбит на «главы», которые подразделяются на «параграфы». Каждый параграф делится на «разделы», нумерация и заголовки которых набраны жирным шрифтом. Раздел состоит обычно из нескольких пунктов; их подзаго- ловки набраны разрядкой и нумерация снабжена скоб- ками, стоящими после числа. Каждый том имеет свою сквозную нумерацию параграфов, поэтому в ссылках указываются: номер тома (римской цифрой), номер параграфа (жирным шрифтом) и номер раздела, например: т. II, § 5, 2; пункты в ссылках обычно не упоминаются. Если ссылка даётся в пределах одного и того же тома, то номер том£ не указывается. При ссылках в пределах одного параграфа пропускается и номер параграфа: «раздел 3» или «в разделе 5». При ссылках на литературу применяются сокращённые условные обозначения, именно: Ф. Э. — Галанин, Горячкин, Жарков, П а в- ша, Сахаров, Физический эксперимент в школе, т. L—VI. X. Э. — Верховский, Техника и методика химического эксперимента в школе, т. I—II. Ст. уч. — Фалеев и Пёрышкин, Физика. Учеб- ник для 6—7 классов, ч. 1 и 2, изд. 9-е, 1940. Знаменский, Лаб. зан. — Лабораторные занятия по физике в средней школе, ч. I—III, изд. 3-е, 1934. Горячкин «Проводка» — Как самому рассчитать и сделать электрическую проводку, изд. 3-е, 1935. Сахаров — Физика. Учебник для школ взрослых, изд. 8-е, 1940. Цингер — Начальная физика, изд. 12-е, 1928 г. Буквенные обозначения, принятые в книге: 1 — длина I —сила тока ь — ширина U —напряжение, Э.Д.С. h — толщина, высота R —сопротивление г — радиус А — работа d — диаметр N — механическая мощность S — площадь Р —мощность тока V — объём А, а — ампер т — масса V, в — вольт D — плотность, уд. вес W, вт — ватт Р — сила, вес kW, кет —киловатт Q — количество теплоты 2, ом — ом г — единица массы, результата взвешивания на рычажных весах Г- — единица силы и веса, результата взвешивания на пружин- ных весах
8 При составлении настоящего издания значительную помощь автору оказал ряд русских методистов. Так, принципиальная сторона общей части методики физики, изложенная в §§ 1—11 тома I, была разработана автором совместно с Д. Д. Г а л а н и- н ы м, 'библиографическая часть во всех томах — совместно с С. Н. Жарковым, глава «Планирование и учёт работы по физике» — совместно с А. В. П ё р ы ш к и н ы м. Огромный труд по редактированию томов I и II был выполнен С. Н. Ж а р- ковым и IV — В. В. Крауклисом. Просьба к преподавателям высшей и средней школы, а также к студентам, пользовавшимся данным изданием при своей работе, сообщать автору о всех недочётах и неясностях в изложении по адресу: Москва, Чистые пруды, Лобковский пер., д. 5/16, Институт методов обучения АПН, Е. Н. Горячкину. Москва Е. Н. Горячкин Июль 1947 г.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТОДИКИ ФИЗИКИ Глава первая ЗАДАЧИ МЕТОДИКИ ФИЗИКИ § 1. Физика как наука «Движение материи, — говорит Энгельс, — не сводится к одному ^только грубому механическому движению, к простому перемещению; движение материи — это также теплота и свет, электрическое и магнитное напряжения, химическое соединение и разложение, жизнь и, наконец, сознание». Исходя из этого изложения Ф. Энгельса, можно определить физику как науку о нескольких формах движения материи, объединённых под общим названием физических. Физическими формами движения в порядке усложнения их являются: меха- ническая, тепловая, электромагнитная, лучистая. Новейшая физика раскрыла особую форму движения — внутриатом- ную. Для разрешения задач преподавания весьма важно отметить характерную особенность физики, заключающуюся в её ме- тоде. Физика — наука экспериментальная. Однако, эксперимент не есть ‘только собирание и классификация фактов или наблю- дений. Эксперимент, как это уже хорошо сознавал основатель современной физики — Галилей, всегда основывается на некотором предварительном теоретическом -предположении. Эксперимент задумывается физиком для проверки этого пред- положения и ведёт в случае его успеха к новому предположению и от Него опять к новому эксперименту. Логические рассуждения на основе экспериментальных фак- тов не менее важны для построения науки физики, и только' они сообщают физическим законам присущую им всеобщ- ность. Источниками марксистско-ленинской философии естество- знания являются: 1. Ф. Энгельс, Диалектика природы; Антидюринг. 2. В. И. Л е н и н, Материализм и эмпириокритицизм; Фило- софские тетради. 3. И. В. Сталин, О диалектическом и историческом мате- риализме; Анархизм или социализм?
10§J § 2. Физика как учебный предмет Физика — как наука — является системой знаний в непре- рывно растущем объёме. Содержание науки, так же как и её объём, подвергается непре- рывным изменениям, разрастается как вширь, так и вглубь, и поэтому в частности поддаётся определению только в некотором приближении. Для учебного предмета характерно большее или меньшее огра- ничение по объёму и содержанию, определяемое задачами, по- ставленными перед школой. Задачи образования, стоящие перед нашей советской школой, чрезвычайно велики. Они* все время усложняются, ибо наука идет вперед и беспрерывно обогащается новыми данными. Для нашей, советской, школы весьма характерно, что между содержанием науки и учебного предмета нет и не может быть про- тиворечия. Содержание предмета, конечно, не может полностью совпадать с наукой, но должно соответствовать ей. Поэтому в советской школе надлежит, как это указывает В. И. Ленин, изучать именно «основы наук». Таким образом, физика как учеб- ный предмет должна представлять собой не что иное, как основы науки физики. Отсюда следует необходимость построения в школе такого курса физики, который создавал бы определённую систему физических знаний и приводил бы к выработке основ научного мировоззрения. Содержание и объём этой системы определяются в соответ- ствии с задачами данного вида школы (семилетняя, ремесленная, средняя), а также в зависимости от знаний, уровня развития и возрастных особенностей учащихся. Согласно принятому положению об изучении в школе основ науки физики, весьма важно, чтобы содержание предмета явля- лось научно правильным, несмотря на ту или иную степень своей элементарности. «Преподавание в средней школе, как, впрочем, и всякое иное преподавание, не может быть, конечно, исчерпывающим. Однако, его необходимо строить таким образом, чтобы в дальнейшем уча- щийся мог и должен был бы доучиваться, но никогда не был вы- нужден переучиваться^1. Таким образом, учебный предмет ни й коем случае не должен сообщать искажённых знаний, хотя и вынужден давать неполные знания. Научность изложения отнюдь не достигается приведением различных уточнений и оговорок или обращением внимания на все самые мелкие детали. Изложение будет научным, если оно 1 «Курс физики» под ред. Г. С. Ландсберга, т. I, Предисловие, 1944, стр. 6.
§ 3 11 построено в соответствии с глубокими и руководящими науч- ными воззрениями. Так, основой цри изложении химии должен быть периодический закон Д. И. Менделеева; при изло- жении ботаники или зоологии — идея эволюции, развитие и борьба за существование; при изложении физики — закон со- хранения энергии и молекулярно-кинетические представления. Однако, из сказанного никак не следует, что с этих отвле- чённых идей надо начинать изложение; речь идёт о том, что эти идеи необходимо всё время иметь в виду при изложении. Педа- гогическое изложение не может быть только «компиляцией» и только «упрощением»; оно должно быть проникнуто единством проводимых точек зрений и отличаться своеобразием, близким к научному творчеству. § 3. Методику физики и её задачи Методика физики, опираясь, с одной стороны, на методологию науки физики, а с другой — на педагогику и психологию, ставит своими основными задачами определение содержания учебного предмета физики и выяснение наиболее эффективных способов сообщение знания учащимся. Поскольку физика изучается в разных ступенях нашей, со- ветской школы, постольку построение соответствующих курсов физики должно быть таково, чтобы помимо достижения целей, стоящих перед данным видом школы, обеспечивалась преем- ственность этих курсов физики по восходящей линии. Таким образом, обеспечение этой преемственности является также одной из задач методики (§§ 52—54). В настоящем руководстве излагается методика физики, соответствующая первой ступени знаний (§ 54), являющихся предметом изучения в семилетней общеобразовательной школе. Рассмотрим те конкретные задачи, которые стоят перед методикой физики школы-семилетки: 1) Первой задачей является определение содержания курса физики или, иными словами, того учебного материала, который должен составлять первый круг сведений по физике. Эта задача определяется теми общими целями преподавания, которые стоят перед школой-семилеткой (§ 4), и разрешается в соответствии с требованиями, выдвигаемыми общеобразовдхелььным значением физических знаний, научностью изложения и доступностью для учащихся (§§ 5 и 6). Первая ступень образует тот минимум физических сведений, который оказывается нужным и достаточным для создания определённой системы физических знаний, выработки у учащихся элементов научного миропонимания и мышления, а также для приобретения ими ряда некоторых навыков практического харак- тера.
12 § 3 2) Второй задачей методики физики служит установление последовательности в изучении учебного материала. Эта после- довательность, с одной стороны, может определяться методоло- гическими соображениями (например, изучение форм движения в последовательности их усложнения, § 1) и, с другой, навыками, знаниями и развитием учащихся, а также их возрастными осо- бенностями^ Материал должен быть расположен в такой после- довательности, чтобы степень трудности нара- стала постепенно и чтобы сложность того или иного вопроса в должной мере облегчалась предыдущим изучением. Одни и те же вопросы могут оказаться различ- ными по трудности для учащихся в зависимости от последо- вательности их изучения, а тем более от подготовки к этому изучению. 3) Третья задача методики — это определение методов или приёмов наиболее эффективного изучения и усвоения учащимися учебного материала. Эта эффективность обусловливается, с одной стороны, глубиной и полнотой изучения и, с дру- гой, сокращением до возможного минимума затрат труда и времени на изучение и усвоение. Методы преподавания физики многочисленны ич разнооб- разны; рассмотрение их тем более важно, что правильное при- менение их в весьма значительной степени способствует эффек- тивности изучения. При этом оказывается, что нельзя пользо- ваться каким-либо одним методом, но различные вопросы по физике требуют для лучшего уяснения и усвоения их учащи- мися то одних, то других методов преподавания (§ 12, 4). 4) Четвёртую задачу методики составляет определение тех воспитательных мероприятий, проведение которых возможно и нужно в процессе изучения физики. 5) Пятой задачей методики является определение той мате- риальной технической базы, которая нужна для преподавания физики. Уменье оборудовать школьный физический кабинет и лабораторию и вести их хозяйство служит необходимым условием для успешной работы преподавателя. 6) Шестой задачей методики физики служит обучение пре- подавателя в специальнохМ практикуме методике и технике физи- ческого эксперимента, т. е. создание у него знаний и навыков, необходимых для проведения демонстрационных опытов* и поста- новки лабораторных работ. Это один из важнейших разделов методики физики, так как эксперимент является основой, на которой строится всё препо- давание физики в семилетней школе. 7) .Седьмой задачей методики физики служит рассмотрение вопросов о графическом материале, т. е. рисунках и чертежах как демонстрируемых, так и воспроизводимых преподавателехМ на классной доске и учащимися в тетрадях.
§§4-5 13 8) Наконец последней, весьма важной задачей является раз- работка вопросов методики внеклассных занятий, предпринимае- мых в углубление и усовершенствование преподавания физики в классе, а также в воспитательных целях. Глава вторая ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСА ФИЗИКИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ § 4. Общие задачи школы-семилетки Основной задачей школы-семилетки, как и всякой другой советской школы, является подготовка будущих активных строителей коммунистического общества, способных укреплять силу и могущество Советского государства. Эта задача разре- шается разными способами и приёмами, образующими единое органическое целое. Конкретные задачи обучения в школе-семилетке могут быть сведены к следующим: 1) Усвоение учениками точно очерченного круга системати- ческих знаний. 2) Создание у учащихся правильного мировоззрения и эле- ментов диалектико-материалистического мышления. 3) Подготовка к дальнейшему продолжению образования в средней школе, техникуме, различных профессиональных курсах и т. п. 4) Сообщение некоторых знаний и навыков, определяемых Программами и необходимых для практической работы в сель- ском хозяйстве, промышленности, транспорте и т. п. Эти задачи соединяют в себе как обучение, так и воспитание. Однако, само обучение в советской школе должно иметь воспи- тывающий характер (§§ 10 и 11). Особенности физики как науки, её определяющая роль как основы для естественных и других наук и техники придают ей огромное значение в общем и политехническом образовании. § 5. Задачи начального курса физики Из общей задачи, стоящей перед школой, вытекают и те зада- чи, которые поставлены* перед преподаванием физики. Преподавание начальной физики в соответствующей мере должно: 1) Сообщить знания о самых распространённых, самых важ- ных для об^щего образования физических явлениях. Эти знания должны быть элементарны, просты и понятны для учащихся. Они должны заключать в себе: опытные факты, слова и термины,
14 § 6 необходимые для их описания; величины и единицы, нужные, для измерения и для установления связей между фактами в виде простейших количественных физических законов. 2) Научить: а) пониманию и знанию связи между изучаемыми физическими явлениями и б) уменью приложить знание этих законов для объяснения простых явлений, встречающихся в быту, в природе, в промышленности. 3) Ознакомить учащихся с применениями физики в технике, в частности военной, сообщив им в ограниченном размере зна- ние наиболее важных чисто технических подробностей. 4) Развить не только ум ученика, но и до известной степени его руки, научив его обращаться с физическими приборами и измерительными инструментами для воспроизведения физи- ческих опытов и основных измерений, а также сообщить ему некоторые навыки политехнического характера (§ 10, 4). 5) Показать учащимся возможность, на основе имеющихся знаний и навыков, производить самостоятельное эксперимен- тальное исследование и научить пользоваться таким экспери- ментом в посильных для них случаях. 6) Привить учащимся навыки мышления, которые, развивая способности к анализу, искореняли бы предрассудки и тради- ционные нелепости при объяснении явлений природы и подго- товили бы к усвоению диалектико-материалистического миро- воззрения. 7) Разрешение этих задач в процессе обучения должно вос- питывать учащихся (§ 11) в соответствии с общей задачей школы (коммунистическое воспитание). Решение всех этих задач, стоящих перед преподава- нием начальной физики, проводится совместно, на всём протяжении курса, так как, решая одну из перечисленных задач, неизбежно приходится в той или иной мере разрешать и некоторые другие. Рассмотрение вышеприведённых проблем позволяет определить как содержание курса начальной физики и последовательность изложения, так и методы преподавания, т. е. решить основные задачи методики физики. § 6. Содержание знаний учащихся по физике Рассмотрим, каково должно быть содержание знаний уча- щихся, успешно прошедших курс начальной физики. Знания и уменья учащихся по физике складываются из сле- дующих отдельных элементов: 1) Знание физических фактов (явлений), т. е. а) знакомство сфактами и уменье описать их и б) знание устройства аппаратуры, нужной для воспроизведения явлений, и уменье привести её в действие.
§ 6 15 2) Знание эмпирически устанавливаемых (обнаруживаемых опытами) отдельных фактов и уменье сделать элементарное сопоставление причин и следствий, т. е. совершать индуктивное умозаключение. 3) Знание основных физических понятий и соответствующей терминологии. 4) Знание формулировок качественны! правил и закономерно- стей, обобщающих найденные связи. Понимание необходимости некоторого упрощения и схематизации свойств наблюдаемых явлений. 5) Уменье выделить в изучаемых явлениях физические вели- чины и знание приёмов определения их и сравнения. 6) Знание единиц, принятых для измерения величин и приё- мов их измерения. 7) Понятие о функциональной связи величин, знание коли- чественных физических законов и выражение их графиком или формулой. 8) Уменье произвести посильные исследования графика или формулы, т. е. сделать простейшие дедуктивные умозаключения или вывести следствия из изученного закона. 9) Уменье самостоятельно рассмотреть явления, анало- гичные изученным, и решать экспериментальные, качественные и количественные физические задачи. 10) Знание технических и научных применений изученных материалов. 11) Понятие о создании, на основе изученных эмпирических материалов и умозрительных заключений, «учений о тех или иных явлениях». 12) Понятие об образовании из нескольких «учений» одного общего принципа или представления, т. е. физической теории. 13) Подготовка к возникновению у учащихся связной фи- зической картины мира. Все эти отдельные элементы знаний физики создаются посте- пенно по каждому разделу физики, исходя сначала из совершенно конкретных тем, содержание которых указывается программой. В этих элементах знаний приходится соединять «материальную» и «формальную» стороны обучения. Далеко недостаточно, чтобы уча- щиеся только «запомнили», необходимо, чтобы всё изученное было ими «понято» и «усвоено», в результате чего знания оказались бы «действенными», т. е. учащиеся умели использовать их в различных случаях и для разнообразных целей. Элементы знаний по физике, как это показано в вышеприведённом перечне, должны постепенно всё более и более расширяться; первоначально изу- ченные факты одной ^области объединяются с фактами других областей, создавая шаг за шагом в сознании учащихся знание науки физики доступного для их возраста размера и глу- бины. При этом нельзя забывать основного положения, что все
16 § 7, 1 обобщения возможны только при хорошем усвоении первоначаль- ных определяющих фактов и что весь процесс прохождения всего курса должен строиться именно на этом принципе. Место и взаимоотношение опыта и теории разъяснено в § 7. В результате изучения курса начальной физики у учащихся должна складываться, если не сама единая связная физическая картина мира, то во всяком случае они должны получить пред- ставление о такой картине. Конкретное содержание курса начальной физики опреде- ляется программой школы. Это содержание достаточно полно раскрыто в методических указаниях, изложенных в §§ 52—111 и кратком обзоре программы (§ 54). § 7. Опыт и теория в курсе физики 1. Опыт в курсе физики. В преподавании физики физический эксперимент играет определяющую роль, являясь основой изло- жения физики. Особо важное значение имеет эксперимент в курсе начальной физики при формировании первых и основных поня- тий. Теория же, вследствие возраста учащихся и малого запаса их знаний, не может получить такого широкого развития, к* к это оказывается возможным во втором концентре физики средней школы, т. е. в 8—10 классах. Однако, было бы совершенно не- правильно считать, что в 6 и 7 классах учащиеся знакомятся с физикой только как с экспериментом. Опыты превратились бы тогда в занимательные фокусы и пустые манипуляции с приборами, если их содержание не раскрывалось бы разъяснением связи явлений между собой, т. е. не сопровождалось бы известными теоретическими предположе- ниями. На основе же эксперимента производится обобщение и установление физических положений и законов. Для всякого обобщения, в первую очередь, необходимо знание соответствующих фактов, и чем шире и глубже выводимые на их основе теоретические сведения, тем большим количеством фактов должны располагать учащиеся. 1) В начале курса физики учащиеся, ранее не изучавшие её, всё же обладают знанием некоторого количества физических фактов, почерпнутых ими из их обыденной жизни и при началь- ном обучении в школе. С некоторыми физическими явлениями учащиеся оказываются знакомыми настолько, что они становятся для них привычными, а их объяснения, иногда неправильные, само собой разумеющимися. Однако, этот жизненный опыт очень неполон и несистематичен', а объяснения его часто могут быть совсем неверны. ОбъёхМ и глубина этого жизнен- ного опыта зависят от окружения учащихся и от постановки преподавания в начальных классах. С наличием этих сведений нельзя не считаться, но на них нельзя всецело опираться при
§ 7, 1 17 изучении физики. Кроме того, одних жизненных наблюдений далеко недостаточно для построения курса физики; по некоторым же разделам наблюдения могут совершенно отсутствовать. Поэтому на жизненный опыт учащихся надо смотреть как на вспомогательный материал; его надо обязательно привлекать на уроках физики и уточнять, прибегая к 'повторным наблюдениям в классе при посредстве эксперимента. Основным же источником фактов служат опыты, непосредственно воспроизводимые учителем или самими учащи- мися. При этом, как бы ни были просты физические явления, всё же их надо обязательно воспроизвести и на основе наблю- дения их учащимися построить соответствующие объяснения или обобщения. 2) При всяком опыте, будет ли он поставлен как демонстра- ционный (показываемый преподавателем) или лабораторный (выполняемый самими учениками), можно различить три стадии: а) Ознакомление с аппаратурой, рассмотрение её, название и описание частей аппаратуры и разъяснение назна- чения. б) Осуществление явления или показ самого опыта. в) В ы в о д ы из опыта, установление связей явлений, участвующих в опыте. Первая стадия является подготовительной; в ней производится объяснение устройства применяемой аппаратуры для того, чтобы учащийся узнал, при помощи каких средств может быть воспроизведено данное физическое явление. Назначение и устрой- ство всех частей применяемой аппаратуры должно быть объяс- нено; их следует назвать соответствующими терминами. В резуль- тате преподаватель должен получить полную уверенность, что с каждым названием у учащихся соединяются совершенно опре- делённые и правильные представления. Проделывая такую работу систематически с самого начала обучения, преподаватель получит полную гарантию, что ученики станут всегда понимать его при описании опыта и сами будут сознательно его описывать. Вторая и третья стадии естественно переходят друг в друга и иногда меняются местами, т. е. преподаватель может преду- предить о результате опыта до того, как он его воспроизведёт. Объяснения опыта имеют целью переход от конкрет- ных «единичных» восприятий тех явлений, которые в данное время показываются, к абстрактному по- ниманию. Ученик должен рассматривать опыт, который он наблюдает, только как пример большого количества аналогичных опытов, производимых при подобных же условиях. Объяснения преподавателя должны те восприятия, ко- торые получаются у учащихся, перевести в понятия, имею- щие «всеобщий» характер. В частности, в значительном коли- честве физических опытов нужно бывает выделить в явлениях 2 Е. Н. Горячкин, том I
18 § 7, 2 особые понятия — величины и найти их соотноше- ния. Это и будет значить, что ученик не только будет «смотреть» на опыт, но и «поймёт» его назначение. Таким образом, при фи- зическом эксперименте элементы абстрактного мышления неотделимы от непосредственных впечатлений. В процессе прохождения курса физики всё чаще и чаще в пер- вую стадию опыта или даже до неё будет входить элемент «предвидения» результатов опыта. Опыт не должен ста- виться как бы случайно, наоборот, он должен иметь опре- делённую цель. Упражнения учащихся в проектиро- вании опыта или в отыскании вариантов показанного опыта крайне важны, так как в значительной мере способствуют не только лучшему усвоению, но и развитию мышления. В самом начале курса или в начале каждого нового отдела в течение некоторого периода опыты служат, главным образом, для накопления фактического материала, но по мере развития темы сейчас же следует переходить от обдумывания уже проделанных опытов к задумыванию новых, побуждая к этому самих учащихся. По мере прохождения курса и ознакомления учеников с боль- шим количеством экспериментов у них должна вырабатываться способность «вообразить» себе тот или иной эксперимент по рисунку или по описанию. Эта способность, имеющая очень важное значение для облегчения усвоения физики, не создаётся у учеников сразу. Нельзя все существующие на свете эксперименты показать и тем более самому проделать; о многих придётся только прочесть или услышать. Если у учащихся имеется уже в прошлом знакомство с экспериментом, то они могут «во- образить» новый, невиданный эксперимент, пользуясь аналогиями. Это обстоятельство повышает значение первой стадии озна- комления с экспериментом и делает особо важным показ большого количества опытов в начале курса физики. 2. Назначение и способы постановки опытов. Из изложенного в предыдущем параграфе вытекает возможность различной поста- новки опыта как со стороны техники его осуществления, так и его использования в процессе обучения физике. При этом надо иметь в виду, что целевое назначение опыта, сопровождающие его объ- яснения и внешнее оформление опыта в значительной мере свя- заны между собой. Прежде чем определить целевое назначение и способ постановки опыта, следует подчеркнуть неразрыв- ную связь опыта и теории. Эта связь будет выяснена при рассмотрении значения теоретического элемента в процессе обучения физике (§ 8). Опыты в процессе преподавания можно разделить на три группы: а) Опыты для ознакомления с явлениями, например: плавание, кипение, теплопроводность, конвекция и т. п., или с аппарату- рой, создающей те или иные физические условия (например,
§ 8, 1 19 рассмотрение действия воздушного насоса, устройства гальвани- ческого элемента и т. д.). б) Основные опыты, устанавливающие новые связи между явлениями, или закономерности, ещё не знакомые учащимся (например, прогибание упругой плёнки; магдебургские полу- шария при изучении атмосферного давления; действие электри- ческого тока и т. д.). в) Опыты, служащие для вывода следствий из изученной зако- номерности или показывающие применение закономерности (например, горение электрической лампочки как следствие тепло- вого действия тока; водяные насосы; электрический звонок и т. д.). В связи с приведённой классификацией находятся способы постановки опытов в процессе обучения, а именно: а) Опыт ставится для обнаружения того или иного физического явления как известного, так и незна- комого учащимся, или для установления закономерностей; при этом опыт сопровождается такими манипуляциями с аппаратурой и объяснениями преподавателя, в результате которых учащиеся получают исчерпывающее представление о явлении или связи явлений. Преподаватель сам показывает опыт, объяс- няет его, делает выводы, всецело руководя мыслью учащихся,— таков распространённый способ обучения физике, который можно условно назвать «догматическим». б) Поставив опыт, можно подготовить почву для вывода, но всё же не делать этого вывода; такая постановка назы- вается эвристической. Она позволит учащимся самим найти вывод в посильных для них условиях. в) Опыт ставится с целью показать те или иные явления без предупреждения учащихся о том, как будет протекать явление или идти его объяснение. Наблюдение, объяснение и не- которые последующие выводы должны по замыслу преподавателя сделать сами учащиеся, которые таким образом ставятся в положение исследователей. Такая постановка называется услов- но исследовательской. Вопрос о назначении эксперимента и его видах рассмотрен более подробно в т. II, §§ 1—3. Здесь же следует отметить, что каждый из пунктов первой и второй классификации самих опытов и способов их постановки вносит совершенно особые черты в те объяснения, которые сопровождают опыт, благодаря чему одна и та же аппаратура, почти одинаково используемая, может быть применена с различными целями. § 8. Элементы физических теорий в курсе начальной физики 1. Физические понятия как элементы научного мышления. При рассмотрении вопроса об эксперименте в курсе физики (§ 7) было указано, что смысл показа физических опытов заключается 2*
20 § 8, 1 не столько в применении той или иной физической аппаратуры для воспроизведения явлений, сколько в содержании тех объяс- нений, какие даёт преподаватель ученикам, показывая опыт. Несмотря на свой элементарный характер, курс начальной физики не может не содержать некоторых элементов физических теорий. 1) Первым элементом теории при изучении физики является введение научных терминов и определений при объяснениях экс- перимента. Обращая внимание на те или иные наблюдаемые явления, обозначая их всегда одними и теми же словами, мы уже имеем дело с элементами научного мышления, с самыми перво- начальными элементами физической теории. 2) Обычный язык, особенно разговорный, редко-бывает точ- ным; очень часто слова в их смысловом значении употребляются одно взамен другого и не имеют точно определённого содержания. Научный язык, в отличие от разговорного, не допускает такой неясности смысла любого применяемого слова. Так, на- пример, в обыденном языке мы очень часто употребляем слово «вес» с двумя совершенно различными значениями. Иногда под этим словом мы понимаем ту силу, с которой тело притягивается к Земле, а иногда — то свойство самого тела, которое является причиной притяжения. Это свойство в физике определяется тер- мином «масса» тела, которая проявляется не только как тяготе- ющая, но и как инертная. В обыденном языке понятию о теплоте противопоставляется субъективное понятие о холоде; последнее в науке отсутствует. В физике для степени нагретости тел приме- няется термин «температура». Однако, и в науке, по причинам исторического характера, иногда встречается некоторая «спутанность» терминологии. Примером того, как иногда термин изменяет своё значение при развитии науки, может служить значение слова «сила» в таких терминах, как «сила тока», «силы природы». В первом случае слово «сила» соответствует понятию «количество», во втором — имеет энер- гетический смысл. О возможном расхождении смысла слова в обыденном и научном языке никогда нельзя забывать при изложении физики. Преподавателю всегда следует проверять, как учащиеся понимают научные термины и, даже более того, — общеупотребительные слова. 3) Определениями научных понятий, с которыми связано твёрдо установленное содержание, могут быть не только отдель- ные слова, но и целые фразы или предложения. В этом случае очень важно не только понимание учащимися существа дела, но и уменье выразить понятие в грамматически построен- ном предложении, передающем наблюдаемую на опыте связь между явлениями. Так, например, когда говорят: «по проводнику проходит элек-
§ 8, 2 21 трический ток», то в этой фразе учащиеся должны ясно сознавать, что такое «проводник», что означает Глагол «проходить» в отно- шении электрического тока, что надо подразумевать под слова- ми «электрический ток». Эта краткая фраза заключает в себе очень обширное содержание и является также определённым сочетанием научных терминов для выражения связи между фак- тами, изученными на опыте. 2. О процессе формирования понятий. Процесс формирования понятий у учащихся длителен и 'сложен. Понятие создаётся отнюдь не сразу, а развивается лишь постепенно. Поня- тие, возникающее у учащегося в своём первоначальном виде, обычно является лишь некоторым приближением к действитель- ному его содержанию и в известной мере суженным или односто- ронним. Затем по мере увеличения наблюдений над физическими явлениями понятие уточняется, расширяется, и, наконед, только после определённого числа этих наблюдений и некоторого периода мышления в сознании учащихся вскры- вается основная сущность понятия. 1) В начальном курсе физики введение понятий и окончатель- ное формирование их производится на основе наблюдений над физическими явлениями, т. е. на основе опытов. Для построения научных понятий по физике характерно допущение некоторого упрощения наблюдаемых явлений, иными словами, извест- ная «идеализация». Из многочисленных чувственных впечатле- > ний, возникающих при наблюдении физических явлений и прибо- ров, применяемых для воспроизведения последних, для образо- вания понятия нужны далеко не все, а только некоторые строго определённые черты. Отбор этих основных характерных черт для выявления сущности понятий и представляет из себя упрощение или идеализацию. Чтобы показать, насколько сложным для учащихся является возникновение у них понятий, приведём такие примеры: Ученик наблюдает явления, происходящие около проводника, который присоединён к гальванической батарее; из этих наблюде- ний у него должно образоваться понятие об электрическом токе. Ясно, что представления, возникшие в сознании ученика в результате этих наблюдений, немногочисленны и недостаточны, чтобы на основании их могло возникнуть сразу понятие об элек- трическом токе. Это понятие станет формироваться постепенно и сформируется (и, кстати сказать, не в полной, а лишь в изве- стной мере) только после изучения всего курса электричества. Учащийся наблюдает нагревание различных тел в различных условиях. Он видит, что одни тела при равенстве других условий нагреваются быстрее других. Опыт работы в школе показывает, что необходимо значительное число этих наблюдений, отлича- ющихся разнообразием, чтобы у учащегося могли создаться пра- вильные понятия о количестве теплоты, теплоёмкости и удельной
22 § 8, 2 теплоёмкости и установиться ясные представления об отличии этих понятий от температуры. Добиться же правильности этих понятий совершенно необходимо, так как они в связи с по- нятием температуры должны составить одну систему понятий, позволяющую создать некоторое общее учение о тепловых явле- ниях, некоторую «теорию» тепловых явлений, объединяющую наблюдаемые факты нагревания различных тел. 2) Рассмотрим опять некоторые примеры с целью раскрыть дальнейшие стадии образования элементов физических теорий. На основании ряда наблюдений, получаемых при опытах, можно определить, что называется электрическим током. Можно ска- зать: «По проводу течёт электрический ток, если провод нагре- вается», или «по проводу течёт электрический ток, если магнитная стрелка, помещённая вблизи провода с током, отклоняется от своего первоначального положения». Следовательно, в физике понятия получаются в результате определённых наблюдений над происходящими явлениями. Но это только самая первая стадия физической теории, за которой следуют дальнейшие. Так, понятие о количестве теплоты приобретает в дальнейшем смысл некоторого особого вида энергии; электрический ток рас- сматривается как движение «электричества». Наконец, может быть ещё более широкое обобщение, которое в теплоте выразится в представлениях о движениях молекул в нагретом теле, а в элек- трическом токе—в виде представления о движении в проводнике элементарных электрических частиц — электронов. Так теоретическое представление о явлениях, наблюдаемых при опытах, всё более и более расширяется; однако оно всё же остаётся некоторым «упрощением» действительности, имею- щейся в реальном физическом явлении. Преподавателю следует обратить самое серьёзное внимание прежде всего на твёрдое обоснование основных понятий при по- мощи непосредственных опытов и восприятий их учащимися и не упускать из вида постепенность образования связей между наблюдаемыми явлениями. Кроме того, необходимо производить проверку, насколько понятия правильно усвоены учащимися. Нельзя допускать, чтобы ученик при рассуждениях пользо- вался понятиями, корни или происхождение которых ему н е вполне ясны. В случае, если бы преподаватель заметил этот отрыв теории от практики, необходимо повторное обращение к опыту, с новым, в случае надобности, его толкованием. G другой стороны, нельзя думать, что теоретические представ- ления могут быть «открыты» преподавателем и его учениками самостоятельно на уроках физики только с помощью тех экспе- риментов, которые показаны в классе или произведены учениками на лабораторных работах. О физических теориях ученик узнаёт из рассказа преподавателя, причём изложение часто может иметь почти догматический характер.
§ 8, 3 23 Однако, у ученика должна быть полная уверенность, что если ему и не сообщается всей цепи фактов и умозаключений, которые необходимы для установления определённых теорети- ческих положений, то это только оттого, что такой путь чересчур долог и сложен и что такая цепь положений, исчерпывающе до- казанных экспериментом, установлена наукой. В этом случае догматическое изложение не является вредным и не будет приучать ученика к догматическим приёмам мышления. Конкретные вопросы методики введения понятий рассмотрены в методических указаниях к программе (§§ 52—111). 3. Физические теории в курсе начальной физики. Мы рас- смотрели те элементы физической теории, которые связаны с объ- яснением эксперимента и введением основных понятий, так как именно эти элементы находят себе « значительное применение в начальном курсе физики. Однако, собственно под физической теорией обычно подразумеваются гораздо более отвлечённые и широкие обобщения экспериментальных фактов. В начальном курсе физики сравнительно глубокое изучение физических теорий* находит себе место только по отношению к понятию энергии. Именно это всеобъемлющее учение современ- ной физики должно быть основой той физической картины мира, к образованию которой учащиеся должны быть подведены в ре- зультате прохождения всего курса начальной физики. О том, как это может, быть достигнуто, сказано в методических указаниях по отдельным темам программы (§§ 52—111). Вопрос о введении в, курс начальной физики молекулярно- кинетической и электронной теорий, вернее их элементов, нельзя считать окончательно разрешённым. В последние годы программа различно решала этот вопрос для курса семилетней школы. Нам представляется ясным, что включение элементов этих теорий является совершенно необходимым по следующим при- чинам: 1) Мощное развитие современной науки и техники и их бурный рост в нашей стране социализма требуют от общеобразователь- ной школы, чтобы учащиеся, оканчивающие её, имели хотя бы некоторые представления о строении вещества, т. е. располагали понятиями о молекуле, атоме и его главных слагающих частях — ядре и электронах. Разрешение этой задачи возможно совместными усилиями преподавателей физцки и химии. Особенно это становится важным «на сегодняшний день», в связи с открытием использования внутриатомной энергии. 2) Введение элементов молекулярно-кинетической и электрон- ной теорий будет способствовать в некоторых случаях облегчению установления связей между явлениями. Основное же значение элементов этих теорий заключается в том, что учащиеся в целом ряде случаев получают объяснение физической сущ- ности изучаемых явлений. В качестве примеров достаточно
24 § 9, 1 указать явления: сцепления, давления газа, плавления, испаре- ния, кипения и т. п. Кроме того, некоторые понятия, как, напри- мер, температура, количество теплоты и пр., получают определе- ния по существу, а не только формальные. Элементы электронной теории значительно упростят введение понятий о заряде, силе тока, сопротивлении и т. п. и свяжут эмпирически установленные факты в определённую систему. Вопрос о методике введения и использования молекулярно- кинетической и электронной теорий изложен ниже в методических указаниях по темам программы (§§ 69, 76 и 88). § 9. Элементы истории физики и техники в преподавании физики 1. Значение истории физики при её преподавании. Английский философ Бэкон говорит: «Знание должно быть внедрено тем путём, которым оно было открыто». На первый взгляд может показаться весьма заманчивым в про- цессе преподавания начальной физики вступить именно на этот путь, подводя учащихся в каждом отдельном случае к знанию через изучение сначала первоначального открытия и затем даль- нейшей эволюции экспериментальных исследований и взглядов на данное явление. Для этого пришлось бы прежде всего знакомить не только с первоначальным экспериментальным фактом, но и рас- суждениями учёного, впервые открывшего явления, в той форме, как он их высказывал. Однако, значение того или иного открытия оказывалось не всегда ясным как для современников, так и для самого учёного. Так, например, открытие Гальвани не было правильно по- нято и оценено не только современниками, но и самим учёным. Гальвани обнаружил возникновение электризации при соприкосновении разных металлов, но не сумел надлежащим об- разом развить своё открытие. Движение мельчайших частиц, открытое в 1827 г. Броуном, получило объяснение через 50 лет и приобрело значение одного из основных физических явлений только в 1907—1910 гг., после работ Эйнштейна, Перрена и Смолуховского. Галилей на опы- те убедился в тяжести воздуха, накачивая воздух в сосуд и взвешивая его; однако, он не мог полностью понять значение давления воздуха для действия водяных насосов. Таких примеров можно привести много. Поэтому изложение самим учёным своего открытия и высказанные им объяснения не всегда оказывались правильными. Изучение же отвергну- тых современной наукой положений не может иметь места в преподавании начальной физики. Кроме того, история показывает, что наука идёт к познанию истины далеко не всегда прямым путём. Для развития науки
.§ 9, 2 25 характерно «зигзагообразное» приближение к истине, иногда со значительными уклонениями с прямого пути. Судьба Многих физических гипотез была такова, что вновь открываемые факты заставляли в лучшем случае перестраивать их, а то и вовсе отбра- сывать, заменяя новыми. К числу таких гипотез, например, от- носятся учения о невесомых жидкостях: «теплороде», электри- ческих и магнитных жидкостях и др. Если в преподавании идти непосредственно теми сложными путями, которыми то или иное представление о явлениях внед- рялось в систему науки, то учащиеся должны были бы без боль- шого смысла тратить силы и время на изучение всего этого из- вилистого пути. Прошлое науки становится более ясным и простым, если на него смотреть с точки зрения её достижений. Таким образом, уже на основании приведённых соображений положение Бэкона оказывается далеко не всегда верным. Наконец, кроме указанных принципиальных соображений, изучение физики через её исто- рию оказывается невозможным ввиду крайней ограниченности времени. Основным назначением включения в преподавание элементов истории физики являются открывающиеся при этом возможности показать учащимся, как эволюционировали современные науч- ные взгляды с той целью, чтобы научные истины не казались установленными раз и навсегда в том виде4, как их изучают. Наука живёт, изменяется, растёт, и показать это развитие крайне важно для подготовки учащихся к пони- манию диалектического материализма. Именно с этой целью элементы историзма вводятся в изучение основ не только физики, но и других наук. Правильную историческую перспективу учащиеся могут по- лучить только в том случае, если известный этап в истории физики или техники будет изложен им достаточно подробно и кон- кретно. Отказываясь от полного и систематического исторического изложения физики, следует ограничиться рассмотрением истори- ческих вопросов по отношению к некоторым темам, наиболее для этой цели подходящим (§ 9, 2). История физики и техники может с большой пользой служить предметом внеклассных занятий в физических кружках и темой внеклассного чтения учащихся (§ 9, 3). 2. Историческая тематика в основном курсе. В курсе физики для 6 и 7 классов развитие науки рационально показать в сле- дующих случаях: 1) История установления метрической системы мер. Замена старых национальных мер со сложным отношением (сажень = 3 аршинам, аршин = 16 вершкам и т. д.) интернациональными с десятичным подразделением.
26 § 9, 2 2) История открытия атмосферного давления Галилеем, его учениками Торичелли и Вивиан и, Отто Ге- рике и Паскалем. 3) История техники передвижения тяжести, водяных двига- телей ит. п. в древности и средние века в связи с распространением простых механизмов. 4) История изобретения паровой машины от греческого инже- нера Г и е р о н а через работы Папена, Ньюкомена к Ползунову и Джемсу Уатту. Рис. 1. Вид одной из первых колхозных электростанций. 5) История открытия атмосферного электричества (Франк- лин, РихманиЛомоносов). 6) История открытия гальванического элемента и электриче- ского тока (Гальвани, Вольта, Петров, Деви). 7) История открытия электромагнитной индукции М. Ф а< р а- д е е м. 8) Отдельные вопросы из истории электротехники, где особенно ярко можно показать огромное значение работ русских учёных для науки и техники: Электрическое освещение (Петров, Яблочков, Лодыгин) (§ 99, 2). Телеграф (Шиллинг, Якоби) (§ 100, 7). Электродвигатель (Якоби) (§ 101, И). Электрогенератор (Ленц) (102, 7).
з 27 Передача электрической энергии на расстояние (Яблочков, Усагин, Доливо-Добровольский) (§ 103, 7). История электрификации в Советском Союзе (рис. 1 и 2 (§ ЮЗ, 6). Кроме перечисленных исторических сведений, весьма важным является ознакомление учащихся с биографическими сведениями о наиболее замечательных учёных. Более подробному изучению подлежат биографии Архимеда, Галилея, Л о м о- Рис. 2. Вид машинного зала одной из гигантских электро- станций (Днепрогэс). носова и Фарадея, как наиболее ярких представителей различных и притом характерных эпох в истории науки. 3. Историческая тематика на внеклассных занятиях. В допол- нение к основному курсу физики для изучения при внеклассной работе (кружки по технике) может быть рекомендовано рассмот- рение следующих вопросов: 1) История жилища., 2) История корабля и парохода. 3) История воздухоплавания. 4) История двигателя внутреннего сгорания и автомобиля. 5) История железнодорожного транспорта (рис. 3). 6) История источников света (лучина, масло, газ, керосин^ электричество). 7) История трамвая и электрической железной дороги.
Рис. 3. Монтаж рисунков из журналов по истории паровоза, выполненный в школе.
§ 4 29 8) История звуковоспроизведения и звукозаписи. 9) История оптических инструментов и т. п. Из области военной техники важны следующие темы: 10) История огнестрельного оружия. 11) История подводной лодки. Изучение всех этих тем, помимо исторических сведений, при- ведёт к расширению и углублению знаний учащихся по физике. Особого внимания заслуживают рассказы о русских учёных и изобретателях и о судьбе как их самих, так и работ их в условиях дореволюционной России. К числу таких людей принадлежат: Ломоносов, Ползунов, Петров, Яблочков, Лодыгин, Кибальчич, Попов, Циолковский и др. Благодаря чрезвычайному обилию имён иностранных учёных, упоминаемых при изучении физики, у учащихся может возникнуть превратное представление о том, что наука физика создавалась трудами только одних западноевропейских учёных, без участия русских. G этим надо решительно бороться, показывая на кон- кретных примерах, сколько замечательных открытий было сде- лано именно русскими учёными. Одни из этих открытий оказали непосредственное влияние на развитие мировой науки вообще, другие были позднее вновь самостоятельно обнаружены иност- ранными учёными, так как в условиях царской России с её пре- клонением перед западноевропейской наукой труды русских учёных в подавляющем большинстве случаев не получали долж- ной моральной и материальной поддержки и должного обнародо- вания. Анекдотично, но факт, когда правящая клика с удивле- нием узнавала о крупной значимости некоторых работ русских учёных из иностранных источников. Наконец, крупнейшие русские изобретения становились известными заграничным учё- ным и бессовестно выдавались ими за свои собственные. Прямая обязанность преподавателя физики, воспитывающего советских патриотов, об изложенном ставить в известность учащихся и систематически при прохождении каждой из тем, поскольку это оказывается возможным, знакомить с работами русских учёных. Конкретные положения по этому поводу приведены в методиче- ских указаниях (§§ 52—111). Истории русской физики и техники рационально посвятить специальные внеклассные занятия. В связи с этим в т. III, §§ 2, 7, приведён план занятий кружка: «Русские электротехники XVIII и XIX веков». 4. Методика введения’исторического материала. Классные за- нятия на указанные темы (раздел 2) по истории физики и техники могут служить не только введением к изучению соответствующих вопросов физики, но и образовать органическую связь с изложе- нием последних. Задачу преподавания нельзя считать выполнен- ной, если сообщение исторических сведений приобретёт характер
30 § 9, 4 изложения, обособленного от вопросов физики, подлежащих изучению. Необходимо, чтобы история прежде всего помогала учащимся уяснить, как возникновение и решение некоторых на- учных проблем определялось задачами практической жизни. К числу таких наиболее ярких примеров относятся: введение мет- рической системы (развитие торговых международных отношений); изобретение паровой машины («универсальный двигатель») и др. Кроме того, введение исторического материала должно быть сделано так, чтобы оно отнюдь не усложняло, а, наоборот, упро- щало уяснение учащимися сущности изучаемого вопроса физики. В целях удовлетворения этих обоих требований и сделан приведённый выше (в разделе 2) подбор тем исторического харак- тера. Конкретные указания по методике изложения исторического материала приведены в методических указаниях. При изложении исторических вопросов следует руководство- ваться ещё следующими положениями: 1) Открытия в физике и изобретения в технике нужно сопо- ставлять с другими событиями всемирной и русской истории. Надо пытаться дать представление о той общественной среде, в которой это открытие или изобретение произошло. 2) Для этих сопоставлений можно использовать сведения уча- щихся по отечественной и всемирной историй. Хронологические даты следует давать не только от принятой эры, но и указывая период времени, прошедший с тех пор. Так, например, говоря об открытии закона Архимеда, нужно не только указать, что Архи- мед жил с 287 до 212 г. до н. э., но и сказать, что он жил примерно (250-|-1947), или более 2200, лет назад. 3) Весьма важно обращать внимание учащихся на герои- ческий эпос научных открытий, на замечательные черты в био- графии учёных (юность М. Фарадея, биография Ломоно- сова, «отречение» Галилея, опыты Г е р и к е на площади города, и т. д.). При рассказе надо стремиться, чтобы замечательные учёные вставали перед учащимися, как живые люди с их инди- видуальными характерами, как бойцы за научное знание. Следует всячески способствовать, чтобы ученики стремились п о д р а- ж а т ь настойчивости учёных, их энтузиазму, заражались пафосом научной работы. 4) Не следует забывать о некоторой ценности исторического «анекдота», т. е. не совсем достоверного факта, в форме корот- кого, выразительного и занимательного рассказа. Эти рассказы иногда больше доходят до учеников и лучше запоми- наются, чем более отвлечённые и сложные исторические сопостав- ления. Эти рассказы хорошо передают иногда конкретную исто- рическую действительность, а иногда те впечатления, которые о давнопрошедших событиях сложились в памяти последующих поколений. К числу таких «анекдотов» относится, например, рассказ об Архимеде, якобы открывшем свой закон, ку-
§ 9, 4 31 паясь в ванне, и затем побежавшем по улицам Сиракуз, крича: «Эврика» (Нашёл!); рассказ о Галилее, топнувшем ногой после отречения и воскликнувшем: «А всё-таки вертится», и других. 5) Повышению интереса учащихся и оживлению изложения способствует также приведение отрывков из подлин- ных сочинений классиков науки и некоторых других доку- ментов. Характерным примером таких отрывков могут служить вы- держки из письма (26 июля 1753 г.)М. В. Ломоносова пре- зиденту Академии наук Шувалову: «Однако, пока куша- нье на стол ставили, дождался я нарочитых Електрических из про- волоки искор, и к тому пришла жена моя и другие; и как я, так и оне безпрестанно до проволоки и до при- вешенного прута доты- кались, за тем, что я хотел иметь свидетелей разных цветов огня, против которых покой- ный Профессор Рихман со мною споривал. Вне- запно гром черезвычай- но грянул в то самое вре- мя, как я руку держал у железа и искры тре- щали. Все от меня прочь побежали. И жена просила, чтобы я прочь шол. Любопытство удержало меня ещё две или три минуты, пока мне сказали, что щти простынут, а при том и Електрическая сила почти перестала. Только я за столом просидел несколько минут, внезапно дверь отворил человек покойного Рихмана, весь в сле- зах и в страхе запыхавшись. Я думал, что его по дороге кто-ни- будь бил, когда он ко мне был послан; он чуть выговорил: «Про- фессора громом зашибло»... 6) Следует учитывать особую ценность демонстрации фотогра- фий и рисунков сподлинных исторических памятников и документов. Эти демонстрации в значительной мере помогают учащимся полу- чить представление об исторической эпохе и условиях жизни и ра- боты учёных. К числу таких исторических документов относятся, например, рисунки и картины: водяного барометра Паскаля; маг- дебургских полушарий Отто Герике (рис. 4); шара Монгольфье;
32 §9, 5 перевозки Гром-камня (рис. 5); паровых машин Ползунова и Уатта; паровозов (рис. 3); смерти Рихмана (рис. 6)1; Вольта, демонстрирующего свой столб Наполеону, и т. п. Поставленную задачу решают также беллетристические произведения на исто- рические темы. Кроме того, в тех же целях необходимо показы- вать хорошие портреты учёных1 2. 7) Исторический элемент должен найти особенно большое место во* внеклассной работе и в чтении учеников. Ученики могут на занятиях кружка подготовить рассказ о био- Рис. 5. Перевозка «Гром-камня» для постамента памятника императору Петру Великому. графин учёного, перерисовать его портрет в большом размере для украшения физического кабинета. В отдельных случаях можно научные события представить на сцене, драматизировать. Такое мероприятие применялось не- которыми преподавателями и давало благоприятные результаты. 5. Литература по истории физики. Наиболее полезными для преподавателя являются следующие основные пособия по истории физики: I. Лакур и Аппель, Историческая физика, пер. с нем., 1-е изд., 1908, стр. 432+435. 1 Картина «Смерть Рихмана» грешит в отношении исторической истины (Ломоносов при смерти Рихмана не присутствовал, производя подобные же опыты отдельно), но ценна тем, что даёт яркое представление о траги- ческой гибели учёного. 2 Портреты учёных, приводимые в учебниках, являются нередко зна- чительно искажёнными.
§9, 5 33 История физики изложена по отделам физики, что в значи- тельной мере упрощает преподавателю пользование книгой. Осо- бая часть посвящена истории астрономии. При пользовании дореволюционным изданием (1908 г.) книги следует иметь в ви- ду, что её некоторые идеологические положения не соответствуют диалектико -материалисти- ческому мировоззрению. II. Ф. Розенбергер, История физики, цер. с нем., под ред. И. Сечено- ва. Часть первая, История физики в древности и в средние века, 1934, стр. 142. Часть вторая, Исто- рия физики в новое время, 1933, стр. 342. Часть третья, История физики за последнее XIX столе- тие, вып. I — до 1840 г., 1935, стр. 302: вып. II — до 1880 г., 1936, стр. 44. Книге немецкого авто- ра предпослано весьма обстоятельное предисловие С. Ф. Васильева, где дана подробная оценка книги с точки зрения современ- ной советской историче- ской науки и указано то критическое отношение, с каким читатель должен по- дойти к высказываниям автора. С. Ф. Васильев Рис. 6. Смерть Р и х м а я а. отмечает положительные качества книги, называя её одним из наиболее серьёзных и капитальных общих исследований истории эволюции физики. Автор довольно правильно указывает основные вехи в про- цессе эволюции физики и знакомит с ходом развития физического мышления. К достоинствам книги редактор относит решение ав- тора провести через всю книгу одну общую принципиальную точку зрения, показывающую зависимость развития физики от эво- люции общего научного философского мировоззрения. Редактор видит основное положение автора ясно и полно выраженным в следующих его словах: «Идеал физики заключается в сочетании опытного исследования, математики и философии. Там, где тот или другой метод преобладает над остальными, в развитии рано или поздно замечается застой. Но когда эти три фактора со- 3 Е. Н. Горячкин, том I
34 § 9, 5 единяются в должном соотношении в одном человеке, появляется гений, создающий новую эпоху в истории науки». Современный читатель должен всегда помнить о тех недостат- ках, очень существенных, какими обладает произведение Розенбергера. Автор далёк от марксистского подхода к истори- ческому исследованию и, конечно, не создаёт материалистического понимания исторического развития физики. Все социальные ус- ловия, направляющие ход развития научных знаний, автором игнорируются. Часть материала, написанного более 60 лет назад, устарела. К этому следует добавить, что исследование доведено лишь до 80-х годов XIX в. III. К у д р.я в ц е в, История физики (в двух томах), т. I — От античной физики до Менделеева, Учпедгиз, 1948. IV. С. Я. Лурье, Архимед, изд. Академии наук СССР, 1945, стр. 272. Автор даёт яркую характеристику Архимеда не только как учёного и мыслителя, но и как гражданина и патриота. Осо- бая же ценность книги заключается в разборе научного наследия Архимеда. V. Ф. В е й т к о в, Летопись электричества, Госэнергоиздат, изд. 2-е, 1946, стр. 319. Книга излагает в самой популярной форме историю развития знаний об электричестве, начиная с Фалеса Милетского и кончая открытиями наших дней. По характеру изложения книга предназначена для учащихся. Автор в погоне за беллетристиче- ской формой изложения и занимательностью строит всё изложе- ние на анекдотах и на диалогах, будто бы происходивших в действительности, но при таком способе передачи исторического материала автор допускает неточности, вольную трактовку исто- рической обстановки, неверную характеристику действующих лиц. Всё это сильно снижает достоинства книги, в общем заду- манной хорошо. Все отмеченные многочисленные недостатки бросаются в глаза специалисту и останутся незамеченными ря- довым читателем, который прочтёт книгу с болышш интересом. Большое внимание авт^р уделяет характеристике работ русских электриков и учёных, а также излагает историю электрификации нашей страны. Книга содержит в себе значительное количество интересных иллюстраций и портретов. VI. И. И. Р у д о м е т о в, Русские электротехники, Госэнер- гоиздат, 1947, стр. 128. Книга состоит из 18 кратких очерков жизни и деятельности русских электротехников, начиная с Ломоносова (1711—1765) и кончая Долив о-Д обровольским (1862—1919). Заслуги некоторых из деятелей окажутся неизвестными ши- рокому кругу читателей. Книга в популярном изложении отчёт- ливо передаёт громадную, но мало ещё изученную роль русских
§ 5 35 электротехников в деле практического применения электрических явлений. Преподаватель найдёт в книге много материала для спра- ведливой оценки заслуг русских учёных и для воспитания патрио- тизма среди учащихся. VII. Лев Гумилевский, Железные дороги, Трансжел- дориздат, 1946, стр. 459. В книге содержится история железнодорожного транспорта, но при этом главным образом русского. Изложение ведётся в бел- летристической, занимательной форме в виде отдельных рассказов об открытиях и изобретениях в железнодорожном транспорте. Большое внимание уделяется биографиям, личности и деятель- ности исследователей и изобретателей в деле создания, развития и усовершенствования железных дорог, вплоть до их современ- ного состояния. Книга обильно и достаточно хорошо иллюстри- рована. VIII. К. Е. В е й г е л и н, Очерки по истории лётного дела. Книга первая. От ковра-самолёта к воздушному флоту, Оборон- гиз, 1940, стр. 458. В этой книге охвачен период с древнейших времён до войны 1914—1918 гг. и затронуты все стороны и средства, позволяющие человеку летать в воздухе: воздушные шары, управляемые аэро- статы, дирижабли, парашюты, планёры, самолёты. Автор стре- мится показать, как человечество, используя все доступные ему технические возможности, всегда неуклонно старалось осуществить вековую мечту — летать в воздухе. Автор даёт яркую картину постепенного завоевания воздуха и особенно останавливается на деятельности лиц, которые проявили беззаветную преданность делу и готовность пойти на любую жертву в поисках новых дости- жений в способах летания. Книга написана понятным и ярким язы- ком и не требует какой-либо особой подготовки, поэтому доступна для учащихся средней школы. Снабжена многочисленными иллю- страциями, прекрасно исполненными. IX. Лев Гумилевский, Русские инженеры, «Молодая гвардия», 1947, стр. 446. «Книга цосвящена очень важной и актуальной теме о высо- ком достоинстве русской научно-технической мысли, о смелой творческой инициативе в инженерном деле, столь присущей дея- телям русской техники в прошлом и настоящем. В форме жи- вого и художественного повествования, на примерах жизни и деятельности выдающихся русских инженеров различных исто- рических эпох автор показывает широту и размах, глубину и тонкость русской инженерной мысли, шедшей во все времена в первых рядах мировой техники и во многих основных отраслях опередившей западноевропейскую инженерию. Читатель увидит в книге величину, значение, а часто и тяжесть инженерной ра- боты, узнает горечь поражений и радость побед». (Из предисло- вия к книге, написанного академиком И. П. Бардиным.) 3*
36 § 9. 5 X. В. В. Данилевский, Русская техника, Ленинград, 1947. стр. 484. Материал по истории техники, изложенный в книге, обнимает длительный период — от древней Руси до конца XIX в. и раз- бит на следующие темы: 1) Русский металл. 2) Горнозаводская техника. 3) Русская механика. 4) Машины и машиноведение. 5) Русская технология. 6) Гидросиловые установки. 7) Русский свет. 8) Промышленная электроэнергетика. 9) Русские крылья. 10) Народ-техник. При создании своей книги автор пользо- вался «письменными и вещественными историческими источни- ками, изученными им в архивах, книгохранилищах, музеях, а также непосредственно на местах, где происходили те или иные знаменательные события в истории русской техники». Преподаватель физики найдёт в книге обильный и ценный ма- териал. XI. Значительный интерес представляют книги из серии «Жизнь замечательных людей», содержащие биографии и популярные ха- рактеристики научной деятельности учёных и изобретателей. Книги могут быть использованы для чтения учащимися; осо- бую же пользу они принесут преподавателю при подготовках его к урокам. В этой серии имеются биографии: 1. Ф. Араго, Биографии знаменитых астрономов, физиков и геометров, 1859. 2. А. Бачинский, Характеристика Н. А. Умова как учё- ного, как мыслителя и как человека, 1926. 3. И. И. Б о р г м а н, П. Н. Лебедев, СПБ, 1912. 4. В. Г о л у б е в, Н. Е. Жуковский (1847—1921), 1941. 5. В. Л. Грановский и др., Герман Гельмгольц, 1930. 6. Л. Г у м и. л е в с к и й, Н. Е. Жуковский, 1943. 7. П. Забаринский, Ампер, 1938. 8. В. Кокосов, Михаил Фарадей, 1935. 9. П. П. Лазарев, П. Н. Лебедев, 1935. 10. В. И. Лебедев, Великие физики, 1935. 11. В. Лебединский, Вильям Томсон — Лорд Кельвин (1824-1887), 1934. 12. Н. Н. М а р а к у е в, Ньютон, его жизнь и труды. 13. Я. В. А б р а м о в, М. Фарадей, 1832. 14. М. И. Радовский, Вениамин Франклин, 1941. XII. Статьи .в журнале «Физика в средней школе»: Кацнельсон, Роберт Майер, 1938, № 2. Кацнельсон, К трёхсотлетию классической работы Галилея, 1938, № 4. Ф а й н б о й м, Петр Николаевич Лебедев, 1939, № 1. Ф а й н б о й м, Николай Егорович Жуковский, 1939, № 3. Шишаков, К истории барометра, 1939, № 3.
§ 10, 1 — 2 37 Магнитов, К истории полёта, 1939, № 5. Радовский, Томас Альва Эдисон, 1939, № 6. Радовский, Открытие электромагнитной индукции, 1940, № 5. Радовский, Изобретение электромагнитного генера- тора, 1941, № 3. Литературу о русских электриках (Ломоносов, Рихман, Пет-, ров, Шиллинг, Якоби, Ленц, Яблочков, Лачинов, Лодыгин, Доливо-Добровольский, Усагин, Попов и др.) см. в т. III, ? 2, 7. § 10. Политехническое образование и задачи преподавания физики 1. О задаче политехнического образования. Ознакомление «с основными принципами всех процессов производства» невоз- можно без изучения основ различных наук. «Всякая попытка оторвать политехнизацию школы от систематического и проч- ного усвоения наук, особенно физики, химии и математики... представляет собою грубейшее извращение идеи политехниче- ской школы». (Постановление ЦК ВКП(б) от 25/VIII 1932 г.) Таким образом, путь к действительному ознакомлению с основ- ными принципами производства, т. е. к действительному поли- техническому образованию, лежит через систематическое изу- чение ряда основ наук, в том числе и физики. Следовательно, изучение основ науки физики само по себе уже является частью политехнического образования. Важно отметить также, что политехническое образование далеко не ограничивается пределами школы-семилетки, но про- должается в 8—10 классах и далее в вузе. Поэтому по отношению к школе-семилетке правильнее говорить не о политехническом образовании, а о некоторой части этого образования, т. е. об элементах политехнического образования. 2. Иллюстративная роль техники. Развитие техники и её значение в современной жизни оказывают своё влияние на по- строение системы курса физики в школе. Действительно, ряд вопросов физики приобретает актуальное значение благодаря важности применения их в технике, и поэтому их приходится вводить в курс физики. Некоторые вопросы техники, или, вернее, технической физики, прочно вошли в систематический курс, отчасти оказывая влияние на самую систему изложения физики., К числу таких вопросов относятся, например, насосы, воздухо- плавание, машины-двигатели, электрификация и др. Таким образом, современная программа курса физики в школе- семилетке, являясь строго систематической, включает ряд раз- делов, посвящённых вопросам техники. В основном вопросы техники вводятся в следующих це- лях:
38 § 10, 3 1) Иллюстрирование физических законов и положений при* мерами из различных областей техники, чтобы показать исполь- зование физики для целей практики и тем самым способствовать лучшему изучению физики. 2) Разбор некоторых технических примеров, облегчающих установление физических закономерностей. Подбор вопросов техники определяется принятой целевой установкой: на конкретных примерах установить связь между физикой — наукой и техникой и показать применение физики и её значение для техники. Рассмотрение технических примеров приводит к тому, что физические законы и положения постепенно теряют для учащийся свою «отвлечённость» и приоб- ретают смысл действенного средства для подчинения человеку окружающей природы. Можно сказать, что изучение почти каждого из вопросов физики сопровождается или же заканчивается рассмотрением вопросов техники. Приведём еще несколько примеров из различных отделов физики: Давление твёрдого тела — лыжи, танк, трактор. Жидкости — гидравлический пресс, водопровод, канализа- ция, артезианский колодец, шлюзы, водолазное дело, плавание судов и подводная лодка, подъём затонувших судов, применение поплавков и т. п. Газы — насосы, пневматический тормоз, альтиметр, аэро- стат, дирижабль и т. п. • Не меньшее, если не большее количество технических мате- риалов содержат в себе и все другие отделы курса физики. Под- робные указания по данному вопросу приведены в методических указаниях (§§ 52—111). 3. Способы ознакомления с техникой. Сообщение политехни- ческих знаний на уроках физики осуществляется различными способами. 1) Наиболее часто применяемым способом является соответ- ствующий рассказ самого преподавателя, сопровождаемый демонстрацией дополнительных физических опытов и различных учебных пособий. Физические опыты ставятся в том случае, когда они способствуют объяснению того или иного технического вопроса. Применяемые учебные пособия состоят из диаграмм (рис. 42—47), настенных картин (рис., 35—39), диапозитивов (рис. 48—51) и кинофильмов (рис. 53—56) на технические темы. Кроме того, широкое использование находят себе модели различных машин (рис. 24—29) и механизмов (рис. 30—31), служащие для объяснения устройства и действия их. В §§ 16—23 дана подробная характеристика различных учеб- ных пособий. Методические указания об их применении в отдель- ных темах программы приведены в §§ 52—111.
§ 10, 4 39 2) Решение специально подобранных задач является одним из средств для ознакомления с элементами технических расчётов. Кроме того, часто применяются задачи, в условиях которых учащиеся знакомятся с вопросами техники. Характеристика таких задач и методика их применения дана в § 34 и в методи- ческих указаниях. 3) Методы физических измерений, применяемых в некоторых лабораторных работах, являются одновременно и методами, используемыми в технике. К числу таких работ относятся, на- пример, измерения длин, удельных весов, напряжения, силы и мощности электрического тока, сопротивления и т. п. Поэтому такие лабораторные работы, при соответствующих пояснениях учителя, способствуют разрешению задачи политехнического образования. 4) Ни один из рассмотренных выше приёмов, применяемых непосредственно на уроках, не может дать учащимся таких наглядных и полных представлений, какие они получат, осмат- ривая производство и знакомясь с различными техническими объектами в натуре. Поэтому в целях политехнизации знаний посещение учащимися фабрик, заводов, мастерских, техниче- ских сооружений и т. п. должно быть признано необходимым. Такие посещения организуются в форме экскурсий. Вопросы тематики экскурсий, методики их, подготовки и про- ведения подробно освещены в §§ 29—31. 5) Так как вопросы техники возбуждают значительный ин- терес к ним у значительной части учащихся, то для расширения и углубления этих сведений следует периодически проводить внеклассные занятия (§§ 48—50). Наибольшая польза и наиболь- ший интерес достигаются, когда занятия сопровождаются про- ведением соответствующей экскурсии. 4. Навыки политехнического характера. Некоторые навыки политехнического характера учащиеся получают на уроках фи- зики при проведении лабораторных работ. Действи- тельно, обучение применению различных инструментов для измерений длины, объёма, веса, температуры, силы, напряжения тока, силы TOfta, мощности и энергии тока и т. п. вооружает учащихся навыками, которые с полным правом могут быть названы политехническими. Ряд навыков по обращению с элек- трическими проводами, с некоторой монтажной аппаратурой, с источниками тока и т. п. дают лабораторные работы по элек- тричеству. Наибольшие же возможности для обучения навыкам откры- ваются при проведении внеклассных занятий (см. т. III, §§ 1-6). В кружковой работе при подготовке и проведении опытов, при постройке всякого рода моделей и т. п. совершенно неиз- бежным является применение учащимися различного рода и н-
40 § Ю, 5 струментов для обработки картона, дерева, металла, стекла и т. п. Руководителю такого кружка необходимо показать правильные приёмы обработки и пользования для этого инструментами, давая при этом посильные для учащихся сведения технологического порядка. Уменье забить гвоздь, завернуть шуруп, отвернуть гайку ключом, отпилить и обстру- гать дерево, опилить и просверлить металл, согнуть и растянуть стеклянную трубку — всё это важнейшие навыки для целей практики. К числу важных навыков, для сообщения которых совершенно необходима организация соответствующего кружка, относятся также электромонтажные. Уменье устранить послед- ствия короткого замыкания электрической сети, сделать электро- проводку для электрического звонка, срастить и изолировать провода, зарядить электромонтажную аппаратуру (вилку, патрон, штепсельную розетку, выключатели), отремонтировать электроплитку и т. п. безусловно обязательно для участников электротехнического кружка? О методике обучения техническим навыкам — см. т. III, §§ 10-21. 5. Литература по технике. Количество популярных книг и брошюр по технике, выпущенных в свет, столь велико, что привести перечень хотя бы важнейших из них не представляется возможным (§ 46). Из книг по военному делу, кроме указанных в § 47, 4, для преподавателя весьма полезными будут: I. Ред. Внуков, Артиллерия, изд. 2-е, Воениздат, 1938. Богато иллюстрированная книга, написанная хорошим обще- доступным языком, знакомит с историей и современным состоя- нием артиллерийского дела. Заслуживает самой горячей реко- мендации. В значительной части своего изложения вполне доступная для учащихся 7 класса. II. д. д. г аланин, Физика и военная техника, Учпед- гиз, 1945. Брошюра полезна для преподавателя, желающего ознакомиться с физическими основами некоторых вопросов военной техники. Как более подробно указано в § 47, 4, нужно считать журнал «Техника — молодёжи» совершенно необходимым для препода- вателя. По вопросам методики обращаем внимание на статьи в жур- налах: Галанин, Общеобразовательное значение физики и про- граммы по физике для средней школы, «Советская педагогика», 1944, № 10. Скатки н, О политехническом обучении в общеобразо- вательной школе, «Советская педагогика», 1946, № 6.
§ И 41 П о л ин о в ский, Физика в школе и техника, «Физика в средней школе», 1940, № 4. Значительное количество книг по изготовлению технических моделей указано в т. III. § 11. Воспитательные задачи преподавания физики в школе Идейно-политическое воспитание является одной из главней- ших задач школы. В процессе преподавания каждого предмета и в частности физики должна непрерывно проводиться воспита- тельная работа. «Молодому советскому поколению, — говорил тов. Жда- нов1, — предстоит укрепить силу и могущество социалистического советского строя, полностью использовать движущие силы совет- ского общества для нового невиданного расцвета нашего благо- состояния и культуры. Для этих великих задач молодое поколение должно быть воспитано стойким, бодрым, не боящимся препят- ствий, идущим навстречу этим препятствиям и умеющим их прео- долевать. Наши люди должны быть образованными, высокоидей- ными людьми, с высокими культурными, моральными требова- ниями и вкусами». В решении этой важнейшей и огромной задачи должны при- нимать участие преподаватели всех дисциплин, в том числе и физики. Задачи воспитания, стоящие перед преподаванием физики, можно разделить на две основные группы: а) задачи, разрешение которых по существу связано с изу- чен и е м самого предмета, и б) задачи, решение которых достигается путём воспита- тельных мероприятий, легко связываемых с орга- низацией преподавания. Эти две группы воспитательных задач нельзя понимать изо- лированно, так как они в конце концов относятся к единой личности обучаемого и воспитываемого ученика. По отношению к преподаванию физики и других естествен- ных наук воспитывающее значение их изучения заключается прежде всего в изменении восприятия окружающих явлений. На уроках физики учащийся научается в раньше для него раздробленных «единичных» явлениях природы наблюдать общие черты — связи явлений. Явления перестают быть для него «таинственными» и «непонятными»; он улавливает их закономерности, научившись их измерять. Учащийся постигает возможность ‘управлять явлениями природы в желательном отношении или овладевать, как прежде говорили, «силами природы». Совершенно понятно, что это должно дисциплинировать со- 1 Доклад тов. Жданова о журналах «Звезда» и «Ленинград», Огиз, 1946, стр. 37—38.
42 § И знание учащегося, подготовлять его к выработке таких приёмов мышления, которые в конце концов приводят его к усвоению основ диалектико-материалистического мировоззрения. Этой задаче, конечно, способствует изучение не только фи- зики, но и других естественных наук. Но физика, как наука, имеет в этом отношении исключительное значение: 1) Изучение физики позволяет распознать в явлениях при- роды диалектику, развитие, переход количественных изменений в качественные скачки, открывать связи и сходства между крайне непохожими с первого взгляда явлениями и этим убеждает во взаимосвязи их. Физика помогает найти пути не только к объ- яснению явлений, происходящих й природе, но и к прило- жению их в промышленности (в машинах-двигателях и машинах-орудиях).- Правильно поставленное изучение физики должно возбуждать активное отношение к природе, стремление изменить окружающие нас природные условия, а не только их созерцать. Это одна из главных воспитательных задач коммунистического воспитания. «Философы, — говорит К. Маркс, — до сих пор только изучали мир, задача заключается в том, чтобы его изменить». 2) Знания, полученные по физике, облегчают понимание книг и статей по физике и технике, а это развивает стремление к продолжению своего образования, уверенность в своих силах, помогает разобраться в различных профес- сиях и выбрать из них ту, которая наиболее соответствует способностям. 3) Изучение физики связано с применением разного рода приборов, аппаратов. Обращение с ними развивает уменье и навыки, имеющие большое воспитательное значение. Изуче- ние физики, особенно при наличии лабораторных работ, приучает к аккуратности, к обращению с точными инструментами, к находчивости и уверенности в своих дейст- виях. В нашем общественном строе техника всё более и более цели- ком основывается на точнейшем знании законов природы, и поэ- тому воспитательное влияние точности эксперимента, которую даёт изучение физики, имеет значение, на которое не раз указы- вали многие педагоги и учёные. Сведения из истории физики и техники, биографии знамени- тых учёных, с одной стороны, способствуют пониманию развития науки, с другой — вызывают стремление к подражанию этим героям науки. Значение научных исследований, в частности исследований по физике, в социалистическом обществе чрезвы- чайно велико, почему будущие строители коммунистического общества должны не только понимать значение науки, но и сами стремиться к научной работе. Особенно важное воспитательное значение имеет знакомство
§ И 43 учеников с историёй русской науки, с советской наукой и дости- жениями советской техники (§ 9, 3). Надо пользоваться каждым случаем, чтобы дать учащимся представление об успехах физики и техники в Советском Союзе, с целью воспитания в них советского патриотизма. Различие в отношениях к науке в царской России и в СССР, столь рази- тельно, что .его нетрудно ярко выявить даже при прохождении начального курса физики. Даже при беглом ознакомлении с биографиями русских дореволюционных учёных обнаруживается пропасть между условиями работы в царское время и в нашем социалистическом обществе. 4) Поскольку в процессе преподавания физики производится рассмотрение её приложений в технике, постольку учащихся, будущих строителей коммунистического общества, совершенно необходимо ознакомить с ролью и значением науки и техники в деле социалистического строительства в нашей стране. Препо- давание физики в несравненно большей степени, чем какой-либо другой науки, даёт возможность показать учащимся значение великих сталинских пятилеток, превративших нашу страну из отсталой аграрной в могучую индустриальную. «Центральный Комитет партии, — говорил т. Жданов, — хочет, чтобы у нас было изобилие духовной культуры, ибо в этом богатстве культуры он видит одну из главных задач социализма». Знание физики даже в начальной её ступени при огромном проникновении самой совершенной техники во все стороны жизни является неотъемлемой частью расцвета культуры.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ МЕТОДЫ ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ Глава третья ОРГАНИЗАЦИЯ УРОКОВ ПО ФИЗИКЕ § 12. Структура уроков по физике 1. Постановление- ЦК ВКП(б). При организации уроков по физике следует прежде всего руководствоваться постановле- ниями ЦК ВКП(б) от 5/IX—1931 г. и 25/VIII — 1932 г. о работе средней и начальной школ. В этих постановлениях имеется совершенно отчётливо сформулированное положение о необхо- димости в процессе преподавания пользоваться не каким-либо одним методом, а разнообразными. Постановление ЦК ВКП (б) от 25/VIII —1932 г. содержит такое указание о форме организации учебного процесса: «А. Основной формой организации учебной работы в началь- ной и «средней школе должен являться урок с данной группой учащихся со строго определённым расписанием занятий и твёр- дым составом учащихся. Эта форма должна включить в себя, под руководством учи- теля, общегрупповую, бригадную и индивидуальную работу каждого учащегося с применением разнообразных методов обу- чения. При этом должно всячески развивать коллективные формы учебной работы, не практикуя организации постоянных обяза- тельных бригад. Б. Преподаватель обязан систематически, последовательно излагать преподаваемую им дисциплину, всемерно приучая де- тей к работе над учебником и книгой, к разного рода самостоя- тельным письменным работам, к работе в кабинете, в лаборатории, учебной мастерской и широко применяя, наряду с этими основ- ными методами, различного рода демонстрации опытов и прибо- ров, экскурсии (на завод, в музей, в поле, в лес и т. д.). При этом преподаватель должен всемерно помогать детям при затрудне- ниях в их учебных занятиях. Надо систематически приучать детей к самостоятельной работе, широко практикуя различные задания в меру овладения определённым курсом знаний (решение задач и упражнений, изготовление моделей, работа в лабора- ториях, собирание гербариев, использование пришкольных участков в учебных целях и т. п.)>. 2. Виды уроков по физике. Урок является основной
§ 12, 2 45 формой организации учебной работы. Урочная система обу- чения хорошо организует усвоение, позволяя со- общать знания учащимся строго определёнными «порциями» и таким образом постепенно вести их вперёд. Кроме того, она меньше утомляет учащихся благодаря частой смене предметов. Наконец, она дисциплинирует учащихся, приучая их не только сосредоточивать своё внимание на одном каком-либо предмете, но и переключать его на другой. Основным требованием к уроку является необходимая ц е- лостность и законченность каждого урока. Уча- щийся должен после урока ясно сознавать, что именно получил он на данном уроке, и иметь некоторую перспективу дальнейших уроков, т. е. представление об общем*плане последующей работы, в который как необходимый элемент должна входить его домаш- няя работа. Для получения наилучших результатов урок должен быть соответствующим образом построен и надлежащим образом проведён. Построение и проведение уроков оказываются раз- личными в зависимости от их целевой установки или назначения. Поэтому прежде всего следует указать, на какие виды могут быть разделены уроки. Уроки по своему назначению могут быть разделены на два основных вида, отличающихся по своей методике друг от друга: уроки с изложением нового материала и уроки повторительного характера. Количество уроков, всецело посвящённых повторе- нию, невелико, так как они применяются в основном только после прохождения целых отделов физики, а также в конце четвертей учебного года и перед экзаменами. Наиболее часто встречаются уроки с изложением нового ма- териала, но в них в той или иной форме и мере входят и занятия повторительного характера. На уроках первого вида главной задачей является научить чему-то новому, сообщить знания. На уроках второго вида ужё полученные учениками знания должны быть углублены и, главным образом, закреплены, причём препо- даватель обязан проверить, насколько учащиеся усвоили знания, которые были сообщены цм ранее. Эти две задачи — сообщение знаний и закрепление их — могут быть разделены только условно. Такое разделение задач, однако, весьма полезно, так как оно помогает, в особенности малоопытному преподавателю, не упустить из внимания задачу закрепления знаний. Существует также ещё третий вид уроков с характерными особенностями своего построения и проведения, именно: уроки, целиком посвящённые решению задач. Методика при- менения задач при изучении физики рассмотрена в §§ 33—40. В некоторых случаях уроки приходится целиком отводить на проведение лабораторных работ (§§ 36—28).
46 § 12, 3 3. Схема построения урока. Нельзя наметить такую общую схему построения и проведения урока, которая соответствовала бы всем урокам без исключения. Поэтому рассмотрим типичную схему достаточно единообразных по своей форме уроков с изло- жением нового материала. Каждый урок: а) является очередным звеном в общем процессе сообщения учащимся знаний и б) в то же время характеризуется своей целостностью и законченностью. Поэтому можно наметить такую общую схему построения урока: 1) Восстановление в памяти учащихся пройденного. 2) Установление связи содержания текущего урока с преды- дущим изложением. 3) Ознакомление с новый материалом. 4) Занятия тренировочного характера для лучшего уяснения учащимися разобранных вопросов. 5) Определение перспектив дальнейшего развития изученных вопросов. Наметим теперь в общих чертах цели и содержание каждой из этих слагающих частей урока. Для конкретизации возьмём в качестве примера урок, посвящённый изучению закона Архи^ меда. 1) Восстановление в памяти учащихся из пройденного исключительно того материала, который оказывается непосред- ственно необходимым для построения текущего урока. Этому повторению придаётся обычно форма опроса учащихся. Задача преподавателя при этом заключается в том, чтобы мате- риал оказался восстановленным в памяти в той определённой системе, которая, во-первых, непосредственно подводила бы к теме текущего урока и, во-вторых, облегчала бы объяснение нового материала (§ 44, 1). Поэтому круг затрагиваемых при этом вопросов далеко не всегда может оказаться соответствующим материалу, изученному только на предыдущем уроке; нередки случаи, когда приходится касаться тем, изученных много ранее. При опросе учащихся весьма важным является такая его по- становка, которая не позволяла бы «сбиться» в сторону проверки знаний учащихся вообще, безотносительно к дальнейшему изло- жению нового материала. Очевидно, что при подготовке к уроку преподаватель должен обратить • серьёзнейшее внимание на подбор вопросов, подлежащих повторению, и также на их после- довательность. Более подробные указания о методике такого повторения даны в § 43. 2) Повторение, проведённое указанным образом и сопровож- даемое кратким заключительным обзором преподавателя, со- здаёт естественный переход к постановке того нового вопроса, который явится предметом изложения на текущем уроке. Этот вопрос формулируется преподавателем, причём учащимся
§ 12, 3 47 даётся самое общее представление о содержании их последующей работы на данном уроке. Для рассматриваемого примера вопросом, подводящим, к за- кону Архимеда, является давление «тяжёлой» жидкости, завися- щее от её тяжести, и как следствие — давление снизу вверх. В большинстве дальнейших методических указаний приведены вопросы, служащие для установления связи с предыдущим из- ложением (§§ 52— Ш). 3) Рассмотренные две части урока составляют необходимое введение к изложению нового материала. Успех всей даль- нейшей работы во многом зависит от того, насколько изучение темы урока подготовлено как содержанием изученного в преды- дущем материале, так и усвоением его учащимися. Поэтому на введение к первым темам курса или отдела надо отводить больше времени; они наиболее трудны как для преподавания, так и для учащихся. На первом уроке нового отдела физики введение обычно принимает характер такого широкого изложения значения и целей предстоящего изучения, что может занять весь урок целиком. В основу плана ознакомления учащихся с новым материалом должна быть положена формулировка В. И. Ленина, харак- теризующая процесс научного познания и всецело приложимая к педагогическому процессу обучения физике: «От живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике...»1. При этом под «живым созерцанием» следует понимать: а) опыт и знания, приобретённые учащимися в их обыденной ЖИЗНИ, И б) эксперименты, воспроизводимые учителем или самими учащимися. На основе такого «живого созерцания» производится абстра- гирование, т. е. переход от ознакомления с непосредственно наблюдаемыми фактами к их систематизации и обоб- щению, что соответствует установлению тех или иных физи- ческих положений или законов. Заключительной частью является изучение приложения уста- новленных закономерностей и их следствий как к объяснению физических явлений, совершающихся в природе, так и для исполь- зования их в практических целях. Методика проведения данной части урока подробно разрабо- тана в дальнейшем изложении (§ 12, 6—8). 4) Последующей частью урока являются занятия, которые с полным правом могут быть названы тренировочными, поскольку целью их служат разъяснение изученного 1 Ленинский сборник, IX, стр. 183.
48 §12, 4 и закрепление в возможной мере сообщённых учащимся знаний и навыков. Формами работы для этого являются: а) о т- в е т ы на вопросы учащихся, б) опрос учащихся по изложен- ному материалу, в) повторные разъяснения и дополнительные демонстрации преподавателя иг) решение задач. Вопрос о методике таких занятий рассмотрен в §§ 33 и 43; 5) В заключающем урок обзоре преподавателя подводятся не только итоги изученного, но в самых общих чертах наме- чаются ближайшие перспективы дальнейшего изучения вопроса. Так, для рассматриваемого примера преподавателем указывается, что закон Архимеда позволяет выяснить причины плавания тел, на чём построена вся техника водного транспорта. Намётка дальнейшей перспективы оказывается особенно важной в тех случаях, когда домашние работы учащихся используются не только для усвоения пройденного, но и для самостоятельной рабЬты над новыми вопросами (§ 43). 4. Способы сообщения новых знаний. При сообщении новых знаний учащимся можно использовать различные спосрбы, из которых наиболее характерными являются: 1) лекционный, или информационный, 2) исследовательский и 3) эвристический. 1) Лекционный способ изложения. Харак- терной чертой лекционного способа изложения является дли- тельный рассказ, не перебиваемый ни вопросами преподавателя к учащимся, ни вопросами, возникающими по инициативе уча- щихся. В чистом виде лекционный способ редко применяется в 6 и 7 классах, но умеренное его применение не исключено. «Лекция» по физике сопровождается обычно демонстра- циями. Задачей лекции является сообщение всех элементов познания, относящихся к теме лекции. Учащийся, слушая и вос- принимая лекцию, учится установлению связи между фактами, их сопоставлению, выводу закономерностей. Таким образом, задача преподавателя заключается в том, чтобы сообщаемые им сведения оказались настолько доступными для учащегося, что воспринимались бы им без особо напряжённого мыслитель- ного процесса. Задача же учащегося сводится лишь к восприятию и последующему запоминанию изложенного; поэтому для лек- ционного метода характерна относительная пассивность мышления учащегося, со всеми вытекающими отсюда послед- ствиями, так что этот способ, имея много достоинств, обладает и крупными недостатками, особенно в начальных ступенях обучения. Хорошим дополнением к этому способу является про- ведение беседы, когда и сам преподаватель сопровождает своё изложение вопросами к учащимся и они останавливают преподавателя, задавая ему вопросы в случае непонимания или недостаточного усвоения прослушанного материала. 2) Исследовательский способ. Полной про- тивоположностью лекционному способу является исследова-
§ 12, 4 49 тельский, который в крайнем своём развитии не укладывается в урочную систему обучения, так как ставит своей главной зада- чей предоставить ученику совершенно полную самостоятельность в познании и усвоении. Основная идея этого способа, ставящего своей целью пробуждение инициативы и активности ученика, а также развитие самостоятельности, правильна; нелепы только крайние формы, в которых относительно верное положение .доводится до абсурда. В рамках урочной системы допустимо прибегать в нужное время и в должной мере к исследовательскому способу, чтобы развить в необходимой дозе инициативу и само- стоятельность ученика. Надо не только «с голоса» обучать уче- ника, но и организовать для него работу, требующую самостоя- тельности. 3) Эвристический способ. Для эвристического способа характерно обучение через постановку преподавателем перед учащимися ряда вопросов, на которые они должны давать ответы. Ответы на вопросы учащиеся могут находить в результате постановки или наблюдения соответствующих опытов, проведения лабораторных работ, на основании анализа имеющихся у них знаний или самостоятельного изучения литературы. Эвристический способ в весьма значительной мере активизирует преподавание, как и исследова- тельский, но благодаря заранее подготовленной системе вопросов направляет мысль учащегося при его исследованиях по нужному пути и тем самым позволяет руководить учеником. Харак- тером и содержанием вопросов определяется степень самостоя- тельности работы учащихся. В одном крайнем случае эвристи- ческий метод явится по существу лишь незначительным изме- нением исследовательского и в другая — может выродиться в форму, сводящую «на-нет» самостоятельность мысли и .действия (при экспериментальных работах) учащихся. Практика работы школ доказала, что в преподавании нельзя пользоваться каким-либо одним способом. Надле- жит использовать самые разнообразные способы, подбирая в каждом отдельном случае такой, который даёт наиболь- шую эффективность в отношениях: развития мышления учащихся, прочности усвоения приобретаемого знания и экономии времени. Указание о необходимости использования различных мето- дов и осуждение пользования исключительно одним из методов (способов) имеются в постановлении ЦК ВКП(б) о работе началь- ной и средней школы (§ 12, 1). В процессе преподавания физики наиболее правильно строить урок в виде беседы, чередуя лекционное, или информационное, сообщение с приёмами, активизирующими мышление учащихся. В частности в целях такой активизации следует при- бегать к «способу вопросов-ответов», ставя перед учащимися 4 Е. Н. Горячкин, том I
50 § 12, 3 посильные для разрешения ими на основе полученных знаний проблемы, т. е. вопросы, на которые они должны отвечать с а- мостоятельно. Беседа должна сочетать в себе все возможные способы; её задача — изложить содержание темы и возбудить самостоятель- ную мысль ученика, помочь этой мысли зародиться, окрепнуть и сделаться основой усвоения. В беседе формы взаимодействия между преподавателем и уче- никами очень многообразны и должны естественно возникать во время её проведения, хотя в целом и определяются планом преподавателя. Во время беседы преподаватель должен всё время наблю- дать за учениками и по их ответам на его вопросы и даже по Рис. 7. Демонстрационная установка для урока на тему: «Преломление света». выражению их лиц представлять себе те психические процессы, которые протекают в сознании учеников, участвующих в беседе. Поскольку установится психический контакт и появится взаимное понимание между учителем и учеником, постольку передача знания ученикам будет идти успешно. Внешние формы этой передачи •— лекция, вопросы, пояснения к ответам, — всё тогда найдёт своё надлежащее место и приобретёт действенный характер. Если ученики будут понимать, что происходит на уроке, то они будут внимательны; поскольку они будут внимательны, они хорошо запомнят фактическую сторону урока. Урок будет для них интересен и вызовет меньше утомления. 5. Наглядные приёмы сообщения знаний. Особенность беседы по физике заключается в том, что не только слова, а и «живые» ощущения при наблюдении опытов — физических явлений — слу- жат факторами обучения. Из этого вытекают и трудности про- ведения уроков по физике; в этом же заключается и выигрышная сторона преподавания. На уроках физики, кроме словесного сообщения новых знаний в виде .беседы, в широкой мере исполь- зуются следующие наглядные приёмы или способы:
§ 12, 5 51 1) Демонстрации преподавателем опытов или, иными словами, экспериментов (рис. 7) (§ 15) (см. т. II, § 3). 2) Самостоятельное воспроизведение явлений учащимися в виде лабораторных работ (рис. 8) (§§ 26—28) (см. т. II, § 58). 3) Ознакомление учащихся со способами измерения физических -величин на лабораторных занятиях (§§ 26—28) (см. т. II, §§ 58 и 59). Рис. 8. Лабораторная работа на уроке — измерение электрического сопротивления. 4) Демонстрации различных учебных пособий (моделей, диапозитивов, картин, кинофильмов и т. п.) в целях обеспечения наглядности преподавания (§§ 17—23). 5) Воспроизведение и демонстрация графических изображений (рисунков и чертежей), приборов и физических явлений (§§ 24 и 25). 6) Построение и демонстрации всякого рода графиков и диаграмм для выяснения изменений физических величин и их соотношений между собой (§§ 20 и 21). 7) Решение задач, в том числе и экспериментальных (§§ 33—40). Так как в некоторых случаях совокупность всех этих приёмов оказывается всё же недостаточной с точки зрения целей обуче- ния, то приходится организовывать уроки особого типа в виде экскурсий для осмотра производства, различных техни- 4*
52 § 12, 6 ческих сооружений, музеев и т. д. Методика построения и про- ведения экскурсий разработана в §§ 29—31. 6. «От живого созерцания...» В § 12, 3 было указано, что в осно- ву построения и проведения .основной части урока, посвящён- ной сообщению учащимся новых знаний, должно бвггь поло- жено первое звено определения В. И. Лениным процесса познания. Уровень знаний, возрастные особенности и степень развития учащихся школы-семилетки делают единственно правиль- ным путь приобретения ими научных знаний.на основе «живого созерцания» конкретных фактов. При этом под научными знаниями следует понимать не только запоминание фактов, определений и законов, но и усвоение, в посильной мере, метода науки, развитие мышления.. «Начальной фазой мыслительного процесса, — говорит G. Л. Рубинштейн, — является более или менее отчёт- ливое осознание проблемной ситуации. Осознание проблемной ситуации может начаться с чувства удивления... впечатлением необычайности» Ч Для создания проблемной ситуации даются конкретные пред- ставления о тех физических явлениях, о которых на уроке пой- дёт речь. Для этого прежде всего должны быть показаны или воспроизведены самими учащимися особо доходчивые, а может быть и «эффектные» опыт ы, чтобы вызвать то самое «удивление», которое служит поводом к возникновению мышле- ния в определённом направлении. Эти опыты должны в возможно большей мере выражать только самые основные или харак- терные черты изучаемой группы явлений. Не только опыты, однако, должны быть использованы для создания проблемной ситуации, а также знания учащихся многйх физических фактов, приобретённые ими в обычной жиз- ненной обстановке. Но эти жизненные знания являются формаль- ными, так как, хотя факты оказываются хорошо известными учащимся, но не осознанными ими в смысле их физической сущ- ности или причинной связи (§ 7, 1). Восстановление таких фактов в памяти учащихся путём наводящих вопросов преподавателя, наряду с опытами, усугубит возникновение проблемной ситуации. Такими жизненными и общеизвестными фактами при изуче- нии, например, закона Архимеда могут явиться: плавание неко- торых тел на поверхности жидкости; кажущееся уменьшение веса тела в жидкости; незначительность усилий для поддержания человеческого тела при плавании и др. Опыты могут быть или продемонстрированы преподавателем, или же воспроизведены самими учащимися в форме лабораторной работы. Так, например, преподаватель в качестве вводного явле- 1 «Основы общей психологии», стр. 293.
f 12, 6 53 ния может показать опыт с уменьшением показания динамометра при погружении в жидкость подвешенного к нему тела (рис. 9, I), или же учащиеся сами обнаружат это явление исследовательским путём в ответ на поставленный им преподавателем вопрос (рис. 9, II). При лабораторной работе необходимо также дать возможность учащимся не только косвенным образом убедиться в существо- вании выталкивающей силы, но и непосредственно ощутить её Рис. 9, II. Обнаружение учащимся силы,выталки- вающей тело из жидкости. Рис. 9, I. Демонстрация препода- вателем силы, выталкивающей тело из жидкости. действие, проявляющееся при погружении в воду куска дерева или пробки, укреплённых на спице. Заметим кстати, что в дан- ном случае лабораторная работа как для запоминания наблюдае- мых фактов, так и для ’их осознания оказывается много более эффективной, чем демонстрация преподавателя. Кроме того, такая работа позволяет вскрыть вопрос полнее и упростить вывод, приводящий к уверенности в существовании выталкивающей силы. Таким образом, на основе «живого созерцания» возникает перед учащимися проблемная ситуация, требующая для своего разрешения дальнейшего изучения.
54 ? 12, 7 Рис. 10. Применение рычага для срав- нения величины выталкивающих сил, действующих на тела (равной массы), погружённые в жидкость. В зависимости от сложности трактуемого вопроса приходится производить дальнейшее расширение про- блемной ситуации или же переходить ко второй стадии работы — «абстрактному мышлению». Так, в случае изучения закона Архимеда приходится сначала поставить ещё несколько опытов, которые качественно показали бы зависимость вытал- кивающей силы от объёма погружённого в жидкость тела и от удельного веса последней, т. е. продолжать работу по накопле- нию фактов (рис. 10). Для наблюдений можно воспользоваться, например, равноплечим рыча- гом и воспроизвести опыты с погружением: 1) тел равного веса и объёма в одинаковые жидкости, 2) тех же тел в раз- личные жидкости и 3) тел равного веса, но разного объёма в одинаковые жидко- сти. В рассмотренной подгото- вительной или вводной стадии работы, давая словесные объяс- нения, необходимо употреб- лять по возможности опи- сательные выражения, разнообразными путями под- ходить к описанию, намеренно избегая введения точной тер- минологии. Явления описы- вают так, чтобы учащиеся получили наиболее конкрет- ное о них представление. Ко- нечно, если возможно, необ- ходимо пользоваться ранее изученными терминами. 7. «...к абстрактному мышлению...». Следующая стадия работы, соответствующая абстрактному мышлению, является основ- ной, или центральной. В этой стадии показываются опыты или проводятся лабораторные работы, на которых вскрывается главная физическая сущность явлений, вводится точная терминология, определяются физические величины и их функциональная связь, формулируются законы. Процесс формулировки физических положений и законов ока- зывается в некоторой мере подобным доказательству теоремы, доказываемой частью опытным путём, частью логическими рассуждениями. Задача преподавателя заключается в том, чтобы у учащихся создались научные знания об изучаемых явлениях,
§ 12, 7 чтобы учащиеся впоследствии, после соответствующей доработки, оказались в состоянии описывать изучаемое «научными» словами (терминами) и сознательно формулировать законы. Для рассматриваемого примера в этой стадии суммируются наблюдения, произведённые ранее (обнаружение выталкивающей силы, её зависимость от объёма тела и удельного веса жидкости) и на основе демонстрации опыта с ведёрком устанавливается закон Архимеда (рис. И). Рис. И, I. Основная демонстра- ция при помощи динамометра на закон Архимеда. Рис. И, II. Основная демонстра- ция с помощью демонстрацион- ных весов на закон Архимеда. Для учащихся семилетки данная стадия, заключающаяся в индуктивном процессе «от частного к общему» или, другими словами, от «живого созерцания к абстрактному мышлению», является наиболее сложной частью урока. Важно, ч'тобы обобщение не было воспринято учащимися «формально» и не ока- залось впоследствии просто заученным без отчётливого представ- ления о том сопоставлении фактов и том логическом пути рас- суждений, которые позволили сформулировать положение или закон. Формулирование физического положения или закона без уменья его «доказать», т. е. без уменья описать и проанализи- ровать факты, которые привели к установлению закона, никак
56 § 12, 8 Спирт Вода .Рассол Рис. 12. Демонстрация различной глубины погружения тела (ареомет- ра) в жидкостях неодинаковой плот- ности. и законов. Знания в этом случае нельзя считать за «знания», сообщение которых является задачей школы. Следует ещё раз подчеркнуть совершенную необходимость проведения первой подготовительной стадии работы (§ 12, 6), основная задача которой заключается в том, чтобы учащиеся в последующем индуктивном процессе оказались способными мыс- лить «активно», предугадывая выводы из очередных предпосылок преподавателя на пути его логических рассуждений, а не воспри- нимали рассуждения пассивно. Учащийся «не понимает», если его собственное мышление не приводит к тем же заключениям, кото- рые получает преподаватель в своём рассказе. 8.«.«практике..:Физиче- ское исследование явлений толь- ко тогда может считаться за- вершённым, когда станет ясна его истинность, т. е. когда будет показана при- менимость его результатов к другим явлениям, а не только к тем, из которых оно выведено. Этим будет доказана его всеобщ- ность. Критерием истинности, согласно положению диалекти- ко-материалистического миро- воззрения, служит проверка практикой. Как бы ни был для учащих- ся ясен путь, приведший к уста- новлению физического закона, всё же этот закон будет являть- ся для них «отвлечённостью» до тех пор, пока они не окажутся способными к рассуждениям и заключениям дедуктивно- г о характера. Задача препода- вания физики никак не может ограничиваться только установ- лением физических положений окажутся только формальными, сами же законы «мёртвыми». Задачу преподавания можно счи- тать выполненной только в том случае, когда учащиеся научатся прилагать установленные закономерности к посильному для них объяснению физических явлений в природе, а также позна- комятся с использованием их в практических целях, в быту и в технике. Если это не будет достигнуто, то по существу знания явятся «никчёмными», по меткому определению самих учащихся.
§ 12, 8 57 Третья, заключительная стадия процесса сообщения знаний учащимся имеет своей непосредственной задачей обучение на ряде примеров уменью прилагать закон к «жизни» или, иными словами, «к практике». В этой же стадии, если изучаемый вопрос является сложным, производится его доработка, т. е. сообщаются некоторые подробности; дорисовывающие основную картину и придающие ей известную стройность и завершённость. В част- ности, что часто оказывается нужным, закономерность исполь- зуется для установления соответствующих физических Рис. 13. Устройство простейшего картезианского водолаза из плавающей пробирки А (см. также рисунок 112, IV). Рис. 14. Плавание картофелины на гра- нице жидкостей раз- личной плотности (вода и раствор соли). Для достижения указанной выше цели приходится давать описание приложений закона в бытовой и производственной тех- нике, прибегая к демонстрациям наглядных пособий (модели, картины, диапозитивы, кинофильмы) (§§ 17—23), а также дополнительных опытов. Огромное значение в этом же отношении имеет решение задач (§§ 33—40). В продолжение одного урока удаётся рассмотреть целиком по приведённой схеме только сравнительно простые вопросы (§ 64); изучение же «следствий» законов, их приложений в тех- нике требует обычно ряда последующих уроков. Так, например, после установления закона Архимеда на том же уроке оставшееся время позволит только решить одну или две задачи и наметить дальнейшие перспективы развития вопроса
58 § 18 (рис. 12, 13 и 14); рассмотрение же следствий закона (условия плавания) и различных приложений [ареометр, подводная лодка, применение поплавков в военном деле, подъём затонувших судов (рис. 15) и т. п.] производится на последующих уроках. Кроме показа опытов и картин по вопросу о законе Архимеда, жела- тельна демонстрация кинофильма. Если в течение одного урока возможно изучение того или иного вопроса целиком, то урок следует заключить занятиями трени- Рис. 15. Одна из картин для иллюстрации технических приложений закона Архимеда: «Подъём затонувшего судна при помощи понтонов (поплавков)», ровочного порядка для лучшего усвоения изученного, прибегая в частности к опросу учащихся по только что изученному. Конкретные указания по методике проведения уроков при- ведены в методических указаниях(§§ 52—111). § 13. Подготовка урока по физике1 Определение целевой установки и содержания, а также со- ставление рабочего плана и конспекта урока возможны только после разработки общего плана всей темы. Как это будет выяснено далее (§ 42, 3 и 4), составление тематического плана является наи- более ответственной задачей, определяющей методику изложения 1 Перед чтением настоящего параграфа следует ознакомиться с изло- женным в § 42.
§ 13 59 темы в её целом, а следовательно, и методику составляющих её уроков. До тех пор, пока не разработан план всей темы, нельзя и думать, а тем более планировать методику отдельных уроков. Материал, подлежащий изучению при прохождении темы, рас- пределяется по отдельным урокам. Это распределение, однако, не может производиться механическим путём, а должно быть сделано с учётом степени трудности данного вопроса для учащихся и; в частности, с учётом времени, необходи- мого на проведение тренировочных занятий для должного разъ- яснения вопроса учащимся и его усвоения ими. Поэтому может оказаться, что материал по отдельным урокам по своему объёму будет распределён неравномерно. Очевидно, что чем сложнее и труднее для понимания, вопрос, тем большего времени он по- требует для своего изучения. Затем, первым делом производится определение непосред- ственной целевой установки урока, т. е. решается, какие и какого характера знания должен получить учащийся именно на данном уроке и в каком взаимоотношении эти знания должны оказаться как к предыдущему, так и к последующему изучению темы. Для такого определения безусловно нужен более детальный, чем это делалось при составлении тематического плана, просмотр преподавателем соответствующих разделов в фундаментальном курсе физики и в методике физики и нужно ознакомление’с изложением данного вопроса в некото- рых наиболее типичных учебниках начальной физики (§ 45, 2). При подготовке преподаватель должен уточнить также, какие материалы исторического характера необходимо затро- нуть при изложении, и наметить вопросы о важнейших прило- жениях изучаемого в технике и, в частности> в военном деле. Только после того, как преподаватель хорошо восстановит в своей памяти научную трактовку данного вопроса и ознакомится с раз- нообразными путями обучения, возможно перейти к отыска- ний) того конкретного методического пути, который по отношению к изучению данного вопроса оказывается наиболеее эффективным. Как это подробно выяснено в § 45, нет никакой нужды стре- миться к тому, чтобы круг сведений, полученных учащимися, и методика изложения полностью соответствовали учебнику, но совершенно необходимо, чтобы учащиеся на основе получен- ных знаний на уроке могли при своей домашней работе исполь- зовать учебник. Изложение преподавателя не может полностью соответствовать учебнику уже потому, что препода- ватель пользуется самыми разнообразными методами и ведёт не словесное, а наг л.я д н о е обучение. После своей подготовки преподаватель должен набросать краткий ориентировочный план, который подвергается в дальнейшем уточнению и разработке, а в случае надобности — и переделке. В этом предварительнохМ плане вопрос, подлежащий
60 § 13 изучению, расчленяется на составные части, причём определяется, что именно составляет главное или существо вопроса и что является менее существенным. Так, например, на уроке, посвя- щённом изложению теплопроводности, ориентировочная намётка плана может быть следующая: а) наблюдение явления теплопередачи; б) вывод основного положения о распространении теплоты — от горячего к холод- ному; в) обнаружение особенностей теплопроводности у твёрдых тел, жидкостей и газов; г) отсутствие явления теплопроводности через вакуум; д) практическое значение плохой и хорошей тепло- передачи; е) особое значение плохой теплопроводности воздуха; ж) применение к технике сведений о теплопроводности. В этой намётке произведён перечень существенных вопросов и предрешена в основном последовательность их изучения. Следующей задачей является определение методов пре- подавания и намётка примерного оснащения демонстра- циями. В зависимости от специфических качеств вопроса, а также от плана работы по теме в её целом выясняются методы и форма построения урока. В §' 12, 6 был приведён пример применения двух различных способов при изучении закона Архимеда. Точно так же и по во- просу о теплопроводности возможны различные варианты в отно- шении постановки и назначения демонстраций и лабораторных работ. Например, в лабораторной работе может быть «исследова- ‘тельски» обнаружено явление теплопроводности или же будет произведено «наблюдательное», т. е. повторяющее демонстрацию преподавателя, сравнение теплопроводностей металлов, воды и воздуха. Наконец, лабораторная работа по тем или иным со- ображениям может отсутствовать, и изложение станет строиться только на основе демонстрационного опыта. Рациональность применения тех или иных методов по отношению к различным вопросам физики выясняется в методических указаниях к темам программы (§§ 52—111). После изучения по литературе различных вариантов демон- страций и лабораторных работ (применительно к оборудованию и возможностям физического’кабинета) твёрдо устанавливается перечень тех из них, которые могут полностью обеспечить нормальное развёртывание и проведение всего про- цесса обучения на данном уроке. Кроме того, выясняется, какие из наглядных учебных пособий (диаграммы, графики, диапозитивы, кинофильмы) должны быть применены при изло- жении (§§ 17—23). Далее преподаватель переходит к уточнению плана в части изложения нового материала, принимая во внимание необходимость, с одной стороны, установления непосредственной связи с материалами предыдущего изучения и, с другой стороны, обеспечения дальнейшего развития темы. При уточнении плана
§ 14 61 преподаватель должен представить себе процесс изложения в том виде, в каком он предполагает провести его на уроке; начинаю- щему же педагогу необходимо составлять более или менее раз- вёрнутый конспект, отражающий в себе все стороны и приёмы работы. Наиболее рекомендуемым и эффективным способом яв- ляется устройство своеобразной репетиции рассматриваемой части будущего урока. Для этого воспроизводится словесное изложение, формулируются вопросы к учащимся, проводятся демонстрации и лабораторные работы, а также выполняются эскизы рисунков, которые преподаватель начертит во время урока на доске (§§ 24—25). Подробное репетирование следует особенно рекомендовать начинающему педагогу, тем более, что вся намеченная к выполнению работа должна занимать на уроке строго определённое время, рассчитанное чуть ли не с точ- ностью до одной минуты. Из-за соображений времени нередко приходится изменять способы построения и проведения урока, чтобы проработать весь нужный материал, изыскивая при этом такие пути, которые' привели бы к наилучшему эффекту в наименьшее время. Для неопытного педагога при осу- ществлении своего плана на уроке может возникнуть ряд не- ожиданностей. Эти неожиданности заключаются в том, что неко- торые стороны вопроса окажутся более трудными для учащихся, чем того ожидал педагог, и, наоборот, предполагаемые трудности будут сравнительно легко преодолены. Поскольку урок складывается из двух основных частей: ознакомления с новым вопросом физики и затем из тренировки для лучшего уяснения и усвоения изученного, не менее важное значение приобретает также планирование и этой последней части. Для её проведения преподавателем прежде всего наме- чаются вопросы, которые позволили бы ему получить пред- ставление о том, в какой мере «дошли до сознания» учащихся сообщённые им сведения. Планируются также сообщение д о- полнительных сведений, решение задач, постановки экспериментов и т. п. В заключение намечается содержание задания учащимся н а д о м в виде домашних работ, состоящих из подготовки по учебнику, решения задач и проведения домашних лабораторных работ и наблюдений. Глава четвёртая ДЕМОНСТРАЦИИ ПО ФИЗИКЕ § 14. Виды демонстраций Под демонстрациями по ,физике понимают такие показы пре- подавателем физических явлений и связей между ними, которые предназначаются для одновременного восприятия учащимися
62 § 15 всего класса; отсюда вытекают методические и технические особен- ности демонстраций. Демонстрации могут быть разбиты на две группы, значитель- но отличающиеся друг от друга: демонстрации экспериментов, или опытов, служащих для воспроизведения физических явлений,, и демонстрации наглядных пособий (модели, диапозитивы, кинофильмы, настенные картины), пред- назначенные для ознакомления с внешним видом и устройством технических объектов и некоторых физических приборов, а также демонстрации разного рода графи- ческих изображений, в частности диаграмм и гра- фиков. Как было уже выяснено в §§ 7 и 12, демонстрации опытов являются основой для построения педагогического процесса урока и поэтому имеют определяющее значение; роль же нагляд- ных пособий в подавляющем большинстве случаев сводится к иллюстрированию изучаемого. Поэтому демонстрации опытов и наглядных пособий взаимно дополняют друг друга при изложении того или иного вопроса. Как правило, подмена под- линного эксперимента демонстрацией наглядных пособий недо- пустима по методическим соображениям, но к этому иногда при-, ходится прибегать, когда демонстрация сложных опытов по тех- ническим причинам невозможна. § 15. Значение демонстрации экспериментов Значение физического эксперимента при преподавании было выяснено раньше (§§ 7 и 12); вопросу о методике и технике экспе- римента, ввиду его особой важности, посвящён том II. Поэтому мы здесь ограничимся общими указаниями принципиального значения. 1) Преподавание физики без демонстрирования опытов являет- ся совершенно немыслимым. Никогда никакое сколь угодно живое и яркое описание отнюдь не может заменить восприятие подлинного опыта. Это похоже, как если бы мы пытались словами дать представление о цветах спектра слепому от рождения. Ученикам, никогда не видавшим приборов и опытов, никак нельзя дать представление о подавляющем большинстве физических явлений. Изложение физики без демонстраций опытов принимает ха- рактер догматического, а полученные учащимися зна- ния являются сплошь формальными, нежизненными, неприложимыми и поэтому ненужными. Преподавателю, не применяющему эксперимент при преподавании, нет оправда- ния, и такому преподавателю не может быть места в советской школе. 2) Преподаватель должен уметь излагать предмет не только словами и показом физических явлений, не только рассказывать
§ 15 63 об явлениях, но и найти способы настолько приблизить эти явления к ученикам, чтобы они стали вместе с ним иссле- дователями этих явлений. Конечно, нельзя убеждать учеников, что открыть законы физики можно без большой затраты усилий, средств и труда, но всё же в учениках также нужно воспитывать стремление самим отыскать закономерности в изучаемых явлениях. Преподавателю физики необходимо всегда помнить, что его речь должна существенно дополняться «языком фактов». ' Демонстрации должны быть вплетены в ткань словесного изложения для образования с ним органической связи. Поэтому надо показывать опыт не до рассказа о нём и не после рассказа, а одновременно с ним. Это труднейшая задача, требующая, в особенно- сти от малоопытного преподавателя, дл ител ь- ной и вдумчивой подго- товки. Трудности уве- личиваются ещё тем, что зарисовка на клас- сной доске прибора или явления производится I II Рис. 16. Вводная демонстрация к изучению сообщающихся сосудов. не раздельно от опыта и сопровождающего его рассказа, а одновременно с ними (§ 24). 3) Преподаватель в методических целях производит демон- страции так, чтобы дать ученикам представление сначала не обо всех изучаемых сторонах физических явлений, а только о н е ко- то р ы х. При этОхМ необходимо, чтобы ученики, смотря на демон- страцию, увидели только то, что на данной • стадии изучения должно стать предметом рассмотрения. Такие демонстрации, как это было выяснено в § 12, 6, являются подготовитель- ными, или вводными (рис. 7, 9, 10 и 16). Указанное выше требование ставит перед техникой демонстра- ции определённые задачи. Демонстрации должны быть так по- ставлены, чтобы никакие второстепенные стороны явления, а тем более побочные впечатления не отвле- кали учащихся от основной цели данной демонстрации. После вводных проводится основная демонстрация, показы- вающая в целом все стороны изучаемого явления, поскольку это возможно. На основании этой демонстрации производится формулировка положения или закона в окончательном виде (рис. 11 и 17). Далее могут следовать демонстрации иллю- стративного характера в разъяснение самого закона, его следствий или приложений (рис. 12, 15 и 18). В некоторых
64 § *15 случаях оказывается необходимым прибегать к подбору несколь- ких таких демонстраций, которые позволили бы познакомить учащихся постепенно и в определённой последовательности с нужными сторонами явления. Несмотря на всю значимость демонстраций, следует, однако, опасаться перегружать ими урок. Нужно ограничиваться только необходимыми демонстрациями. В случае сравнительно ___________ ______ простых вопросов оказывается Рис. 17, I. Основная демонстрация: «Сообщающиеся сосуды». достаточным проведение толь- ко о д н о й хорошо поставлен- ной демонстрации. Рис. 17, II. Широко распространён- ный в школах прибор: сообщаю- щиеся сосуды. 4) При демонстрации один и тот же опыт хорошо повто- рить несколько раз, особенно если при этом возможно его несколько видоизменить. Учащиеся 6 и 7 классов с одного раза обычно Me успевают заметить всего нужного и запомнить его. Рекомендуется также всячески поощрять рассматривание при- боров учащимися на перемене после уроков. Очень полезно некоторые, наиболее для этого доступные, демонстрации давать проделывать самим учащимся при их опросе. Проделывая демонстрацию сами, учащиеся лучше усваи- вают явление (опрос в таком случае является не только средством проверки знаний, но и средством обучения). Учащиеся, зная, что от них потребуют воспроизведения демон- страции, внимательнее следят за преподавателем, когда он де- монстрирует. Особенно важны повторные демонстрации при повторении. Явление может быть «забыто» учащимися, что при повторении поведёт к зазубриванию слов, не имеющих реальной основы. 5) Опыт, демонстрируемый преподавателем, всегда должен удаваться. Опыт, который не выходит, лучше не показывать.
§ 16 65 Но из этого следует, что опыты должны выходить, не могут не выходить, и отнюдь не следует, что, не имея кабинета, вообще не надо показывать опыты до тех пор, пока этот кабинет не будет создан1. По указанной причине даже опытный преподаватель заранее тщательно подготавливает опыт и проверяет его. Неудавшийся опыт, помимо срыва части, а иногда и всего последующего педагогического процесса, приводит ещё к пони- жению авторитета препо- давателя в глазах уча- щихся* Недопустимо так- же показывать приборы, не воспроизводя на них опыта, а только рассказы- вая о нём; исключение составляют те опыты, ко- торые действительно не могут быт£ продемонст- рированы в школьных условиях. 6) Лучше всего, если демонстрацию учащиеся воспринимают непо- средственно. К проектированию явления на экран следует прибе- гать лишь в тех случаях, когда только этот способ позволяет обеспечить ви- Рис. 18. Демонстрация следствия закона димость. сообщающихся сосудов —действие фон- 7) По отношению к де- тана* монстрационным опытам методика преподавания физики выдвигает ряд требований: обес- печение видимости, простота, выразительность, эмоциональность и т. п.; об этом см. т. II, §§ 1—3. Перечень литературы по демонстрационному эксперименту— см. § 47, 5 и т. II, § 74. Глава пятая НАГЛЯДНЫЕ УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ § 16. Значение и виды наглядных пособий Изучение физики должно в основном обеспечиваться исполь- зованием физических приборов. Для рассмотрения же некоторых вопросов физики и, главное, применения её (в быту, технике и 1 О самодельных приборах — см. т. III. 5 Е. Н. Горячкин, том I
66 § П в военном деле) необходимо, кроме постановки физических опы- тов с приборами, пользоваться иными видами учебных пособий, носящих специальное название — наглядных. Прежде чем классифицировать наглядные учебные пособия, выясним те цели, которым они должны служить. Назначением наглядных пособий при рассмотрении вопросов техники являются: 1) Ознакомление с некоторыми физическими приборами и явлениями, которые не могут быть продемонстрированы в школе. 2) Ознакомление с внешним видом различных технических' конструкций и машин и т. п. в их современном виде и в истори- ческом развитии. 3) Показ внутреннего устройства машин и технических соору- жений, а также некоторых их деталей в действительном или схематичном виде. 4) Ознакомление с некоторыми процессами производства и об- работки материалов. 5) Ознакомление с историей физики. 6) Наглядное представление о числовых данных, характери- зующих работу машин, в том числе с энергетической стороны. 7) Наглядное представление об изменениях некоторых вели- чин в физических процессах. 8) Наглядное сравнение некоторых физических величин и констант. Применяемые для осуществления поставленных целей на- глядные пособия могут быть разделены на три основные груп- пы: 1) Объёмные пособия — в виде действительно при- меняемых в технике приборов и аппаратов, а иногда и самих машин, чаще всего в виде моделей, и наконец в виде наборов некоторых объектов, образующих собой коллекции. 2) Печатные пособия, как-то: картины, графики, диаграммы и т. п. 3) Диапозитивы, кинофильмы. Назначение каждого из указанных видов пособий и их харак- теристика рассматриваются дальше. § 17. Машины и их детали Ознакомление учащихся с работой некоторых машин и отчасти с их устройством может производиться на экскурсиях. Некоторые, правда немногие, машины, применяемые в технике быта, возможно показать в классе. К числу таких машин относятся: швейная (виды движения, передача и преобразование движений), мясорубка (архимедов винт, ворот), пылесос (воз- душный насос), керогаз (сообщающиеся сосуды) и т. п.
§ 17 67 При изучении рычагов можно демонстрировать различного рода инструменты: ножницы, клещи, щипцы для колки сахара, щипцы для углей, пинцет и т. п. Весьма полезными по- собиями оказываются подшипники: обыкновенный, роликовый (рис. 19), шариковый, телефонный индуктор (см. т. II, рис. 395), автомобильные магнето и свеча и т. п.' Такие бытовые при- боры, как примус, фи- тильная керосиновая кухня, керосиновая лампа, электри- ческие — плитки, утюг, от- ражательная печь, термос Рис. 19. Роликоподшипник (коль- цо, надеваемое на вал машины, вынуто,чтобы показать ролики 2>). (рис. 21) и т. п., показываются и изучаются при рассмотрении соответствующих вопросов физики. Преподавателю, имеющему связь с производством, рекомен- дуется подбирать некоторые детали машин, которые могут оказаться полезными как для демонстрации в классе, так и для кружковой работы. Модели для объяснения устройства и демонстрации дей- ствия машин бывают трёх типов: 1) модели (самодействующие), показывающие действие машины; 2) модели, показывающие в более или менее схематичном виде устройство машин и их отдельных частей; 3) модели, точно воспроизводящие только внешний вид технических сооружений. К числу моделей первого типа (действующих), подобных по своему внешнему виду действительно применяемым машинам, 5*
68 § К принадлежат: паровая машина (рис. 20 и см. т. II, рис. 80); паровая турбина (см. т. II, рис. 82); бензиновый моторчик Рис. 22. Действующий бензиновый моторчик для авиамоделей. Рис. 21. Термос и его устройство. Рис. 23. Детская игрушка — заводной автомобиль (см. рис. ИО).
§ 17 69 для авиамоделей (рис. £2); летающая модель планёра и само- лёта; детские заводные игрушки —танк на резиновых гусени- цах, автомобиль (рис. 23), электрический моторчик (рис. 24), паровоз и электровоз, детский трансформатор и др. К действующим моделям, служащим в основном для объяс- нения устройства и только некоторого суждения о действительном внешнем виде машины, относятся: наливное и подливное колёса (см. т. II, рис. 86); турбина Пельтона (рис. 26); телеграфный ап- парат (см. т. II, рис, 366); элек- тромагнит к подъёмному крану (см. т. II, рис. 365); водяные насосы — всасывающий (рис. 25) и нагнетательный (см. т. II, рис. 89 и 90). Рис. 25. Модель водяного насоса. Рис. 24. Модель электрического моторчика. Действующие модели, отличающиеся нарочитой упрощен- ностью своей конструкции, служат лишь для демонстрации принципа д е й с’т в и я и не дают понятия о действитель- ном устройстве машины. Такими моделями, например, являются: реактивная паровая турбина по Сахарову (рис. 27) и активная паровая турбина (рис. 28 и см. т. II, рис. 82). Большинство из перечисленных моделей являются объёмными пособиями, дают более наглядное представление о внешнем виде машин и их некоторых ^отдельных частей, чем какие-либо таб- лицы с иллюстрациями, диапозитивы и отчасти кинофильмы. Самое же существенное, что такие модели являются дейст- вующими. Демонстрация действующих моделей, как правило, произ- водит на учащихся самое сильное впечатление, а следовательно, вызывает повышенный интерес к устройству и к принципу действия этих машин. Модели вносят
70 § 17 в преподавание физики элементы той «здоровой» занимательности и оживления, которые способствуют повышению качества преподавания и, главное, усвоения учащимися соответ- ствующего материала. Кроме действующих моделей машин, важнейшее значение при изучении машин-двигателей имеют модели второго типа — схематичные модели, например: модель двигателя внутреннего сгорания (рис. 29) и парового цилиндра с золотни- ковой коробкой (рис. 30), модели якоря динамо и т. д. Движение Рис. 26. Модель водяной турбины Пельтона. Рис. 27. Модель реактивной паровой турбины из* коробки от сапожного * крема. частей в этих механизмах производится при вращении рукоятки. Эти модели могут или восйроизводить движение, или наглядно показывать устройство машины или её детали. К этому роду моделей надо отнести распилы или разрезы настоящих техниче- ских приборов, например, разрезы водопроводного крана, кар- бюратора, коллектора и т. д. Для осмотра моделей технических конструкций, находящихся в музеях (рис. 31, I и II), приходится иногда предпринимать экскурсии. Особого внимания, главным образом при кружковой работе, заслуживают модели машин, собираемых из деталей набора, известного под названием «Конструктор». Поскольку такие мо- дели на внеклассных занятиях собираются учащимися и допу-
71 скают самые разнообразные и многочисленные вариации, постольку открывается не- ограниченный простор для развития у учащихся тех- Рис. 29. Модель механизма дви- гателя внутреннего сгорания. Рис. 28. Модель самодельной па- ровой турбины из консервной банки. нической самостоятельности структорских способностей. и выявления творческих и кон- Рис. 30. Модель парораспределительного механизма.
72 § 17 Рис. 31, I. Модели частей паровоза в Московском музее транспорта. Из моделей машин и механизмов «Конструктора» (см. т. II, рис. 93), которые могут быть использованы на уроках, следует указать: подъёмный кран (рис. 32), трансмиссионная (см. т. II, Рис. 31,11. Разрез цилиндра и парораспределительного механизма у современного паровоза.
§ 18 73 рис. 92) и зубчатая передачи, ворот и др. Модели третьего типа вос- производят в уменьшен- ном виде действительные тех- нические установки, представ- ляя как бы 'м а к е т или объ- ёмную картинку настоящей машины. Такого рода модели часто бывают в музеях, а в школе они чаще заменяются кар- тинами или диапозитивами. Часто модели соединяют в себе особенности моделей раз- ных родов; например, модель паровоза может достаточно точ- но воспроизводить его внешний вид, давать схему движения поршня, шатуна и дышла и быть действующей. Рис. 32. Модель подъёмного крана, собранная из набора «Конструктор». О применении моделей на уроках — см. §§ 52—111; описание устройства моделей и тех- ники их демонстрирования — см. т. II, § 14. § 18* Коллекции Под коллекциями понимают наборы предметов или веществ, подобранных по определённым признакам и служащим для изучения (рис. 33). Коллекции в большинстве случаев пред- назначаются для углубления и расширения сведений, получаемых учащимися на уроках физики. Коллекции преимущественно надо изучать индивидуально или небольшой группой уча- щихся. Применение коллекций имеет важнейшее значение, сообщая учагцимся представление о свойствах материалов, спо- собах и результатах их обработки и т. п. Коллекции чаще всего составляются при непосредственном участии самих учащихся, иногда в результате экскурсии на фабрику или завод. Собранные материалы или детали монти- руют на листах картона или фанеры (рис. 33) или в коробках со стеклом и обязательно снабжают соответствующими надпи- сями, а иногда и кратким объяснительным текстом. Над- писи и текст должны быть таковы, чтобы учащийся, рассматри- вающий коллекцию самостоятельно, получал представление о том, что именно она показывает, и только за дальнейшими разъяснениями обращался к преподавателю. Коллекции вывешиваются на стенах в классах в таких местах, где они могут удобно изучаться учениками.
74 § 18 Изоляторы | Эбонит ’ 51 __[ f Парасрин I J Слюда Нет никакой надобности вывешивать одновременно все имею- щиеся в кабинете коллекции; наиболее правильно выставлять на время для обозрения лишь те из них, которые имеют непосред- ственное отношение к изучаемому в классе вопросу. Как показы- вает опыт, обилие коллек- ций в кабинете рассеи- вает внимание и приводит лишь к поверхностному осмотру их, а не к изуче- нию. Кроме того, коллек- ции, не имеющие отноше- ния к изучаемой теме, не могут возбуждать должно- го интереса. Количество коллекций, полезных при изучении физики, значительно, осо- бенно для школ сельского типа, когда приходится демонстрировать некото- рые материалы и вещества, а также изделия, не нахо- дящие себе применения в сельской местности, но известные в городе или фабрично-заводских цент- рах. К числу наиболее важ- ных коллекций должны быть отнесены следующие наборы образцов: 1) Металлы: медь, латунь, цинк, железо, алюминий, ртуть, свинец, олово и т. п. 2) Т о п л и в а: торф, бурый уголь, каменный уголь, антра- цит, кокс, древесный уголь, различные породы древесного топ- лива, нефть, бензин, керосин, спирт и т. п. 3) Кристаллические и аморфные тела: кварц (горный хрусталь), асбест, квасцы, соль (сахарный песок), изломы металлов, воск, парафин и т. п. z4) Изолирующие вещества; каучук, карболит, эбонит, мрамор, фарфор, шифер, бумажная пряжа и т. п. (рис. 33). 5) Электрические изолированные провода различного назначения, устройства и сечения (провод, шнур, кабель). 6) Электрические лампочки различного типа. Карболит j | шелк Мест Рис. 33. Коллекция изолирующих веществ.
§ 19, 1-2 75 7) Способы обработки металлов — образцы ко- ваных, тянутых, штампованных и отлитых предметов. Некоторые коллекции полезнее оформлять вместе с д и а- граммами, характеризующими физические свойства ве- ществ (удельный вес, теплоёмкость, сопротивление, теплотвор- ную способность и т. п.); об этом — см. § 21. § 19. Картины 1. Назначение и виды картин. Картины и в частности чертежи с большой пользой служат для ознакомления с внешним видом, а также с устройством различных сложных приборов, техни- ческих сооружений и машин. В некоторых случаях применение картин при объяснениях совершенно необходимо, когда, например, речь идёт о достаточно сложных объектах, каковы па- ровые машины и турбины, электростанции, танки, трак- торы, артиллерийские орудия, самолёты, пароходы, подводные лодки, военные суда и т. п. Картины бывают: 1) П е- ч“ а т н ы е на бумаге и пред- назначенные для непосредствен- ного обозрения и 2) требующие проектирования на экран в увеличенном виде при рИс. 34, I. ^Школьный проекцион- помощи эпи- или диаскопа (рис. ный фонарь (диаскоп). 34) (см. т. II, § 13, 3 и 4). Особо ценную разновидность последнего типа картин состав- ляют движущиеся изображения, получаемые посредством кинофильмов (§ 23). Картинь! для непосредственного обозрения применяются двух типов: 1)настенные — с изображениями достаточно круп- ного размера, благодаря чему они оказываются видимыми для всего класса (рис. 35—39), и 2) раздаточные — малого размера, которые раздаются преподавателем для рас- сматривания их учащимися, сидящими на своих местах. Картины, проектируемые диаскопом на экран, носят назва- ние диапозитивов. Для эпископической проекции по большей части пользуются рисунками из книг и жур- налов. 2. Настенные и раздаточные картины. Настенные цветные картины или таблицы, предназначенные специально для средней школы, выпускались Учпедгизом. Они являются необходимой частью оборудования физического кабинета школы. Из этих картин наибольшего внимания для первого концентра физики
76 § 1% 2 заслуживают следующие: «Метрическая система»; «Гидравли- ческие двигатели»; «Паровая машина»; «Машина Уатта» (рис. 35) (современная — внешний вид и устройство, 3 табл.); «Гидро- Рис. 34, II. Оптическая скамья для демонстрации опытов (смешение цветов кристаллизатором) и для проекции приборов и диапозитивов. электрическая станция» (Днепрогэс) (рис. 36); «Тепловая кон- денсационная станция» (устройство) (рис. 37); «Передача и рас- пределение электрической энергии» (рис. 38, I и II) (2 табл.); «Двигатели внутрен- него сгорания» (рис. 39); «Электрическое освещение» (3 табл.). Из картин по фи- зике обязательно при- менение таблиц: «Мет- рическая система мер» (рис. 125); «Спектры». На внеклассных за- нятиях могут быть с большой пользой при- менены картины: «Теп- лоэлектроцентраль» ^рис. 170); «Электри- ческие измерительные Рис. 34, III. Эпидиаскоп для проекции диапози- тивов и непрозрачных картин. приборы» (вольтметр и амперметр); «Микр о- скоп и рефрактор» (рис. 275); «Генераторы постоянного и .переменного тока». К каждой из картин прилагается брошюра, предназначенная для преподавателя и содержащая описание устройства машин. Это описание должно быть предварительно подвергнуто подроб-
§ 19, 2 77 ному изучению преподавателем; только после этого он сможет давать нужные объяснения. Кроме указанных, подобные картины выпускались также Военгизом и Осоавиахимом и техническими издательствами. Из этих картин для средней школы полезны: «Автомобиль»; «Са- молёт»; «Двйгатель внутреннего сгорания»; «Боевая винтовка»; «Пушка» и т. п. Рис. 35. Настенная картина из серии: «История паровой машины» (Уатт, 1769 г.). Картины обладают прежде всего тем достоинством, что ма- шины и сооружения показаны в несколько, а то и совсем схе- матичном виде, с выделением лишь самых существен- ных деталей. Благодаря яркой раскраске частей машин обеспечивается видимость в пределах нескольких метров. Но всё-таки вследствие недостаточно крупных размеров изобра- жение со всеми деталями оказывается видным примерно на рас- стоянии до половины класса. Поэтому при пользбвании карти- нами рекомендуется кроме той, которой преподаватель поль- зуется для объяснений, помещать на середине класса вторую. Наиболее желательным является применение одной крупной картины для объяснения и многих копий с неё небольших раз- меров (открытка), раздаваемых учителем учащимся. Возможно также использовать один раздаточный материал, применяя для
РАЙОННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ Рис. 36. Настенная картина: «Гидроэлектрическая станция».
Рис. 37. Настенная картина: «Тепловая конденсационная электростанция».
Рис. 38, I. Настенная картина: «Передача электрической энергии».
Н. Горячкин, том I С5 й Рис. 38, II. Настенная картина: «Распределение электрической энергии»0
82 § 19,2 этого фотокопии рисунков из книг и журналов, а также открытки с соответствующим содержанием. Наборы таких открыток сле- дует составлять из года в год и хранить их в физическом каби- нете. Тушью или чернилами на открытках необходимо сделать единообразные буквенные обозначения для использования при объяснениях. Так как цветные картины, если их надолго вывешивать в классе, сильно портятся от времени и, в частности, выцветают, то их ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ III.Рабочий ход взрыв 17.Выпуск Рис. 39. Настенная картина: «Такты (рабочий ход, выпуск) двигателя внутреннего сгорания». следует показывать только во время прохождения соответству- ющей темы. Для лучшего сохранения картин необходимо наклеить их на коленкор или листы картона. Хранят картины в папке, сделанной из двух листов фанеры, а отнюдь не в свёр- нутом виде. К числу настенных картин принадлежат портреты учёных и изобретателей. Некоторые из портретов с подписями фамилий и хронологических дат следует иметь постоянно выве- шенными в классе. К числу таких портретов относятся: Ломо- носов, Галилей, Ньютон, Р. Майер, Фарадей, Ом, Вольта, Ампер, Ленц. Кроме этих портретов, надо в соответствующих местах курса показать портреты: Паскаля, Герике, Гей-Люссака, бр.
§ 19, 3; § 20 83 Монгольфье, Якоби, Эдисона, Яблочкова, Лодыгина, Жуков- ского, Попова и др. Об изготовлении некоторых картин своими силами — см. т. IV, §§ 10 и 24. 3. Монтажи. Монтажи предназначаются для ознакомления учащихся с .различными техническими сооружениями и видами машин, с транспортом и т. п., а также с успехами нашего социалистического строительства. Монтажи составляются в основном из фотографий, рисунков и чертежей, вырезанных из газет, старых журналов, пришедших в ветхость книг и т. п. и дополняются рисунками, сделанными силами преподавателя и учащихся. Все эти материалы подби- раются соответственно определённой теме, наклеиваются в нужном порядке на лист бумаги, картона или фанеры и со- провождаются краткими рукописными объяснениями (см. рис. 3). Темы монтажей разнообразны и определяются содержанием изучаемых в классе вопросов. Так, например, при прохождении вопроса о давлении твёрдого тела полезно смонтировать монтаж: «Как и из чего строятся здания». Давление жидкости — монтаж: «Работы и исследования под водой» (водолазное дело, кессоны, батисфера и т. п.). Плавание — монтажи: «Речной и морской транспорт»; «Воен- ные суда»; «Эпрон». Воздухоплавание ~ монтажи; «История воздухоплавания»; «Дирижабли» и т. п. Особо важное значение приобретают монтажи в случае от- сутствия необходимых печатных наглядных пособий — картин и диапозитивов, а тем более при невозможности вести эпископи- ческое проектирование картин из книг. В этом случае они из подсобного, но не обязательного пособия превращаются в необ- ходимое. Материал для монтажей подбирается преподавателем иногда не один год; учитель должен поставить себе за непременное пра- вило вырезать и хранить рисунки из газет и приходящих в вет- хость журналов и книг. § 20. Графики Назначение графиков в школе-семилетке двоякое. В одних случаях графики имеют чисто служебное значение и предназна- чаются для определения физических величин, на- хождение которых по таблицам является неудобным, а вычисле- ние по формулам — невозможным для учащихся. Так, например, если учащимся надо определить величину атмосферного давления на известной высоте или температуру пара в котле при опреде- лённом давлении, то следует приучать учащихся к пользованию соответствующими графиками (рис. 40). 6*
54 § 20 В других случаях построение графика на основании число- вых данных, характеризующих физический процесс, даёт уча- щимся наглядное представление о функциональной сущности этого процесса. Такое использование графиков ока- зывается весьма полезным, например, в следующих случаях: изменение температуры тела при нагревании (рис. 41) и при Рис. 40. График с художественным оформ- лением: «Зависимость величины давления атмосферы от высоты подъёма над земною поверхностью». процессах плавления и кипения; изменение пере- менных напряжений тока. Кроме того, построение и изучение графиков позво- ляет в некоторой мере под- готовить учащегося к пони- манию функциональной зависимости. Вопрос о построении графиков и пользовании ими при решении задач рассмотрен в § 37. Здесь же нам важно отметить, что преподаватель должен использовать заранее вы- черченные графики, как учебное пособие при объяс- нении некоторых вопро- сов физики, к числу кото- рых относятся, например, перечисленные выше. Графики, вычерченные на достаточно крупных листах бумаги, вывеши- ваются преподавателем и после соответствующих объяснений используются для решения тех или иных вопросов. Так, например, применяя график: «Зависимость атмосферного давления от высоты» (рис. 40), преподаватель показывает уча- щимся, как пользоваться графиком для определения высоты по давлению и давления по высоте. Следует, по возможности, при- давать графику некоторое художественное оформление, что в значительной мере способствует увеличению наглядности (рис. 40 .и 41). Несмотря на то, что количество графиков, которые возможно ввести в 6 и 7 классах, невелико и круг применения их ограничен, на введение и изучение их следует обратить самое серьёзное внимание, как на изображения функциональных зависимо- стей. Об изготовлении и применении графиков — см. т. IV, § 28.
§ 20 85 Весьма полезными пособиями по вопросу о графиках являют- ся книги: Ф. Ауэрбах, Графические представления, Гиз, 1925. Рис. 41. График с художественным оформлением: «Изменение температуры воды при* нагревании до кипения». В. В. Добровольский, Графический метод в школе, Гиз, 1924. А. В. Ц ингер, Графики физических законов и явлений (глава из учебника «Начальная физика»).
86 § 21 § 21. Диаграммы Диаграммы дают учащимся наглядное представление о с о- отношении физических величин, а также способствуют запоминанию некоторых из них. Как показывает опыт, сообщение преподавателем учащимся числовых данных^ характеризующих те или иные физические величины (например, удельные—вес, давление, теплоёмкость, 2/Эе льны и вес твёрдых веществ Рис. 42. Диаграмма удельных весов некото- рых веществ (D<1), изготовленная учащи- мися. сопротивление), а тем более задание самостоятельно, изучить эти данные по таблице обычно не достигают своей цели. Учащиеся' при этом не получают представления о самом важном — о с о- отношении этих величин, что позволило бы учащимся про- извести некоторую классификацию данных и способствовало бы вскрытию их физического значения. Так, например, при изучении величин удельных весов для различных веществ нельзя ограничиваться просмотром или даже выписыванием соответствующих числовых данных на классной доске той таблицы, которая обычно приводится в учебниках. В этом случае цифры для учащихся останутся «мёртвыми» и не от- разят в их сознании своё «живое» физическое содержание. Во из-
§ 21 87 бежание этого преподаватель должен дать сравнительную характе- ристику величин удельных весов, вступая при этом на путь клас- сификации. В рассматриваемом случае важно отметить следующие положения: р 1) Удельный вес воды равен 1 Существуют вещества р с удельными весами: меньшими 1 (назвать только неко- торые, безусловно знакомые учащимся — пробка, дерево, масло, р керосин) (рис. 42) и большими 1 —(камень, фаянс, металлы — алюминий, железо, медь). 2) Одним из самых «лёг- ких» веществ является пробка; наиболее «тяжё- лое» вещество — драго- ценный металл платина. 3) Большинство из из- вестных учащимся жидко- стей (спирт,масло, керцсин, скипидар) имеют удель- р ный вес, меньший 1— ’ см* Существуют жидкости с удельным весом, большим л Г / 1 (раствор соли в во- де, кислота). Самая тяжё- лая жидкость — ртуть, удельный вес которой равен 13,6 Алюминий 2,6 Олово 7,3 Железо 7,3 Д'МИНН1' ..Iilllli' 'НИИ JIUIIIUHU у. - Золотой ^01 ЛИ1И|Г'411 Медь 8,8 __ ЛлЛТППНП?! Рис. 43. Диаграмма некоторых удельных объёмов металлов. 4) Металлы (перечислить важнейшие) имеют различный удель- ный вес, в некоторых случаях сильно отличный друг от друга. Наиболее лёгкий металл — алюминий, наиболее тяжёлые — серебро, золото, вольфрам, платина. Очевидно, что подобная характеристика требует значительного умственного напряжения со стороны ребят. Поэтому работа пре- подавателя будет облегчена, если он при этом прибегнет к нагляд- ному изображению величин, т. е. к помощи диаграмм. Кроме диаграмм удельных весов, важно также применение диаграмм удельных объёмов *(рис. 43). Так как за недостатком времени вычерчивание диаграмм на уроке невозможно, то эту работу можно поручить выполнить уча- щимся дома в виде задач (по 1—2 диаграммы на учащегося) (рис. 42). Диаграммы следует применять во всех тех случаях, когда про- исходит ознакомление учащихся с табличными данными (см. §§ 52—111). Применяются диаграммы наиболее распростра- нённого типа, в которых величины характеризуются высота- ми прямоугольников, имеющих одинаковые основа-
88 § 22 ния. Диаграммы для обеспечения видимости выполняются на больших листах белой бумаги (в крайнем случае на листе газеты); прямоугольники окрашиваются разноцветными красками или выполняются посредством апликации из цветной бумаги; надписи Осина ЕлЬ Сосна береза Дуб Рис. 44. Диаграмма с художественным оформлением: «Ко- личества (объёмы) дров, дающие при сжигании одинако- вое количество теплоты». делаются достаточно крупные. Если имеется возможность, то диа- граммам следует придавать художественное оформление1) (рис. 44). Иным типом диаграмм, которые очень нужны, являются лен- точные, применяемые, например, при рассмотрении вопросов оп0/ ПОТЕРИ си/о в КОТЛЕ ПОТЕРИ ПДРО-- П провода jrO/ КОНДЕНСацИЯ и 13/0 ДР ПОТЕРИ ци- линдра дпо/потери с отра- чз/о Бота иным па- ром. 1%0 ПОТЕРИ на ТРЕНИЕ. //% полезная работа. о коэфициентах полез- ного действия машин. Ширина всей ленты со- ответствует 100% энер- гии; ширина же её раз- ветвляющихся частей соответствует величинам непроизводительных по- терь. как это показано на рисунке 45. Нагляд- ность диаграммы осо- Рис. 45. Диаграмма: «К. П. Д. паровой ма- бенно увеличивается, шины». если ей придать худо- жественное оформление, например, подобно изображённой на рисунке 46. Вместо ленточных диаграмм можно пользоваться также секторными, в кото- рых величины характеризуются длинами дуг или центральными углами (в градусах) окружности или площадями секторов (рис. 47). Об изготовлении различного типа диаграмм— см. т. IV, § 27. § 22. Диапозитивы и эпископическое проектирование 1) Диаскопическое проектирование. Диа- позитивы изготавливаются на стекле или киноплёнке и служат для х) Рисунки 44—47 надо рассматривать как примеры оформления; в се- милетней школе должны быть взяты более простые данные.
§ 22 89 Рис. 46. Диаграмма: «К. П. Д. паровоза». М.еханич. потери б машине проектирования на экран с помощью фонаря ^иллюстрати- вного материала: портретов учёных; фотографий с тех- нических установок и машин; картин исторического характера; чертежей и рисунков для объяснения устрой- ства машин; всякого ро- да графиков и диаграмм. Применение диапо- зитивов (рис. 48—50) по сравнению с настенны- ми картинами даёт то преимущество, что мо- жет быть получено изо- бражение достаточно к р у п-н ого размера, и потому видимость оказывается обеспечен- ной для всех без исключения учащихся в классе. Кроме того, кар- х) О технике демонстри- рования— см. т. II, §§13 и 21. Рис. 47, I. Диаграмма: «К. П. Д. источников света».
90 § 22 тины для школы являются чуть ли не редкостью, так как изда- тельствами выпускалось недостаточное количество их. Диапозитивы поступают в продажу наборами на определён- ные темы; существуют кол- лекции, подобранные для 6 и 7 классов. Наиболее удобными для хранения и дешёвыми по своей стоимости яв- ляются диапозитивы, от- печатанные на кино- плёнке (рис. 51). Те- матика наиболее нужных диапозитивов указана в со- ответству ющи х разделах методических указаний (§§ 52— 111). Основным недостатком применения диапозитивов является необходимость в затемнении класса. 2) Эпископиче- ское проектиро- Рис. 47, II. Диаграмма верхнего предела К. П. Д. источников света. вание картинок из книг и журналов имеет то единственное преимущество перед диаскопической проекцией, что нужную кар- тинку сравнительно легче подыскать, чем нужный диапозитив. Существенные недостатки эпископической проекции по сравнению Рис. 48. Диапозитив (айсберг) тоновой, изготовленный по фотографии.
§ 22 91 Рис. 49. Диапозитив (компен- сатор в паропроводе) тоновой, изготовленный фотографиче- ским путём с отпечатка в кни- ге. При проектировании на эк- ране станут заметны точки (растр) (см. рис. 52,11). Рис. 50. Диапозитив штриховой (ветряной двигатель мощностью в 150 кет в г. Балаклаве). При проектировании становятся ясно видны отдельные штрихи рисунка (см. рис. 52,1). с диаскопической заключаются: в получении меньшей освещён- ности экрана и меньшего увеличения; в появлении на экране грубых штрихов или растра (т. е. сетки точек, создающих рису- нок и обычно незаметных при рассматривании рисунка невоо- ружённым глазом) (рис. 52, I и II); в необходимости примене- ния электрического источника света и хорошей оптики (см. т. II, 13, 4 и 22). Рис. 51. Диапозитивы на киноплёнке.
92 5 23,1 Рис. 52, I и II. Вид на экране при проектировании частей диапозитивов, изготовленных фотографическим путём с отпечатков из книг: I — штрихового и II — сетчатого. § 23. Кино 1. Значение кино. Среди всех видов наглядных пособий кино- фильм яляется наиболее ценным, так как в отличие от фото- снимков, картин, диапозитивов, эпископических проекций и т. п. позволяет воспроизводить изображения явлений и работы меха- низмов, а также картины действительной жизни в их динамике, т. е. в движении. Действительно, все указанные виды пособий, за исключением кинофильмов и действующих моделей, дают изображения лишь статики явления, и для создания представления о движении или процессе приходится прибегать к изображению отдельных после- довательных фаз этих процессов. Так, для объяснения работы дви- гателя внутреннего сгорания обычно пользуются четырьмя кар- тинками (см. рис. 39); парораспределительного механизма — Дву- мя; насоса — четырьмя и т. д. Несмотря, однако, на применение нескольких картин, создание правильных и достаточно полных представлений о процессе всё же оказывается мало доступным для
§ 23,1 93 ВЕС И ДАВЛЕНИЕ /УЧЕБНЫЙ ФИЛЬМ ПО ТЕМЕ Давление для 6-го класса средней школы/ Рис. 53. Кадр из фильма* «Вес и давление» со снимками с натуры. I —колесо пушки увязает в болоте; II—доска, подложенная под колесо, препятствует увязанию; III —лыжи на ногах бойца при хождении по болоту; IV—движение танка по сыпучему песку; V—след, оставленный танком при движении по песку; изображение площади опоры гусениц.
94 § 23,1 учащихся семилетки. Применение же кинофильмов, т. е. движу- щихся изображений, значительно легче разрешает эту задачу. Немало этому способствует выразительность, свойствен- ная кинодемонстрациям, а также тот повышенный интерес, который наблюдается к ним со стороны учащихся ввиду значи- тельного эмоционального воздействия кино фильмов. В снимках с натуры кино показывает или движение ка- кого-либо изучаемого объекта (полёт дирижабля, самолёта, пере- Рис. 54, I и II. Кадры из фильма: «Броуновское движение». I — вид частиц под микроскопом; II—траектория движения частицы при броуновском движении. мещение частиц в броуновском движении, опускание водолаза и т. п.), или же неподвижный объект с самых различных точек зре- ния, иногда совершенно не доступных для обычного наблю- дателя (водолаз под водой, снимки с самолёта и т. if.). Само собой разумеется, что такие демонстрации дадут гораздо лучшее и бо- лее полное представление об объекте, чем рассматривание обыч- ных картинок (рис. 53). В натурных снимках кино располагает двумя важными возмож- ностями, именно: 1) микросъёмками, позволяющими по- лучить изображения объекта в сильно увеличенном виде — броу- новское движение (рис. 54), рост кристаллов, и 2) «лупой времен и», дающей возможность воспроизводить движение в убыстрённом или, наоборот, замедленном темпе. Примерами, где становится ясным значение замедления движения, могут служить движение ветвей звучащего камертона и другие быстрые колеба- тельные процессы; образование пузырька пара при кипении и рост его объёма по мере движения к поверхности жидкости и др.
§ 23,1 95 В убыстрении движения нуждаются явления роста кристаллов и т.п. Но кроме демонстрации явлений, действительно происходящих в натуре, и снимков с различных технических объектов, кинофильм оказывается могущественным средством при воспроизведении Рис. 55. Кадры из мультипликационных фильмов (I—про- дольные колебания; II — звуковые волны). динамики схематичных процессов для выяснения их прин- ципиальной стороны. Снимки в этом случае носят название муль- типликационных (рис. 55). Они делаются с картин (схем), нарисованных художником, или с моделей (макеты), отличающихся друг от друга некоторым изменением в положении всего объекта
96 § 23,2 в целом или его отдельных частей и соответствующих последова- тельным фазам демонстрируемого движения. Большинство из существующих учебных фильмов содержит в себе как натурные, так и мультипликационные снимки; первые показывают объект с внешней стороны, вторыё — обычно служат для объяснения принципа действия какого-либо механизма или Рис. 56. Кадр из фильма: «Двигатель внут- реннего сгорания». в тех же целях воспроизводят явление в схематичном виде, при этом иногда в изменён- ном темпе (рис. 56). Кинопроектирование по своему значению уступает наблюде- нию явления в натуре или непосредственному осмотру учащимися само- го объекта. Осмотр нату- ры, однако, иногда не только не исключает, но даже нуждается в применении кинофильма для полного разъясне- ния изучаемого вопроса. 2. Типы и перечень кинофильмов. Кинофиль- мы могут быть разделены на две основные группы: тематические и короткометражные (иллюстрационные). В тематических фильмах делается попытка разъяс- нить тот или иной вопрос или тему целиком, прибегая к помо- щи всевозможных способов, давая в том числе, кроме подвижных картин, неподвижные изображения фотографий и моделей. Кроме того, в этих фильмах воспроизводятся иногда те опыты, которые преподаватель может показать в натуре на уроке. Стрем- ление дать исчерпывающее представление о рассматриваемом воп- росе приводит обычно кперегружённости тематического фильма материалом, или совершенно излишним или дублирую- щим объяснения и демонстрации, уже проведённые преподава- телем. Для тематических фильмов характерен сравнительно значи- тельный объём, и демонстрация одного подобного фильма иногда занимает весь урок целиком. Таким образом, большинство тема- тических фильмов оказывается более подходящим для внешколь- ного образования или для внеклассной работы, чем для приме- нения (без купюр) на уроках. Из существующих в прокате кинофильмов наибольшего внимания за- служивают следующие: 1) «Вес и давление» (305 м, 13 мин.). 2) «Давление, создаваемое весом жидкости» (226 м, 10 мин.). 3) «Сообщающиеся сосуды» (312 м, 13 мин.). 4) «На воде и под водой». 5) «Относительность движения»
§ 23,3 97 (269 м, 12 мин.). 6) «Паровая машина».(415 м, 20 мин.). 7) «Паровоз» (412 м, 20 мин.). 8) «Гром и молния». 9) «Электрический ток» (220 м, 10 мин). 10) «Электролиз» (203 м, 10 мин.). И) «Переход механической энергии в электрическую». 12) «Переход электрической энергии в механическую». 13) «Двигатели внутреннего сгорания» (335 м, 15 мин.). 14) «Броуновское движение» (243 'м, 11 мин.). 15) «Природа звука» (646 м, 32 мин.)1). Короткометражные фильмы предназначены для ис- пользования преподавателем на уроке в качестве иллюстрации к его рассказу (натурные съёмки; дирижабль; танк; паровая машина; пароход; артиллерийское орудие; прожектор и т.. п.) или для разъяснения (мультипликации: работа насоса; парораспредели- тельный механизм; движение ионов и т. п.) каких-либо отдельных частных вопросов. Для иллюстративных фильмов характерен весь- ма небольшой объём; длина таких фильмов бывает от 2—3 м до 15— 20м* 2), что соответствует времени демонстрации их от нескольких секунд до 1 минуты. Иллюстративные фильмы иногда склеиваются кольцом, что позволяет без перематывания фильма повторить его демонстрацию любое число раз. Такие фильмы поэтому иногда называют кольцовками. 3. Методика применения кино. Показ кинофильма, являясь одним из видов наглядных пособий, служит лишь средст- вом для выяснения того или иного вопроса физики или её прило- жений в технике и поэтому должен быть всецело подчинён педа- гогическому процессу урока, а не определять и тем более направ- лять его. По этой причине не нужно вводить особого термина «кино- урок», подразумевая под этим какие-либо особые методы в про- ведении последнего; можно лишь говорить о применении кино на уроке. Однако, применение кино, так же, как и длительное реше- ние задач, проведение лабораторной работы и т. п., придаёт из- вестную специфику в построении учебного процесса. Несмотря на это, точно так же, как демонстрация диапозитивов или картин и опытов не определяют методику урока, а подчинены ей, так и кино должно нести чисто служебную роль в полном соответствии с имеющейся целевой установкой. Большинство тематических фильмов построено как бы в пред- положении, что учитель отсутствует, и автор фильма заботится о том, чтобы средствами одного кинофильма вопрос оказался разъ- яснённым целиком. Преподаватель, показывающий на уроке це- ликом тематический фильм, должен волею или неволею всецело подчиниться навязываемой им методике изложения вопроса, иногда неприемлемой для шко^ы. При этом погоня за полнотой и все- сторонностью освещения вопроса приводит к тому, что тематиче- ский фильм оказывается нередко загружённым подробностями, ко- торые не имеют значения при рассмотрении этого вопроса в школе и, кроме того, иногда не имеют прямого отношения к нему.В школь- г) В скобках указаны метраж и время, нужное для демонстрирования. 2) Для демонстрации 22 м фильма требуется 1 мин. 7 Е. Н. Горячкин, том I
98 § 23,3 ных же условиях буквально дорога каждая минута урока, и поэтому должен демонстрироваться лишь тот материал, ко- торый действительно является необходимым. При использовании кинофильма на уроке необходимо прежде всего руководствоваться следующими положениями: 1) Демонстрация на уроке всего тематического фильма целиком по большей части нарушает нормальное методи- ческое построение урока. Поэтому желательно, чтобы из фильма были заранее «отобраны» и показаны лишь действительно нужные1) фрагменты (отрывки). Просмотр фильма целиком возможно производить при повторении темы или во время внеклассных занятий. 2) Короткометражные фильмы, посвящённые от- дельным частным вопросам, оказываются наиболее подходя- щимии удобными для использования. Количество и подбор этих фильмов для демонстрации на уроке зависят от препода- вателя, и введение их не нарушит методики прохождения данного вопроса. 3) Отобранные фрагменты или короткометражные фильмы по большей части нельзя демонстрировать подряд, ссылаясь на не- удобство, возникающее при переходах от затемнения помещения к «свету» и обратно. Фрагмент должен показываться в то с а м о е время, когда он необходим для текущего разъяснения вопроса. Если перед демонстрацией последующего фрагмента не- обходимы объяснения преподавателя, поверочный опрос учащихся или демонстрация опытов и т. п., то следует прекращать кинопро- ектирование для обеспечения нормального хода урока. ^Совершен- но так же все полагающиеся опыты нельзя провести подряд с тем, чтобы впоследствии дать им объяснения. 4) Демонстрация кинофильма должна сопровождаться соответ- ствующими объяснениями преподавателя. Если фрагмент служит для объяснения какого-либо процесса, то, отнюдь не со- кращая этого объяснения, следует прибегать к остановке фильма на нужном кадре, а в случае надобности повторять просмотр. Перед вторым просмотром и во время его следует подчеркнуть наиболее важное, на чём должно быть сосредоточено внимание учащихся. Использование кинофильмов возможно чуть ли не на каждом уроке физики, так как всегда найдётся тот или иной вопрос, при разъяснении которого кинофильм окажется полезным, но приме- нение кино должно оставаться в пределах разумного. Кино, вызывая повышенный интерес и живую реакцию со стороны уча- 1)*Для выполнения указанного требования нет необходимости разре- зать фильм на части. Большое совершенство школьного киноаппарата, имеющего кроме прямого ещё обратный ход, позволяет демонстрировать фрагменты фильма в любой последовательности и любое число раз.
§ 23,3 99 щихся, может увлечь неопытного педагога на путь перегрузки уро- ков кинопроекций за счёт применения других наглядных пособий и сокращения числа опытов и лабораторных работ, что является недопустимым. Перечень чисто физических вопросов, нуждающихся в приме- нении кино, сравнительно невелик, так как нельзя ни в какой ме- ре 'отказываться от воспроизведения физических явлений в виде опытов, заменяя действительное реальное явление кинопроекти- рованием его изображений, хотя бы и снятых с натуры. Всё то, что может быть показано в виде опытов, и должно воспроизво- диться именно этим способом, а не каким-либо иным, в том числе и средствами кино. Применение кинофильмов по вопросам физики оказывается необходимым в следующих случаях: 1) Изучаемое физическое явление в данный момент по тем или иным причинам недоступно или невозможно для непосредственного наблюдения. К числу таких явлений принадлежат некоторые, протекающие в естественных условиях, — в природе. Кроме того, сюда дол- жны быть отнесены физические явления, нуждающиеся для своего наблюдения в определённых условиях и обстановке. Так, например, понятие об относительности движения может быть выведено из наблюдений над. движениями поезда, лодки, плота и т. п., как это прекрасно показано в фильме «Относительное движение». Конкретные примеры нужных фильмов приведены в методических указаниях (§§ 52—111). 2) Физическое явление не может быть воспроизведено, так как соответствующая аппаратура недоступна для массовой школы. Так демонстрация броуновского движения требует приме- нения микропроекции и хорошего микроскопа (рис. 54). Демонстрация для внеклассных занятий опытов с жидким воз- духом доступна лишь для весьма редких школ, притом в крупней- ших индустриальных центрах, и поэтому применение соответствую- щего фильма полезно. 3) Физическое явление, воспроизводимое с натуры, нуждается при своём показе в убыстрении или замедлении темпа процесса во времени, т. е. использования в кино «лупы вре- мени». К числу таких важных явлений относятся, например, с замедлением времени: образование пузырьков пара при кипении жидкости, деформации и разрушения материалов при действиях силы. 4) Для уяснения сущности происходящего физического про- цесса оказывается необходимым показ динамики явления в схематичном виде. В таких случаях применяются мультипликаци- онные фильмы (рис. 55). Примерами в данном случае могут слу- жить: строение молекулы и атома, движение тока в проводниках; явления электролиза и т. п. 7*
100 § 23,3 Конкретные примеры случаев, когда необходимо применение кинофильмов при изучении физики, приведены в соответствующих методических указаниях (§§ 52—111), а также при рассмотрении вопроса о внеклассных занятиях (§ 49, 2). Таким образом, круг использования кино при рассмотрении чисто физических вопросов невелик. Количество же технических объектов и некоторых производст- венных процессов, нуждающихся в кинодемонстрациях, весьма значительно. Ознакомление учащихся с различными техническими объек- тами, с некоторыми процессами производства, силовыми установ- ками и т. п., предпринимаемое для иллюстрации использования физики в технике, является вообще обязательным. Экскурсии на крупные электростанции, в горячие цехи заводов и т. п. не допускаются по вполне понятным причинам. Поэтому, так как нельзя отказаться от подобного иллюстративного мате- риала, то приходится прибегать к помощи кино. Экскурсия на осмотр какого-либо объекта обычно не исключает применения кино по тому же вопросу, так как кино способствует более полному и глубокому освещению и изучению. Действительно, в кино есть возможность показать объект с различцых точек зрения, иногда недоступных при осмотре, и заглянуть внутрь дейст- вующей машины. Так как редкий урок не содержит в себе упоми- нания о технических объектах, то в нормальных условиях кино- проектирование короткометражек, в особенности в школе-семи- летке, должно стать повседневным явлением. Если даже для городского школьника демонстрации кинофиль- мов имеют большое значение, то особо важна роль их в сельской школе, когда оказывается, что учащиеся не видели железной до- роги, трамвая, самолёта и т. п., не говоря уже о каких-либо срав- нительно крупных процессах производства. Как показывает практика, кроме натурных съёмок технических объектов, мультипликационные изображения некоторых сравни- тельно сложных механизмов способствуют лучшему уяснению принципа работы этих механизмов. Поэтому на применение муль- типликационных фильмов по вопросам техники следует обратить особое внимание, как на весьма эффективное средство при объяс- нениях действия различных механизмов. Желательная тематика короткометражных фильмов по вопросам техники1) приведена в соответствующих методических указаниях. В заключение следует ещё раз подчеркнуть два существенных положения: х) К сожалению, на выпуск короткометражных фильмов как по вопро- сам физики, так и техники не обращалось почти никакого внимания. Поэтому выпуск их был не только бессистемен, но и случаен— подбирались подходящие фрагменты из различных художественных и хроникальных фильмов.
§ 23,4 101 1) Кино не может и не должно иметь определяющего влияния ни на содержание урока, ни на методику его проведения, так как оно является не чем иным, как одним из видов наглядных пособий. 2) При использовании кино следует строго ограничивать время на его демонстрации. Нельзя говорить о полезности Рис. 57. Школьный проекционный звуковой киноаппарат ЗП—16. применения кино, если демонстрации его сократят время, отводи- мое по плану повторительным вопросам, решению задач, проведе- нию лабораторных работ и опытов и т. п. 4. Подготовка к кинопроектированию. Успешность применения кинопроектирования определяется прежде всего правильным под- бором соответствующих фрагментов из существующих школьных фильмов.
102 § 23,5; § 24 Предварительное ознакомление с содержанием фильма воз- можно по так называемому монтажному листку, выдаваемому в кинопрсектной базе. Затем преподаватель должен спроектировать весь фильм для самого себя в целях изучения и выбора нужных фрагментов. Эти фрагменты вновь тщательно просматри- ваются преподавателем для выяснения, в какой последователь- н о с т и и в какое время урока они должны быть введены в пе- дагогический процесс, как нечто органически связанное с целым. В заключение определяется время, потребное для демонстра- ции фрагментов, и намечаются те объяснения, которые сле- дует сделать до, во время и после кинодемонстрирования. Время и место в учебном плане тематических фильмов, охватывающих тот или иной вопрос целиком, планируется преподавателем при составлении годового плана. Постоянное использование кинопроектирования требует устрой- ства постоянной или легко собирающейся установки в классе школьного кинопроекционного фонаря УП—2. Кроме того, преподаватель должен всовершенстве овладеть техни- кой кинопроектирования, чтобы, не разрезая тематического фильма на части, уметь без излишних потерь времени продемон- стрировать лишь нужные фрагменты. Только при этом условии воз- можно правильное применение фильма, требующее то остановок1), то возвращения назад и повторения фрагмента, то пропуска без демонстрирования на экран ненужных частей. Особенно широкие возможности открываются при применении звуковой кинопере- движки (рис. 57). О технике демонстрирования кинофильмов— см. т. III, § 22. 5. Литература. «Кино в работе школ». Под ред. Арнаутова, Управление школ Министерства просвещения, Учпедгиз, 1947, стр. 79. Статьи в журнале «Физика в средней школе»: С о п о т о в, Об использовании кино на уроках физики, 1938, № 2. Сапрыкин, Применение кино на уроках физики в средней школе, 1941, № 2. Глава шестая РИСОВАНИЕ И ЧЕРЧЕНИЕ НА УРОКАХ ФИЗИКИ § 24. Значение рисунков Применение рисунков и чертежей при объяснениях, как одно из средств преподавания целого ряда наук, является настолько общепризнанным и общеизвестным, что приводить какие-либо доводы в пользу этого средства нет никакой надобности. Такое преподавание физики, которое систематически не сопровождается х) Возможны без воспламенения не у всех типов кинопроекционных аппаратов.
§ 24 103 пояснительными чертежами и рисунками, является совершенно немыслимым, так же как невозможно, например, изучение гео- метрии без применения чертежей. В процессе преподавания физики производится изучение фи- зических явлений, а также той аппаратуры и приборов, при по- мощи которых эти явления наблюдаются или воспроизводятся. Эти явления и аппараты познаются в результате зрительных восприятий и почти никогда не могут быть описаны только на словах. В некоторых случаях человеческое слово оказывает- ся совершенно бессильным, чтобы дать понятие об объек- Сое а юилиес.» сосу^6/ Рис. 58, I. Рисунок учащегося: «Сообщающиеся сосуды». те или явлении. Представление об явлениях может возникнуть только при зрительном восприятии, т. е. когда учащиеся увидят его в натуре. В некоторых случаях, однако, приходится ограничиваться изображением на рисунках. Наиболее полезным оказывается одновременное применение готовых картин и выпол- нение преподавателем на доске рисунков объяснительного харак- тера. Когда учащиеся видят объекты или явления, показываемые им в натуре преподавателем, надобность в применении объясни- тельных рисунков всё-таки не отпадает. Например, когда препо- даватель показывает одно из самых простых явлений, что жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне, уча- щиеся непосредственно видят это явление, но без соответствующего рисунка обычно не могут в должной мере уяснить себе характер- ных особенностей устройства прибора «сообщающиеся сосуды», а также понять смысл самого явления (рис. 58,1). Учащийся, копи- руя зарисовку преподавателя и отчасти выполняя её по натуре, волею или неволею обращает при рисовании своё внимание на раз- личную форму сосудов. Проведение же пунктирной линии через
104 § 24 уровни и соответствующая надпись позволяют чётко уяснить закон сообщающихся сосудов и, так сказать, фиксировать его в графи- ческой записи. Приведённый выше пример (сообщающиеся сосуды) соответст- вует сравнительно простому случаю, когда восприятие и уяснение вопроса учащимися не встречает затруднений. В подавляющем же большинстве случаев вопросы являются более сложными. Тогда рисунок, выполняемый в известной методической последователь- Рис. 58, II. Рисунок учащегося: «Устройство паро- распределительного механизма». ности, растёт и постепенно развивается на глазах учащих- ся, расчленяя «видение» объекта, явления или опыта и со- ответствующие объяснения на ряд отдельных последовательных процессов (рис. 59). Представление о целом создаётся с помощью рисунка на основании изучения отдельных, наиболее существен- ных деталей явления или объекта. В последовательном выде- лении деталей и сосредоточивании внимания учащихся на изу- чении в данный момент только одной из них зарисовка при- нимает определяющее значение. При этом про- цесс объяснения явления или устройства прибора сильно упро- щается. Рисунки в их окончательном виде в своём подавляющем боль- шинстве изображают результаты тех или иных физических процессов. Другими словами, на рисунке показывается то состоя- ние или положение тела, которые оно приобрело вконечной фазе процесса или явления. Таким образом, эти рисунки яв-
§ 24 105 ляются статичными и непосредственно не могут служить для суждения о том, какие же именно изменения произошли в со- стоянии или в положении тел. Между тем, нередко встречается Рис. 59. Последовательный рост рисунка в процессе демонстрации и объяс- нений: I — «возьмём сосуд»; II — «поместим в него два электрода»; III — «на- льём раствор сернокислой меди»; IV — «присоединим источник тока»; V — «потечёт электрический ток»; VI — «на электроде минус выделилась медь». прямая необходимость характеризовать на рисунках ход или д и- намику процесса, для чего приходится изображать со- стояние или положение тел до и после процесса, а ино- гда ещё и для какой-либо промежуточной его фазы. В некоторых Рис. 60. Изображение опыта: «Сравнение теплопроводности металлов». случаях происшедшие с телами изменения можно характеризо- вать, прибегая к помощи пунктирных изображений (рис. 60). Нередко явление или процесс, чтобы показать их в динамике, приходится изображать йосредством двух или большего количе- ства рисунков. Так, примером трёх зарисовок является рисунок
106 § 24 61, на котором изображена демонстрация закона Архимеда. На ри- сунке I показана установка до опыта; на рисунке II — нарушение Рис. 61, I. Изображение демонстрации закона Архимеда на рычажных весах. равновесия при погружении тела в воду и,на рисунке III — воз- вращение весов к равновесию после заполнения ведёрка водой. Сведение роли и значения рисунков только к вспомогатель- ному средству при объяснениях являлось бы неправильным. Не менее важную роль и значение имеют рисунки и в следующих отношениях: 1) Достаточно хорошо продуманный и осуществлённый план применения рисования даёт значительный выигрыш во Рис. 61, II. Изображение демонстрации вы- талкивающей силы (см. рис. 9, I и II). времени, упрощая и сокращая словесные объяс- нения преподавателя. Та- ким образом, при рацио- нальном применении ри- сунков изложение вопроса у преподавателя отнимает меньше времени, чем при недостаточном количестве их. 2) Зарисовки учащи- мися водружают их навы- ками графического изображения объек- тов или явлений в их на- туральном или в схемати- чном виде.
§ 24 107 3) Правильно выполненный рисунок с некоторыми объясни- тельными надписями (рис. 59) является своеобразным графи- ческим конспектом и поэтому впоследствии широко используется учащимися для повторения изученного вопроса (рис. 60 и 61). 4) Специальные виды рисунков: диаграммы (рис. 42) и графики '(рис. 62) дают учащимся наглядное представление о Рис. 62. График, выполненный учащимся: «Ход температуры во время болезни». соотношении физических величин, а также о непрерывной зависимости друг от друга, подводящей к понятию о функцио- нальной связи между ними. 5) Решение некоторых задач (не считая специальных задач, Требующих графического решения) значительно облегча е тс я, а иногда только тогда становится возможным, когда учащиеся выразят на рисунке данные, приведённые в условии. 6) В некоторых случаях самостоятельные рисунки учащегося могут служить лучшим средством для выяснения его п о- знаний по данному вопросу, чем обширные словесные объяс- нения (рис. 58, II). 7) Соблюдение точности и аккуратности при выполнении ри- сунков, помимо учебного, имеет ещё большое воспитатель- ное значение.
108 § 25 8) Выполнение учащимися рисунков и чертежей в весьма зна- чительной степени способствует развитию глазомера. Уме- нье на глаз оценивать величины тех или иных расстояний, брать отрезки равной длины, делить прямые линии и дуги окруж- ностей на равные части (две и более), определять относительную величину прямых отрезков, строить углы в 90° и 45° и т.п. — важ* нейшие политехнические навыки, имеющие огромную практиче» скую значимость в быту, в военном деле и т. д. § 25. Важнейшие методические требования к рисункам Рисунок является одним из средств для выражения наших представлений и увеличивает число средств, при помощи ко- торых мы можем выражать свои мысли. Поэтому одной из неотъ- емлемых задач преподавания физики является развитие у учащихся способности графического выражения знаний . Методика физики, ставящая своей основной целью решение вопросов о том, как нужно излагать курс физики, не может остав- лять в стороне вопроса о рисунках преподавателя на классной доске*. Что именно должно быть изображено на рисунках и как именно они должны быть выполнены,— одна из задач мето- дики. Рассмотрим основные методические требования к рисункам. 1) Первое и важнейшее требование, предъявляемое ко всем без исключения рисункам преподавателя на доске, заключается в том, что они должны быть безусловно грамотными в научном отношении. Так же, как в рассказе преподавателя, на рисунках недопустимы никакие ошибки в отношении закономер- ностей физики или техники и резкого несоответствия реальности. 2) Каждый рисунок преподавателя должен являться для уча- щихся образцом графического изображения. Преподаватель не только не может ^игнорировать законов и правил рисования и технического черчения, но обязан в посильной мере обучать этим правилам учащихся и добиваться создания у них верных на- выков по рисованию. 3) Аккуратность и точность в выполнении рисун- ков являются необходимыми признаками их графической грамот- ности. Предъявление этих требований к учащимся имеет для них большое воспитательное значение. Очевидно, что7в отношении аккуратности и точности преподаватель йри рисовании на клас- сной доске обязан служить образцом для учащихся. 4) Рисунок должен быть возможно более прост для обес- печения его повторимости учащимся. Под повторимостью рисунка подразумевается такое его выполнение, чтобы копирование его учащимися не представляло для них затруднений. Отсюда следует, что надо отказаться от использования при рисовании таких «ху- дожественных приёмов», которые требуют специального обучения.
109 При воспроизведении рисунков надо прибегать в основном к приёмам проекционного черчения и к широкому приме- нению условных обозначений (пункт 5). Простота в рисунке, простирающаяся до схематичности, необходима также для эко- номии времени его выполнения. 5) Огромное значение для упрощения рисования и экономии времени приобретает применение унифицированных упрощен- ных и условных изображений приборов, что возможно, когда устройство того или иного прибора, изученное ранее, не является важным при объяснении излагаемого вопроса. D А------S---В ’0 Гальванический или аккумуляторный эле- мент Батарея элементов Генератор тока Установочный вы- ключатель Ключ Провод Провода CD и АВ со- единены Провода CD и АВ пересекаются, но не соединены Звонок Электромотор •--X---- Лампочка Амперметр Вольтметр Предохранитель про- бочный Реостат Рис. 63. Унифицированные условные изображения деталей электрических цепей. Так, например, на рисунке 61,1, объясняющем опыт на &акон Архимеда, правильно показаны упрощенно весы вне зависимости от их действительного вида и устройства (весы технические, аптекар- ские или Беранже). К условному обозначению приборов прибегают также в том случае, когда производится изучение различных со- четаний отдельных частей в группы, как это имеет место, например, при изображении электрических цепей (рис. 63). Особого внимания заслуживают условные унифицированные изображения всякого рода опор, подставок, подвесов и других поддерживающих приспо- соблений (рис. 64). Крупной методической ошибкой являлось бы изображение их в соответствии с их действительным видом (рис. 65 и 66), что ведёт к излишней потере времени, а иногда затемняет существо изоб-
110 § 25 ZZ//ZZZZ/////ZZ/Z/Z yZZZZZZ/ZZZZZZZA Рис. 65. Неправильное изо- бражение на классной доске: «Измерение объёма тела». Рис. 64. Унифицированные условные изображения подставок, подвесов и других опор: I — подвес (правиль- но); II — подвес (неправильно); III — блок; IV — шарик на пло- скости; V — опора для рычага: VI—опора в опыте—инерция покоя. Рис. 66. Неправильное изображение на классной доске: блоков подвиж- ного и неподвижного. ражаемого (рис. 66). Так как форма опор может быть различ- ной, в частности слу- чайной, и при изло- жении подавляющего большинства вопро- сов физики роли не играет, то необходи- мо применение воз- можно более упро- щенных условных обозначений (рис. 67 и 68). 6) Наиболее важ- ным и трудно выпол- нимым требованием является вырази- Рис. 67. Правильное изображение: «Измерение объёма тела»
§ 25 Ill тельность. рисунка. Она определяется целевой установкой рисунка и заключается в отчётливом выделении на нём всего того, что является основным и наиболее характерным для изображаемых объектов или явлений. Выразительность рисунка может быть достигнута только после вдумчивой работы учителя Рис. 68. Правильное изображение блоков: h неподвижного (I и II) и подвижного (III). у над эскизами при подготовке к уроку. В частности, значительному повышению выразительности способствует введение условных уни- фицированных изображений. Необходимыми условиями для успешного выполнения рисун- ков преподавателем являются: а) Знание основ геометрического и проекционного черчения и уменье прилагать их на практике. б) Изучение некоторых простейших приёмов художественного рисования.
112 § 26,1 в) Применение унификации всех условных обозначений. г) Предварительное составление эскизов для рисунков во время подготовки к урокам. Литература по рисованию на уроках физики. I. Том IV настоящего издания, где подробно разработана мето- дика и техника рисования на уроках и приведены типичные рисунки по всем разделам действующей программы по физике. II. Большого внимания заслуживает глава (автор Челю- скин) из книги «Методика преподавания физики» под редакцией Знаменского. III. Из статей в журнале «Физика в средней школе» весьма полезны следующие: Арефьев, Чертежи на классной доске, 1939, №1. Смирнов, Классная доска на занятиях по физике, 1940, № 5. К. Е. Мартынова, Доска учителя физики, 1946, № 2. Глава седьмая ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ § 26. Значение и виды лабораторных работ 1. Значение лабораторных работ. Под лабораторными работами понимают занятия, в которых учащиеся сами вос- производят и наблюдают физические явления или производят из- мерения физических величин (рис. 8). Рассмотрим, какое особое значение имеют лабораторные за- нятия в связи с общими задачами преподавания физики. 1) При демонстрациях преподавателя учащиеся хотя и наблю- дают явление, но остаются именно наблюдателями, так как не принимают никакого участия в самом проведении опы- та. В лабораторных работах требуется активное участие учащихся, так как по описанию или по словесным указаниям преподавателя сами учащиеся собирают нужную установку и при её помощи самостоятельно производят наблюдения физиче- ских явлений или делают измерения. Таким образом, лаборатор- ные работы, по сравнению с демонстрациями, обладают прежде всего тем неоспоримым преимуществом, что обучают учащихся не только со стороны наблюдать, но и самим воспроиз- водить физические явления. 2) Учащиеся на лабораторных работах обучаются пользова- нию физическими приборами, как орудиями экспериментального познания (рис. 69). Кроме того, они вооружаются навыками чисто практического характера, которые окажутся им необходи- мыми не только для работ в научных лабораториях, но и в жизни, особенно при современном мощном техническом окружении. Та-
§ 26,1 113 ким образом, лабораторные работы являются одним из дейст- венных средств политехнического образования (§ 10,4). 3) В некоторых случаях научная трактовка' вопроса стано- вится возможной только после самого близкого, непосред- ственного ознакомления учащихся с явлениями, что тре- бует воспроизведения опытов именно самими учащимися. Особенно это оказывается важным, когда вопрос заключает- ся во введении некоторых новых понятий. При формировании Рис. 69. Лабораторная работа: «Изучение действия водяного реостата». понятий решающее значение имеет проведение опытов и изуче- ние на них явлений, приводящих к выяснению этих понятий. Наблюдение же явлений, показываемых с демонстрационного стола, никогда не сможет быть ни таким глубоким, ни та- ким эмоциональным, как при личном воспроизведе- нии явлений учащимися на лабораторных работах. Так, например, усвоение таких трудных понятий, каковы количество теплоты, сила и напряжение электротока и др., и овладение способами их измерения могут быть успешно достигнуты только в резуль- тате проведения лабораторных работ. 4) Ни один, из приёмов обучения не может так приблизить мышление учащихс^т к «психологии» самостоятельного исследователя-экспериментатора, как это позволяют сделать лабораторные работы. В таких работах перед учащимися ста- вятся какие-либо из посильных для них проблем/ требующих экспериментального разрешения (рис. 9, II, 10 и 70). 8 Е. Н. Горячкин, том I
114 § 26,1 При исследовании характер самостоятельного мышления уча- щихся и логика умозаключений, благодаря эксперименту, при- нимают совершенно иной вид по сравнению с обычным решением различных вопросов, требующих только одного рассуждения и не нуждающихся в постановке опытов. Исследователь- ский эксперимент принимает также совершенно иной характер Рис. 70, I. Лабораторная работа: «Выяснение хода луча через пластинку с плоскопараллельными гранями». по сравнению снаблюдательным, в котором учащиеся повторяют уже виденное и заранее знают результат. Наконец, учащимся внушается то, что может быть названо «верой в свои силы», так как исследование приоткрывает им возможность ис- пользовать своё знание для познания нового для них — неизвест- ного. 5) Лабораторные работы имеют большое воспитатель- ное значение, так как дисциплинируют учащихся, приучают их к самостоятельной работе и прививают навыки лаборатор- ной культуры (см. т. II, § 4). Такова специфика лабораторных работ, придающая им ог- ромное педагогическое значение. Таким образом, лабораторные работы Дополняют обычную форму обучения физике и позволяют решить задачу её препода- вания целиком, а не только частично, как это происходит при применении одного лишь демонстрационного эксперимента.
§ 26,2 115 Действительно, лабораторные работы, помимо вооружения на- выками экспериментального характера, лучшего выяснения сущ- ности физических явлений и понятий и решения некоторых задач воспитательного характера, позволяют, что особо важно, позна- комить учащихся с элементами научно-исследова- тельскихработ. Необходимость применения лабораторных работ при препо- давании физики была установлена ещё в дореволюционное время. В нашей советской школе лабораторные занятия признаются безусловно обязательными и поэтому введены в официальную Рис. 70, II, III. Установка для наблюдения хода луча через пластинку (II) и чертёж, являющийся результатом работы (III). Виды лабораторных работ. Различают лабораторные ра- боты качественного и количественного характера. В количе- ственных работах учащиеся производят те или иные и з- м е р е н и я физических величин; в качественных они наблюдают физическое явление без конкретной оценки его в количественном отношении. Такая классификация лаборатор- ных рабо*г оказывается полезной не столько с методической, сколько с технической стороны, именно — в отношении резкого различия в применяемой аппаратуре. В количественных рабо- тах используются физические измерительные приборы; в качественных применяется демонстрационная ап- паратура, но сильно упрощенная и .уменьшенная в размерах по сравнению с обычной. Вопрос о приборах для лабораторных работ подробно рассмотрен в т. II, §§ 16, 61—71. В методическом отношении большее значение имеет более об- щая классификация лабораторцых работ по признаку их ц е л е- в о й установки. В зависимости от своего непосредственного назначения следует различать лабораторные работы наблюда- тельные и исследовательские. В наблюдательных работах учащиеся воспроиз- водят опыты качественного характера или измерение физических величин по описанию или по указаниям преподавателя, объяс- 8*
116 § 26,2 няющим действие приборов и определяющим путь работы от начала до конца. При этом от учащихся не требуется решения вопросов каких-либо физических проблем или самостоятельных заключений. Наоборот, в «исследовательских» рабо- тах производится ознакомление учащихся с новыми неизвест- ными для них физическими явлениями или же учащиеся привле- каются к решению посильных для них вопросов то.й или иной физической проблемы. Как наблюдательные, так и исследователь- ские работы могут быть в свою очередь разделены на качественные /И количественные. 1) Наблюдательные работы качественного характера имеют своей непосредственной целью: а) создание более правильного, полного и глубокого представления о характерных сторонах явлений, так или иначе уже знакомых учащимся; б) вооружение навыками по применению приборов; в) подготовку к лабораторным работам более сложного характера, т. е. к наблюдательным количественным и исследо- вательским. В таких работах производимые учащимися опыты являются или точным повторением показанного на демонстрациях, или отличаются небольшими изменениями. Измерений, хотя бы относительного характера, при таких наблюдениях не произво- дится. Число наблюдательных работ может быть весьма значи- тельным, так как многие опыты можно осуществить при самой простой аппаратуре. Упрощение же в приборах по сравнению с де- монстрационными обусловливается тем, что нет надобности обес- печивать видимость на дальнее расстояние.. К числу типичных наблюдательных работ, например, отно- сятся: I. Некоторые опыты с жидкостями и газам и— наблюдение перпендикулярности нити отвеса к поверхности жидкости; давление жидкости на дно и стенки сосуда; плавание; сжатие и расширение газа; опыты с атмосферным давлением и др. (см. т. II, §§ 28—32). II. Опыты по механике — силы и их действие; инерция; наблюдение качения шарйка по гладкой и шероховатой поверхности; маятник (в связи с преобразованием энергии) и др. (см. т. II, §§ 33—34). III. Опыты по теплоте —'сравнение теплопроводи- мости твёрдых тел; расширение тел; наблюдение плавления и кипения и др. (см. т. II, §§ 36—40). IV. Основные опыты по электростатике — элек- тризация; обнаружение электрических сил; взаимодействие за- рядов; электроскоп (см. т. II, § 42). V. Сборка основных схем электрической лепи (см. т. II, § 67k
§ 26,2 117 VI. Основные опыты по магнетизму — намаг- ничивание; деление-магнита на части; взаимодействие Магнитных полюсов; компас; магнитные спектры и др. (см. т. II, §§ 47 и 69). VII. Опыты по электромагнетизму —оп- ределение полюсов; опыты с электромагнитом; сборка электромо- торчика; электромагнитная индукция и т. п. (см. т. II, §§ 48—50 и 69). VIII. Некоторые опыты по оптике — получение те-? ней и полутеней; отражение света; получение изображений по- средством линз; наблюдение через призму и т. п. (см. т. II, §§ 52—56 и 70—71). IX. Некоторые опыты по звуку — получение звука от колеблющейся пластинки; высота тона и др. (см. т. II, § 57). Указания по методике и технике этих опытов частично при- ведены в методических указаниях (§§ 52—111); а также в т. II, §§ 27—57 и 61—71. 2) Наблюдательные работы количественного характера. Ввиду отсутствия у учащихся соответствующих навыков и ввиду несо- вершенства применяемых измерительных приборов этот вид ра- бот правильнее рассматривать как обучение способам измерений, а не как измерения физических величин. Дей- ствительно, относительная ошибка при измерениях «по вине» ап- паратуры и экспериментаторов достигает иногда до 10 и более процентов; поэтому некоторые из работ по точности результата уступают деже сравнительно грубым техническим измерениям (см. т. II, §§ 58 и 59). Непосредственное назначение данного вида измерительных работ заключается: . а) в вооружении учащихся навыками применения из- мерительных приборов и б) в ознакомлении с различными способами измерения физических величин. Наиболее важными работами измерительного характера яв- ляются: I. Измерение длин масштабной линейкой (см. т. II, § 61, 5 и 6). II. Измерение объёмов мензуркой (см. т. II, § 62,4). III. Градуировка динамометра и измерение сил (см. т. II, § 64, 1—3 и 5). IV. Измерения веса (массы) (см. т. II, § 63, 1—3). V. Измерение удельного веса твёрдых и жидких тел (см. т. II, § 63, 4 и 5). VI. Определение к. п. д. при подъёме груза по наклонной‘пло- скости и при помощи блока и*т. п. (см. т. II, § 64, 7). VI 1.ч Наблюдение за изменением температуры воды, нагревае- мой до кипения (см. т. II, § 65, 4). VIII. Определение к. п. д, нагревателя (см. т. II, § 66, 4).
118 § 27,1 IX. Измерение удельной теплоёмкости твёрдого тела (см. т. II, § 66, 5). X. Измерение теплоты плавления льда (см. т. II, § 66, 6). XI. Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления и закон Ома (см. т. II, 68, 5). XII. Измерение мощности й сопротивления вольтметром и амперметром (см. т. II, § 68, 4). XIII. Сравнение количеств теплоты, выделенного током и ожидаемого по расчёту; закон Джоуля-Ленца (см. т. II, § 68, 7). Кроме перечисленных, применяются работы, в которых важно определение не абсолютных значений измеряемых величин, а их сравнение между собой. Такие работы сравнитель- ного характера заменяют как бы некоторое промежуточное по- ложение между измерительными и наблюдательными. К числу их, например, относятся: , XIV. Условие плавания тел (закон Архимеда). XV. Изучение силы трения (см. т. II, § 64,6). XVI. Наблюдение постоянства силы тока в неразветвлённой цепи (см. т. II, § 68,4).- XVII. Зависимость сопротивления от длины, поперечного сечения и материала проводника (см. т. II, § 68, 4 и 5). XVIII. Ход луча при отражении света (см. т. II, § 70,3). XIX. Ход лучей при преломлении света (см. т. II, § 70, 4 и 5). XX. Зависимость характера и вида изображения от положения предмета по отношению к главному фокусу линзы (см. т. II, §71,3 и 4). 3) Лабораторные работы исследовательского характера. Не- посредственной целью этого вида работ являются: а) установление посредством опытов достаточно простых фактов и зависимостей, неизвестных до работы учащимся; б) приближение их к роли исследователя^) внушение учащимся уверен- ности в том, что^они в некоторых случаях могут использо- вать эксперимент и свои знания для исследования. Количество исследовательских работ на протяжении курса физики может быть весьма значительным. Не следует, однако, гнаться за их числом; надо ограничиться ознакомлением учащих- ся с наиболее' типичными случаями посильного для'них иссле- дования. Примеры рационального применения исследовательских работ даны в методических указаниях (§§ 52—111). § 27. Методика лабораторных работ 1. Место лабораторных работ на уроке,. Методика и техника эксперимента на лабораторных занятиях подробно разработана в томе II, §§ 16 и 58—71; поэтому ограничимся здесь рассмотре- нием общих положений методического характера.
§ 27,1 119 1) Лабораторные работы не представляют собой какого-то особого метода познания — они являются одним из приё- мов преподавания. В связи с этим лабораторные работы долж- ны быть применяемы в строго определённые моменты, когда дру- гие приёмы являются бессильными или недостаточно эффектив- ными. Применение и чередование различных приёмов преподавания отнюдь не могут зависеть от того, является ли это удобным или неудобным по техническим или организационным причинам. Они всецело определяются тем, что нужный результат или цель должны быть достигнуты с затратой посильного труда и наимень- шего времени. Поэтому урок может начинаться с лабораторной работы, или она проводится в его центральной части, или же, на- конец, ею завершается изучение вопроса (§ 12, 6—8). Лабораторные работы, как этого требуют задачи, преподава- ния, должны являться органической , частью педагогического процесса в его целом, а не более *или мен^е искусственной при- стройкой к нему. 2) При высокой дисциплинированности учащихся, при пра- вильно организованном процессе преподавания физики и при хорошем оборудовании нет надобности выделять специальные уроки для проведения лабораторных работ. Подавляющее боль- шинство наиболее ,продолжительных лабораторных работ изме- рительного характера укладываются в промежуток времени мень- ше длительности урока. Урок может оказываться, целиком за- полненным лабораторными занятиями лишь при изучении отдела физики «Измерения». Работы же исследовательского и наблю- дательного характера, являясь качественными, требуют, как правило, времени много меньше, чем измерительные. Преподаватель от словеснрго изложения в нужные моменты обращается к демонстрациям и предлагает затем учащимся в случае надобности тотчас же или воспроизвести показанное, или сделать простейшее измерение, или же разрешить эксперимен- тальным путём поставленную им проблему. После лабораторной работы преподаватель вновь переходит к тем формам работы, ка- кие в данном случае оказываются необходимыми. 3) Лабораторные работы — одна из слагающих частей всего процесса изучения и, в частности, урока. Поэтому нет надобности вводить практикующуюся иногда терминологию «лабораторный урок», а тем более строить какую-либо специальную методику проведения такого урока. Но «из этого никак не следует, что не нужно рассматривать методику построения и проведения лабо- раторных работ. 4) Естественно, что осуществление приведенных положений требует от преподавателя большого мастерства. Поэтому начинаю- щему педагогу следует по мере накопления своего опыта постепен- но подходить к такой наиболее совершенной форме педагогиче-
120 § 27,2 ского процесса, отводя сначала лабораторным работам специаль- ные уроки. 2. Работы исследовательского характера, 1) Следует стре- миться к тому, чтобы первые работы в начале каждого из отделов физики являлись наблюдательными качествен- ными для общего ознакомления со специфическими особенностя- ми техники эксперимента, а также и наблюдения явлений по данному отделу физики (жидкости, газы, теплота, электричество, звук, свет). Навыки и знания, приобретённые при наблюдатель- ных работах, также значительно облегчат производство исследо- ваний в последующих работах. Таким образом, наблюдательные работы, помимо достижения своей собственной цели (§ 26,2), подготавливают уча-' щихся к проведению более ответственных работ. 2) Каждая из поставленных перед учащимися проблем, тре- бующая исследования, должна оказаться для них посиль- ной. Степень «трудности» исследований может нарастать лишь постепенно, по мере приобретения учащимися -знаний и лабо- раторных навыков. Задание должно быть, особенно на первых порах, достаточно простым, с учётом реальных возможно- стей, зависящих как от развития учащихся, тАк и от оборудова- ния школьной лаборатории. 3) Исследование на уроках в школе-семилетке сводится к эк- спериментальному решению той или иной проблемы, к возникновению которой привело предыдущее изучение того или иного вопроса. Так, например, возможно поручить учащимся обнаружить: равномерность удлинения пружины при соответст- вующих увеличениях нагрузки; уменьшение или увеличение удельного давления тела при изменении площади опоры; умень- шение показания динамометра при погружении подвешенного к нему тела в жидкость (рис. 9, II); изменение выталкивающей силы в зависимости от объёма тела и вещества жидкости; рас- ширение твёрдого тела~ при нагревании; зависимость теплоём- кости тела от. массы и вещества; зависимость сопротивления от длины, сечения и вещества проводника; зависимость силы тока от напряжения источника и сопротивления и т. п. Для исследований учащиеся должны быть соответствующим образом подготовлены, в частности им следует дать ука- зания о необходимой аппаратуре и пути решения вопроса. Во всех приведённых для примера работах выводы строятся на основании относительных показаний измерительных прибо- ров. 4) Иногда можно услышать в школе наименования некоторыми преподавателями работ так: проверка законов Архимеда, Ома или Джоуля-Ленца. Ни проверить закона, ни тем более установить закон в условиях школьной лаборатории, с несовершенной ап- паратурой и силами таких неопытных экспериментаторов, ка-
§ 27,3-4 121 кими являются учащиеся, никак нельзя. Недопустимо вводить учащихся на этот счёт в заблуждение. Учащиеся должны быть ясно поставлены в известность, что путь науки длинен, сложен и тернист и что знание достигается трудами не одного, а многих учёных. Законы могут лишь служить при лабораторных работах осно- вой для измерений или^ исследования. Так, например, типичная работа на закон Джоуля-Ленца ставится как сравнение количе- ства теплоты, выделенного током (ожидаемого по расчёту), и ко- личества, учтённого калориметрическим путём, т. е. по существу она сводится к определению к. п. д. Работа на закон Ома прово- дится после его изучения, и полученные числовые результаты рассматриваются отнюдь не для проверки зависимости^ Оценка их производится с точки зрения их соответствия следуемым по расчёту в целях лучшего уяснение и усвоения зависимости. 3. План лабораторной работы. 1) Количество лабораторных^ работ в курсе так же, как и число демонстраций, определяется временем, отведённым на уроки по физике, и поэтому является строго ограниченным. Принимая во внимание особую ценность лабораторных работ для обучения, надо стремиться к тому, что- бы число их было наибольшим — в разумных пределах. Достижение максимума возможно за счёт уплотнения времени, затрачиваемого на каждую из лабораторных работ. Для этого не- обходимы следующие мероприятия: а) определение преподава- телем содержания и плана лабораторной работы; б) составление инструкции; в) подготовка аппаратуры; г) распределение её по столам заранее, до урока. 2) План проведения лабораторной работы должен быть4 заранее тщательно продуман преподавателем после того, как им точно будет определена целевая установка. В зависимости» от этой цели одной и той же лабораторной ра- боте может быть придан характер наблюдательной, измеритель- ной или исследовательской. 3) За типовую схему цостроения и проведения всех видов лабораторных работ можно принять следующую: а) Подготовка преподавателем учащихся к работе. б) Проведение учащимися эксперимента. в) Обработка и использование результата. 4. Подготовка учащихся к работе. 1) При подготовке уча- щихся преподаватель сначала знакомит их с темой работы, её назначением, затем он объясняет, в случае надобности показывает, устройство приборов, нужных для её проведения, и приводит правила обращения с ними. Наконец, преподаватель рассказывает, а для наиболее сложных по технике случаев и показывает, как должен произво- диться опыт, используя аппаратуру такого же типа, как и выдан- ную учащимся. В результате учащиеся должны получить точное
122 § 27,5 представление о том, что они должны делать, и притом, как и в какой последовательности. Для наиболее простых работ можно ограничиваться словесными указаниями; в большинстве же слу- чаев во время предварительных объяснений учащимся даётся инструкция посредством диктовки или, лучше, записи на классндй доске. Для исследовательских работ подготовка принимает совершенно иной характер. 2) В инструкции указываются в надлежащей последователь- ности все манипуляции , которые при работе должен про- делать учащийся, а также приводится ход для вычисления соответствующего результата. Наиболее кратких и сравнительно простых указаний требуют лабораторные работы качествен- ного и исследовательского характера. Работы измерительного порядка, как правило, нуждаются в обязательном составлении инструкции, образцом для составления которых могут служить приведённые в т. II, § 60, 2. 3) При подготовке к работам учащихся весьма важно ознако- мить их с правильными приёмами при пользовании некото- рыми основными иподсобными приборами, как-то: спиртовая горелка, источники тока, магниты и т. п. ,(см. т. II, §§ 18,4; 41, 2; 69,3). Неправильное'' пользование этими прибора- ми может привести к их порче. Правила обращения с такими при- борами изложены вт. II, §§ 58—71. При подготовке учащихся к работам измерительного харак- тера следует принимать во внимание следующие положения: а) При обучении важно, чтобы учащийся не только произво- дил измерение для получения определённого числового результата, но и знакомился и усваивал основные правила этих измерений. Такое требование выдвигается для того, чтобы, во-первых, приблизить измерения в должной мере к научным и, во-вторых, для получения возможно меньшей ошибки при измерениях. Наиболее важными оказываются правила из- мерений: масштабной линейкой (см. т. II, § 61, 4); мензуркой (см. т. II, § 62,2); весамц и разновесом (см. т. II § 63, 3); дина- мометром (см. т. II, § 64,3); термометром и калориметром (т. II, §66, 2иЗ); вольтметром и амперметром (см. т.П, §§ 15, 11 и 68, 3). б) Учащимся должно быть разъяснено, что абсолютно точ- ное измерение каких-либо величин невозможно. Следует, однако, стремиться к тому, ч^гобы при нахождении результата была допущена, возможно наименьшая ошибка. Ошибка возникает как вследствие несовершенства инструмента, так и по^ причинам неправильного его применения учащимися. Поэтому при подготовке к работе необходимо рассказать и показать не только, как надо измерять, но и как не следует этого делать. 5. Проведение работы. 1) Только после того, как учащиеся ока- жутся достаточно подготовленными к работе, может быть им предложено приступить копыту. Вся аппа-
§ 27, 6 123 ратура, которой располагают учащиеся, должна быть тщательней- шим образом заранее просмотрена преподавателем и в случае надобности отремонтировала, чтобы учащимся не приходилось терять время на её ремонт, Уменье учащихся на- лаживать приборы может составить задачу некоторых лаборатор- ных работ. Приборы, требующие наладки, можно давать учащимся только после того, как они основательно научатся работать с за- ранее налаженными приборами. 2) Для правильной и наиболее эффективной организации, про- цесса работы преподаватель должен руководить т е м п о м в про- ведении её отдельных частей, что представляет особьщ трудности в начале изучения физики. При отсутствии такого руководства может, во-первых, оказаться, что отдельные учащиеся закончат работу много раньше, чем большинство остальных, и, во-вторых, обнаружатся сильно отставшие учащиеся, нуждавшиеся в свое- временной помощи. Как быстрота выполнения, так и запаздывание в основном обу- словливаются темпераментом учащихся, а также зависят от того, насколько соблюдаются правила измерений. Поэтому следует руководить работой так, чтобы она осуществлялась по частям, т. е., например, при определении удельного веса над- лежит предложить сначала найти вес тела и после того, как это всеми будет сделано, разрешить перейти к определению объёма. У учащихся, выполнивших взвешивание первыми, преподава- тель производит беглый просмотр результатов и в случае, если вре- мени впереди достаточно и вес найден правильно, поручает про- извести дополнительное взвешивание другого тела из иного вещества или отличающегося объёмом. Отстающим учащимся пре- подаватель подаёт соответствующую помощь. Таким образом, преподаватель должен оказаться настолько оперативным, чтобы во всё время работы не только иметь пред- ставление о состоянии работы каждого звена в отдельности, но и руководить им. По мере создания у учащихся соответствую- щей дисциплинированности и приобретения ими навыков тех- нического характера можно постепенно ослаблять руководство, предоставляя учащимся всё более и более самостоятель- ности. 6. Обработка и использование результата. Измерительная работа заканчивается вычислением физической величины. Рас- смотрим, какие требования могут быть предъявлены к резуль- тату измерения. 1) При измерении физических постоянных вроде удельных — веса, теплоёмкости, сопротивления, неправильно считать луч- шей работой ту, в которой достигнуто полное совпадение ре- зультата с табличными данными (см. т. II, § 59). Такого совпа- дения, вообще говоря, не может быть уже по той причине, что вещества, используемые в школьных условиях, не являются
124 § 27,6 химически чистыми, а содержат в себе значительную долю при- месей. Преподаватель должен заранее выяснить, какие число- вые результаты должны получиться в каждой из работ, и сооб- щить их учащимся по окончании ими работы. От учащихся следует требовать вычисления относительной ошибки в полученном ими результате по сравнению с данными, указанными преподавателем, как для характеристики несовер- шенства инструментов, так и тщательности выполнений работы учащимся. 2) Желательно, чтобы результат каждого измерения нашёл себе применение для тех или иных целей или сам по себе приносил какое-либо практически ценное зна- ние. Так, для выполнения первого условия в работе «взвеши- вание» полезно дать взвесить учащимся тела равного объёма, но из различных веществ. Тогда сопоставление результатов этих измерений окажется весьма полезным к введению понятия об удельном вёсе. Ещё более важные возможности открываются при обработке результатов измерения длины окружностей (ниткой) и соответствующих им диаметров, что позволит вы- вести на основе эксперимента величину п (см. т. II, § 61). Для выполнения второго условия берутся такие объекты, в результате измерения которых получаются данные, умеющие некоторую практическую значимость. Так, например, рацио- нально производить: измерения объёма чайного стакана или ложки; к. п. д. нагревателя вроде фитильной кухни, примуса и электрокастрюли; сопротивления и нормальной силы тока электрической, лампочки от карманного фонарика и т. п. Так как далеко не всегда возможно обеспечить учащихся «бытовой» аппаратурой, то работа с ней поручается только одному-двум звеньям, но результат доводится до сведения всех. После проведения лабораторной работы производится в форме беседы обсуждение полученных результатов. Это обсуж- дение надо признать обязательным, иначе лабораторная работа может оказаться искусственным придатком к уроку и оказаться бесполезной для дальнейшего изложения. 3) Учащиеся должны составлять отчёт по проделанной работе. Необходимо, чтобы отчёт содержал в себе: а) назва- ние работы; б) рисунок установки или схему; в) самое крат- кое описание последовательности измерений, подобное по своей форме инструкции; г) объяснение арифмети- ческих действий| в виде таких же вопросов, какие приме- няются при решении математических задач; д) вычисление относительной ошибки в процентах и вывод из полученного результата (рис. 71). Приведённая форма записи является наиболее общей; по отношению же к работам наблюдательного и исследователь- ского характера ряд пунктов может отсутствовать.
§ 28,1 125 Важно приучить учащихся оформлять отчёт в классе; в. слу- чае неудовлетворительности записей у отдельных учащихся следует требовать выполнения ими отчёта дома в надлежащем виде и форме. погорше, 1Г90 Ш * (99-19°) - /<?, -200 -,09i ^,091 Рис. 71. Отчёты учащихся о лабораторных работах. § 28. Организация лабораторных работ и литература 1. Организация. 1) В школе-семилетке лабораторные работы на уроках следует проводить на один ф р. о н т, т. е. так, чтобы, все учащиеся одновременно выполняли одинаковую работу. Необходимость такой постановки вытекает из непосред- ственной задачи лабораторных работ: всем учащимся в опре- делённый момент урока воспроизвести физическое явление, иссле- довать его или совершить измерение с тем, чтобы работа способ- ствовала должному разъяснению или усвоению изучаемого во- проса или чтобы результат послужил материалом для после- дующего изучения. Фронтальная постановка позволяет препо- давателю руководить работой всего класса одновременно. Орга- низация работ «врассыпную», т. е. на различные темы, а также индивидуализированных (например, одинаковых по теме, но
126 § 28,1 с разной степенью трудности) может быть применена только в дополнительных занятиях внеклассного характера (см. §§ 48—50). Каждый из учащихся^ должен своими руками про- делать каждую из лабораторных работ; только при этом условии становится возможным достигнуть полностью тех целей, которые преследуются лабораторными работами. Рис. 72. Типичные приборы для лабораторных работ: I — весы; II — при- бор для определения электрохимического эквивалента; III —прибор для работы на закон Джоул я—Л енца; IV и V — оптическая скамья; VI — брусок для измерения объёма; VII —линейка и трибометр; VIII — рычаг; IX — термометр; X — каток. Такая организация, однако, далеко не всегда возможна, так как требует весьма значительного количества комплектов аппаратуры (по числу учащихся), а главное большой площади класса. Поэтому преподавателю приходится прежде всего допускать к пользованию одним комплексом двух, а иногда, что много хуже, трёх и даже четырёх учащихся, разделяя для этого учащихся класса «на звенья» (рис. 69 и 70). 2) Не следует препятствовать составлению звена по желанию самих учащихся, тем более, что в этом случае учащиеся оказы- ваются обычно сидящими рядом за одним столом. Преподавателю приходится следите, чтобы учащиеся, входящие в состав звена, поочерёдно выполняли каждую работу, повто- ряя её один за другим. За недостатком времени это не всегда
§ 28, 1 127 удаётся; тогда очерёдность устанавливается так, чтобй одна работа выполнялась в основном одним учащимся, а следующая другим и т. д. Иначе может оказаться, что некоторые учащиеся будут систематически являться только наблюдателями и поэтому не приобретут нужных навыков. После проведения первых работ выяснится, что состав неко- торых звеньев является неудачным. В одних звеньях могут ока- заться настолько активные и нетерпеливые учащиеся, что станут «выхватывать» друг у друга работу; в других же один учащийся «поработит» своего товарища, воспроизводя опыт всегда только сам.. Задача преподавателя — перекомплектовать такие звенья, Рис. 73. Типичные приборы для лабораторных работ: XII — вольтметр; XI — амперметр; XV — призма; XVI — пластинка с плоскопараллельными гранями; XIV — калориметр; XIII — динамометр. а некоторым неудержимо активным или, наоборот, исключи- тельно инертным поручать работу индивидуально. 3) Постановка лабораторных работ требует применения специальной аппаратуры (рис. 72 и 73), отличающейся как в техническом; так и в методическом отношении от приборов, используемых при демонстрациях (рис. 74,1 и II). Характеристика оборудования для лабораторных работ, перечень приборов и т. п. приведены в т. II, § 16. 4) Во избежание непроизводительной потери времени на уроке, когда дорога буквально каждая минута, распределение приборов по столам следует производить зарацее — во время перемены, уборку же ИХ — по окончании урока. Для осу- ществления этого должна быть такая дисциплина учащихся, чтобы приготовленные на их столах приборы оставались нетро- нутыми на местах до тех пор, пока они не потребуются (рис. 75). Это условие достигается в результате большой воспита- тельной работы, и оно вполне осуществимо, хотя и не сразу.
128 §28,1 Рис. 74, ] и II. Типичные демонстрационные приборы: I —демонстрационные весы; II — манометр; III — динамометр; IV — электрометр Брауна; V — демонстрационный гальванометр; VI — шайба Г а р т л я. Поэтому при первых занятиях по физике следует заготовить соответствующее количество комплектов приборов в отдельных коробках или ящиках, что позволит сравнительно быстро про- извести распределение приборов по столам. Прочие мероприятия организационного порядка приведены в т. II.
§ 28,2 129 2. Литература. Здесь приводится список пособий, рассмат- ривающих, главным образом, вопросы методики лабораторных работ. Труды, содержащие описание приборов и опытов, ука- заны в т. II, § 74. I. И. А. Ч е л ю с т к и н, Лабораторные работы, их значе- ние, форма и методика проведения — из книги под ред. Зна- менского: «Методика преподавания физики в средней школе», изд. 3-е, Учпедгиз, 1938, стр. 498. Рис. 75. Комплект лабораторных приборов по теме: «Закон Архимед а». I — Пробка. II — Стакан. III—Тело (картофелина). IV — Пипетка. V—Ме- таллические тела. VI — Мензурка. VII — Пробирка с дробью. VIII Ко- робочка с дробью. IX — Динамометр. II. И. В. Г л и н к а, Опыт по методике физики. Лаборатор- ные уроки в средней школе, 1911, стр. 147. Книга заслуживает значительного внимания, несмотря на то что рассматривает вопросы о лабораторных работах в дореволю- ционной школе. III. В. Н. Б а к у ш и н с к и й, Организация лабораторных работ по физике в неполной средней школе, часть I, Учпедгиз, 1940, стр. 68. По форме своего содержания книга даёт описания техники лабораторных работ. Но по существу она является одним из лучших руководств по методике, излагая её вопросы на конкрет- ных прймерах, что для начинающего преподавателя представ- ляет особую ценность. IV. Н. С. Д р е н т е л ь н, Пособие для практических работ по физике в средней школе (с вопросами для упражнений), 1908, стр. 208. 9 Е. Н. Горячкин, том I
130 § 29, 1 Книга представляет значительный интерес, так как излагает один из первых в России опытов постановки лабораторных ра- бот в специально оборудованном помещении, описание которого приложено к книге. Преподаватель найдёт в книге многочис- ленные практические указания и методические советы, раз- бросанные по всему тексту, особенно в предисловии автора, и сохраняющие в большинстве случаев актуальность и ценность до настоящего времени. В книгу включены работы по химиче- ским явлениям, так как в прежнее время начатки химии вхо- дили в курс физики. V. П. А. 3 н а м е н с к и й, Лабораторные занятия по физике, часть Ги II, изд. 3-е, Учпедгиз, 1934, стр. 263—315. Книга получила широкое распространение благодаря содер- жащемуся в ней описанию значительного количества весьма разнообразных, главным образом упрощенных, установок для лабораторных работ. Особенно полезна преподавателю при постановке им в физическом кружке лабораторных работ, сверх обязательных и включённых в программу по физике. VI. Р. Клей, Опыты по свету. Пособие для лабораторных занятий в школе, пер. с англ., 1922, стр. 218. Книга содержит описание большого ^исла лабораторных занятий по вопросам оптики с использованием упрощенных приборов. Особенно интересны работы, ставшие общеизвест- ными, с провешиванием хода светового луча при помощи була- вок. Рекомендуется для извлечения материалов для занятий в кружках. Из статей в журнале «Физика в средней школе» заслуживают внимание: В. Н. Бакушинский, Лабораторные работы в средней школе, 1938, № 1. Г. И. Фалеев, Лабораторное оборудование курса 6 и 7 классов, 1938, № 3« Глава восьмая ЭКСКУРСИИ § 29. Назначение и виды экскурсий 1. Цели экскурсий. В современной программе для школы семилетки на экскурсии отведены соответствующие часы, и в методической записке подчёркивается настоятельная необ- ходимость их организации. Действительно, цели преподавания физики будут достигнуты только при том условии, если при изучении систематического курса физики учащиеся получат представление о роли и значении тех пи кив сов- ременной жизни и, главное, отчётливо осознают значение физики
§ 29, 2 131 для техники. Поэтому в курс физики вводится сравнительно обильное количество иллюстративного материала , из области техники, преподносимого учащимся в различных формах. Однако представления о технических сооружениях, установках и машинах, получаемые учащимися при помощи нагляд- ных пособий, ни в коей мере не могут идти в сравнение с пред- ставлениями, образующимися при непосредственном осмотре в натуре. Экскурсии дополняют обучение в классе, давая возможность учащимся увидеть некоторые технические сооружения и машины в их действительном виде и воочию Рис. 76. Ознакомление учащихся и зарисовка ими устройства паровоза на экскурсии в Музей железнодорожного транспорта. убедиться в использовании законов физики в технике. Важно отметить также, что как при подготовке к экскурсии, так и в ре- зультате её возникает целый ряд вопросов, для разъяснения которых потребуется расширение и углубление знаний по физике, что должно быть признано как большой по- ложительный фактор. Большое значение имеют также экскурсии в музеи, где учащиеся увидят модели машин (рис. 76). Кроме экскурсий на технические темы, возникает необходимость озна- комить учащихся с наблюдением физических явлений в п р и- р о д е, для чего могут быть организованы соответствующие прогулки. Экскурсии обычно завершают изучение тех или иных раз-> делов физики, играя иллюстративную роль. 2. План экскурсий. Темы и содержание экскурсий не.могут являться случайными и должны находиться в полном с о о т- 9*
132 § 29, 2 ветствии с требованиями и установкой программы по физике. Рассмотрим, каков должен быть план экскурсии в первом концентре физики. Этот план в основном определяется двумя положениями: 1) Учащиеся должны получить представление о разносторон- ности применения современной техники для самых раз- личных целей. 2) Для осмотра надо выбирать такие технические объекты или производственные процессы, чтобы их физическая сторона могла быть сравнительно легко обнаружена и про- слежена учащимися. Во исполнение первого положения определяется возможная тематика экскурсий', охватывающая основные отрасли техники: а) Жилые или производственные здания, включая сюда водопровод, канализацию, отопление, вентиля- цию и электрическое освещение. б) Энергетическое хозяйство, т. е. машины, двигатели и распределение энергии., в) Обработ £ а металлов холодным и горячим способами. г) Сельское хозяйство. д) Транспорт. Если учащиеся окажутся в той или иной мере ознакомленными е использованием физики в двух-трёх из этих пяти основных отраслей современной техники, то это окажется вполне доста- точным, чтобы считать задачу о выявлении значения физики для техники выполненной. Второе, сформулированное выше положение, не вызывая изменений в тематике, окажет своё влияние на Ьыбор конкрет- ных объектов экскурсий. Эти объекты должны быть доступ- ными для учащихся. Поэтому, как показывает практика работы в школе, для большей эффективности экскурсий, по край- ней мере в части энергетического Хозяйства и производства, более подходящими являются средние и даже мелкие объекты, хотя и менее совершенные в техническом отношении, чем крупные. Действительно, в высоко организованных техни- ческих процессах и хозяйствах выявление их физической сущ- ности оказывается для учащихся весьма^ сложным, а то и вовсе недоступным. Кроме того, отрицательным образом влияют огромные масштабы сооружений и производств, так как у уча- щихся в полном смысле этого слова «разбегаются глаза». Поскольку изучение машин производится в основном для выяснения их устройства в связи с принципом действия, то осмотр разобранных для ремонта машин оказывается более полезным, чем одно наблюдение их в действии. По- этому наиболее эффективными являются экскурсии, на которых
§ 30, 1 133 учащиеся имеют возможность увидеть работающую машину и, кроме того, заглянуть внутрь ремонтируемой. Между тем вблизи некоторых сельских школ не имеется не только железной дороги и фабрично-заводских предприятий, но даже крупных современных зданий, оборудованных по по- следнему слову строительной техники. При этих условиях воз- можности для. проведения экскурсий в значительной мере су- живаются. Однако, такое положение отнюдь не освобождает преподавателя от обязанности организации экскурсий в имею- щиеся на местах мелкие предприятия (кузница, слесарная ма- стерская, водяная мельница, машинный сарай и т. п.) и, глав- ное, на машинцо-тракторную станцию. На станции преподава- тель сможет найти достаточное количество материала не только по сельскохозяйственным машинам, трактору, двигателю внут- реннего сгорания, некоторым вопросам электротехники, но и по элементам обработки металлов (слесарное, токарное и кузнечное дело, литьё и т. п.), связанной с ремонтом машин. Точно так же можно использовать любую фабрику, железнодорожную стан- цию, даже имеющуюся в распоряжении колхоза грузовую ма- шину. В сущности любая машина и всякий производственный процесс явлщотся материалом, который в той или иной мере может 'служить для выяснения использования физики в тех- нике. В условиях же города не приходится говорить о недостатке Технических объектов для изучения. Не только сельскому, но и городскому преподавателю прихо- дится составлять свой собственный план проведения экскурсий, зависящий от местных условий. Поэтому в сов- ременной программе по физике даны лишь общие указания о проведении экскурсий без точной формулировки их тематики. § 30. Тематика экскурсий 1. Здание, как объект для экскурсии. Изучение здания с точки зрения физики имеет огромное и притом непосредственное практическое значение для учащихся. Ряд законов фи- зики находит себе применение как при возведении здания, так и для создания в нём необходимых для жилья условий. Сведения по физике позволяют учащимся понять значение фун- дамента как основания здания и постепенного уширения камен- ных стен многоэтажного здания (считая сверху вниз). Ознаком- ление с вопросом о теплопроводности веществ даёт возможность объяснить применение для строительства определённых мате- риалов, а также ряда мер, ведущих к утеплению здания. Городской водопровод является менее интересным объектом, чем местное водопроводное устройство, состоящее из водонапорного бака, водомерного указателя, насоса и сети. Канализационное устройство оказывается уместным для рас-
134 § 30,2 смотрения только водяных затворов (сифонов) и отчасти вен- тиляции, для чего предназначены вытяжные трубы. Устройство водяного отопления излагается в учебниках физики, и поэтому ясна необходимость осмотра этого сооружения в натуре. Изучение вентиляции печного отопления служит иллюстративным материалом по вопросу о конвекции в газах. Устройство печного и водяного отопления связано также с явлениями расширения тел и теплоёмкости. Электропроводка в здании должна являться об- разцом рлектромонтажа, который облегчает учащимся усвоение элементарных навыков по электромонтажу, необходимых в жиз- ненной практике. В перечисленных случаях объектом для экскурсии по большей части может служить здание самой школы, что пред- ставляется особо удобным в смысле экономии времени и простоты проведения^экскурсии. При этом имеется полная возможность осмотры по отдельным вопросам производить раздельно, соот- ветственно плану изучения физики. Каждый из таких отдельных осмотров потребует 10—15 минут. 2. Энергетическое хозяйство. Под названием «энергетическое хозяйство» подразумевается: 1)Получение механической энергии посредством машин- двигателец. 2) Превращение механической энергии в электри- ческую и распределение последней. 3) Использование электрической энергии для полу- чения механической силы, света и теплоты. Из машин-двигателей в курсе физики рассматриваются: водяная турбина, паровые машины и турбина, двигатель внут- реннего сгорания. Из водяных турбин наибольшее значение, ввиду простоты своего устройства, имеет для семилетки налив- ное водяное колесо. Изучение назначения плотины, принципа действия колеса и приседения от него в действие машин-ору- дий (мельница) рассматривается при прохождении механики в связи с вопросом о превращении потенциальной энергии в ки- нетическую. Осмотр турбинной установки особой методической ценности не представляет. Ознакомление с гидроэлектрической станцией уместно при рассмотрении вопроса об электрификации. Паровую машину можно продемонстрировать лишь на паро- возе иди локомобиле; стационарные установки паровой машины исключительно редки. У паровоза и у локомобиля устройство котлов сравнительно просто, и аппаратура их (предохранитель- ный клапан, водомерное стекло и пр.) соответствует описаниям в учебниках.^ Особенно ценной в методическом отношении является экскур- сия к л о к'о мобилю, машинист которого покажет топку,
§ 30,2 135 дымовую коробку, пустит в ход и остановит машину, реверси- рует ход ит. п. Крупная же котельная установка с паровой тур- биной даст учащимся больше представлений о внешности машин, чем об их устройстве. Паровая турбина, если даже удастся её увидеть на экскур- сии в разобранном виде, оказывается чрезвычайно сложной для изучения её.устройства учащимися. Для ознакомления с двигателем внутреннего сгорания наилучшей является стационарная установка одноцилиндрового двигателя. По большей части такие двигатели отличаются от изучаемых в школе, так как могут оказаться двухтактными и типа Дизеля. Давать объяснение работы двух- тактного двигателя всему классу нерационально; такой двига- тель можно изучать лишь в порядке дополнительной работы при внеклассных занятиях. Выяснять принципиальное отличие двигателя Дизеля от обычного четырёхтактного не нужно; зажигание же с помощью калоризатора после сообщения некото- рых дополнительных сведений по физике сравнительно легко поддаётся объяснению. Автомобильный или тракторный дви- гатель могут быть использованы для своего изучения на экскур- сии. В этом случае весьма важно показать их в разобранном виде, что всегда возможно при посещении МТС или гаража. На автомобиле и тракторе, помимо системы его охлаждения и электрического оборудования, интерес представляет механи- ческая часть и в частности у трактора — гусеничный ход. Второй вопрос (превращение механической энергии в элек- трическую) в энергетическом хозяйстве изучается посредством экскурсии на электростанцию во время прохождения темы: Передача электрической энергии на расстояние. К сожалению, динамомашину можно встретить лишь в редких случаях на небольших электростанциях. Устройство же и прин- цип действия альтернатора (гёнератора переменного тока) не могут быть объяснены учащимся. Об остальных объектах на электростанции у учащихся также получается больше пред- ставлений о внешнем виде машин и установок, чем об их устрой- стве. На электростанции учащиеся могут лишь проследить с энергетической стороны цепь по её отдельным звеньям: топ- ливо—>котёл—шаровая турбина—^альтернатор—►распределитель- ный щит—^трансформатор-плиния высокого напряжения, что по существу является весьма важным. Последняя часть вопроса об энергетическом хозяйстве: распределение энергии и её превращение в механическую, в тепловую и в свет является естественным продолжением изуче- ния энергетики на электростанции. Моторы постоянного тока можно увидеть лишь на транс- порте, именно на электровозах, трамваях, троллейбусах. Устрой- ство моторов трёхфазного тока и принцип их действия недоступны
136 § 30,3 для изучения и понимания учащимися семилетки. Поэтому осмотр электрифицированного цеха даст учащимся представление только о распределении и о возможности дробления электро- энергии. Принцип действия и устройство электропечей — сопротивления, дуговых и индукционных — могут быть срав- нительно легко выяснены учащимися, и, следовательно, осмотр печей нужно признать весьма полезным. 3. Обработка металлов. Экскурсия на производство и осмотр машин по холодной обработке металлов проводятся при изучении механики. Прежде всего учащихся надо познакомить на машинах с видами движений и их преобразованием, что приведёт к расширению знаний по физике и, главное, даст представление о типичных кинематических механизмах. Важней- шими механизмами для превращения поступательного и колеба- тельного движений во вращательное и обратно служат винт и гайка (тиски, ходовой винт у самоточки, зубчатая рейка), кривошипный механизм, коленчатый вал. Ознакомление с этими механизмами, помимо вооружения знаниями, имеющими большую практическую значимость, сильно упрощает изучение механизмов паровой машины и двигателя внутреннего сгорания. Из механизмов, служащих для передачц движения, показы- вают ремённую передачу и шестерённую. Вопрос об изме- нении скорости вращения с приближёнными расчётами оказы- вается вполне доступным для учащихся. Из ‘ механизмов, пред- назначенных для изменения величины силы и изученных с прин- ципиальной стороны в курсе физики, следует показать приме- нение на производстве блока, полиспаста и рыча га. В связи с вопросом о т р е н й и производят осмотр подшип- ников (в разобранном виде) и приспособлений в них для смазки. Работу прессов связывают с вопросом об удельном давлении. Гидравлический пресс, принцип действия которого не изу- чается в первом концентре, может явиться объектом для изучения на внеклассных занятиях. Из способов обработки металла в холодном виде на машинах показывают различные виды резания: распиловку, обточку, стругание, сверление, фрезерование. Во время предварительной подготовки или, лучше, после экскурсии оказывается нетрудным, прибегая к пояснительным рисункам и чертежам, выявить прин- ципиальное единообразие всех этих способов обработки, т. е. сущность резания. Осмотр производственного процесса с горячей обработкой металла производится при изучении теплоты. Самый процесс ковки мало интересен с точки зрения физики (первого кон- центра); однако, он производит обычно сильное впечатление на учащихся. Ознакомление с ним важно для расширения политех- нического кругозора. Кузнечное горно рассматривается как
§ 30,4 137 применение воздуходувки, паровой молот — как видоизменение паровой машины. Особый интерес представляет ознакомление с литейным делом, но проведение такой экскурсии возможно только в редких случаях, так как трудно получить разрешение на посещение подростками горячих цехов. 4. Транспорт. Учащиеся должны быть ознакомлены с тремя основными видами транспорта: железнодорожным, водным и воздушным. Автомобиль может и должен явиться объектом для показа использования физики в технике. Железнодорожное хозяйство, включая сюда депо и ремонтные мастерские, — богатейшая база для экскурсий по различным разделам физики. Устройство железнодорожного полотна и в частности укладка рельс иллюстрируют вопросы об удельном давлении и расшире- нии тел от нагревания. Мосты также рассматриваются с точки зрения указанных вопросов и, кроме того, интересны с механи- ческой точки зрения, позволяя затронуть некоторые элементы сопротивления материалов или строительной механики. Железнодорожное водопроводное устройство, состоящее из водонапорной башни, двигателя с насосом и артезианской сква- жины, — лучший объект для демонстрации, чем городской водо- йровод. Осмотр телеграфа, телефона, автоблокировки доставит богатейший и самый разнообразный материал по вопросам о прак- тическом применении электричества. Экскурсия в депо и ремонтные мастерские может всецело заменить посещение завода по холодной и отчасти горячей обра- ботке металлов. На паровозе можно произвести ознакомление с котлом и паровой машиной, а также с некоторыми вопросами механики, для чего изучается его экипажная часть. Трамвай и электровоз служат для ознакомления с моторами постоянного тока и их применением. Экскурсии на пароход прежде всего увязываются с воп- росами плавания тел и, в частности, конкретизируют вопрос о водоизмещении. Значительный интерес представит ознакомле- ние со способами, вызывающими движение по воде (колёса, винт). Но, кроме этого, на пароходе объектами изучения могут служить энергетическая часть (двигатель, динамомашина, элек- тромоторы) и подъёмные механизмы (лебёдки, краны). Перед осмотром самолёта, что является весьма важным, требуется сравнительно большая подготовительная работа для выяснения в возможной мере принципа воздухолётания и назна- чения отдельных частей машины. Так как официальная программа первого концентра не рассматривает вопроса о принципе дей- ствия самолёта, то подготовку и экскурсию приходится про- водить во внеурочное время.
138 § 30,5—6 5. Сельскохозяйственные машины и орудия. Современный городской, а тем более сельский школьник должен так или иначе получить представление омашинах, применяемых в сель- ском хозяйстве. Это тем более важно, что в нашей стране коллективизация сельского хозяйства и вооружение его»самыми совершенными сельскохозяйственными машинами явились одной из основных предпосылок для построения социализма. Сами сельскохозяйственные машины, однако, не могут слу- жить самостоятельными объектами для изучения, так как это увело бы преподавание далеко в сторону от тех целей, которые ставятся перед курсом физики. Поэтому посещение МТС, где возможно и надо наблюдать работу сельскохозяйственных машин, следует в основном посвятить изучению «физики трактора и гру- зовой машины». 6. Экскурсии в природу. Экскурсии в природу имеют своей целью наблюдение физических явлений, протекающих в есте- ственных условиях природы. Основное затруднение при про- ведении такой экскурсии заключается в том, что преподаватель должен предварительно проделать огромную работу, определив круг физических явлений, которые рационально наблюдать именно в природных условиях. При этом количество их должно быть таково, чтобы экскурсия оказалась достаточно насыщен- ной материалом и не превратилась просто в. прогулку с несколь- кими наблюдениями. Немалое затруднение представляет собой определение группировки и последовательности наблюдений с тем, чтобы мысль учащихся текла по некоторому определён- ному пути, концентрируясь на вопросах, имеющих ту или иную взаимную связь. Выполнение этого требования обязывает пре- подавателя заранее наметить ряд определённых тем, подле- жащих рассмотрению, и отнюдь не заниматься изучением явле- ний в том случайном порядке, в каком они могут встре- титься. За недостатком времени экскурсию в природу рационально провести одну после окончания всего курса, именно для 7 класса весной, когда прохождение всей физики окажется з а- конченны м1. Тогда знания учащихся позволят им произ- вести наблюдения самых разнообразных явлений и использовать всю сумму знаний, полученных ими в первом концентре. Таким образом, экскурсия явится своеобразным итогом, пока- зывающим учащимся, как знания по фйзике могут быть приме- нены для объяснения физических явлений в природе. Такая экскурсия помимо своего большого образовательного значения вообще явится своеобразным «живым» повторением многого из курса физики. Возможно также, не организовывая специальной 1 Такие прогулки, вообще говоря, очень желательны, но не могут происходить за счёт учебного времени.
§ 30,6 139 Рис. 77. Пуск шара — монгольфьера. экскурсии, проводить наблюдение физических явлений в при- роде на тех экскурсиях, в которых производится осмотр того или иного технического объекта (водяной мельницы, трактора и сельскохозяйственных машин и т. п.). В настоящем руководстве не представляется возможным опре- делить точно тематику наблюдений в природе, поскольку Она зависит от условий времени года, погоды, а также и от местности. Поэтому преподавателю должно быть рекомендовано после де- тального ознакомления с указанной ниже литературой состав- лять реальный план, в зависимости от местных условий. Огра- ничимся здесь лишь немногими указаниями, которые могли бы явиться примерами для некоторых разделов фи- зики. Измерения. Измерение расстояний шагами и по времени. Измерение скоро- сти движения воды в реке. Измерение высоты предмета по тени. Твёрдые тела, жидко- сти и газы. Сравнение твёрдости некоторых тел. Укладка рельс. Наблю- дение (во время купания) выталкивающей силы воды. Измерение высоты холма при помощи барометра. Сопротивление воздуха. Пуск летающих моделей (винт, змей, монгольфьер, планёр, самолёт) (рис. 77). Теплота. Сравнение температуры воздуха и различных видов почвы. Облака и их виды; образование и «толща» облаков. Осадки. Акустика. Образование волн на поверхности воды от брошенного камня. Отсутствие поступательного движения воды при распространении волн (покачивание щепки на одном месте). Отражение волн от доски, бревна или берега. Примерное измерение скорости, распространения волн и длины волны. Эхо у опушки леса. Примерное измерение скорости звука или рас- стояния по времени между визуальным и слуховым наблюдениями (удар топором, выстрел, свисток паровоза). Оптика. Провешивание линии на местности. Определение примерной скорости движения облака по набеганию тени. Световые сигналы зеркалом. Изображение Солнца чере? листву. Отражение и преломление света у водной поверхности. Фотографирование. В заключение вопроса об организации экскурсий в природу следует указать, что необходимо захватывать с собой при- боры (рулетку,, часы, компас, барометр, термометр, зеркало, фотоаппарат и т. п.) и инструменты (нож, топор и т. п.). которые могут потребоваться для проведения наблюдений.
140 § 31,1 § 31. Организация и проведение экскурсии 1. Подготовка преподавателя к экскурсии. Организация экскурсии требует от преподавателя длительной и сравнительно напряжённой работы. Эта организация состоит из четырёх основ- ных этапов. 1) Выбор объекта экскурсии и подготовка к ней самого преподавателя. 2) Подготовка к экскурсии учащихся. 3) Проведение экскурсии. 4) Заключительная, подытоживающая беседа с учащимися. Можно смело утверждать, что успешность проведения эк- скурсии и её эффективность для учащихся в значительной мере определяются первым этапом работы, т. е. подготовкой экскурсии преподавателем. Преподаватель физики, начиная свою работу в данной школе, должен первым делом выяснить, какие технические объекты и *какое производство имеются в дан- ной местности. Ознакомление возможно более детальное с этими объектами и производством прежде всего расширит поли- технический кругозор самого преподавателя, повышая тем самым его квалификацию, и, кроме того, поможет ему находить подходящие объекты для организации экскурсий. После выбора объекта преподаватель проводит его изуче- ние при помощи технической литературы или консультаций со стороны местных сотрудников при неоднократных посещениях преподавателем производства. В результате такого ♦изучения преподаватель должен оказаться подготовленным настолько, чтобы совершенно самостоятельно провести и руко- водить экскурсией, давая на месте все нужные для учащихся объяснения. Руководство экскурсией именно преподавателем, а не заводским работником, — главный и важнейший залог для её эффективности. Руководитель с производства, показывая про- изводственный процесс или машины, обычно даёт объяснения совсем не с той точки зрения, которая является нужной для осуществления задач, стоящих перед преподаванием физики. Такой руководитель осветит вопросы лишь с технической стороны, но не может в должной мере и последовательности выявить фи- зическую сторону объекта или процесса. Специалист-техник полезен при проведении экскурсии, поскольку он может дать ответы на такие вопросы учащихся, в которых преподаватель, несмотря на проведённую подготовку, может оказаться неосве- домлённым. Кроме того, отказ преподавателя от руководства, помимо значительного уменьшения эффективности, приводит к понижению авторитетности преподавателя в глазах учащихся, что является далеко не безразличным. Выбор объекта или процесса производится в Зависимости от принятой и точно сформулированной целевой установки
§31,2 141 экскурсии. После определения цели экскурсии преподаватель намечает её содержание и составляет конкретный п л а н её проведения. При этом следует сделать тщательный отбор и пока- зать учащимся лишь самую существенную для физики сторону процесса, намеренно игнорируя его некоторые детали с тем, чтобы не перегружать учащихся впечатлениями и не рассеять их внимания-. Определение маршрута экскурсии и точное его соб- людение при её проведении является обязательным. 2. Подготовка учащихся к экскурсии. Намеченные препода- вателем содержание и план экскурсии легко позволяют ему выяс- нить, какая подготовительная работа должна быть проделана с учащимися. В результате этой подготовки учащиеся должны быть всеми имеющимися у преподавателя средствами ознаком- лены с «физикой и техникой» объекта и процесса и точно про- инструктированы, на что следует обратить своё вни- мание. Для учащихся составляется вопросник, с кото- рым они должны ознакомиться до экскурсии с тем, чтобы впо- следствии они дали на него письменные ответы. Во время предварительной подготовки к экскурсии учащимся сообщаются следующие сведения: 1) Краткая история изобретения или открытия. 2) Значение машины, объекта или процесса в технике вообще и для нашего социалистического строительства в част- ности. 3) Физические основы, включая сюда, и дополни- тельные данные из физики, необходимые для понимания процесса или для изучения объекта. 4) Техника объекта или процесса (устройство машины или сооружения, сведения из технологии, последовательность процесса обработки и пр.). 5) Вопросы (физического характера) к учащимся, тре- бующие ответов после экскурсии. 6) Инструктаж о поведении и дисциплине на экскур- сии. Такая подготовка может потребовать постановки демонстра- ционных экспериментов по физике и применения нагляд- ных учебных пособий, в том числе обязательно схематичных чертежей, знакомящих с устройством машин или сооруже- ний. Для подготовительной беседы преподавателю необходимо составить заранее её рабочий план, а также провести подготовку опытов и изготовление, в случае надобности, чертежей, достаточно крупных по своим размерам для обеспечения их видимости. Подготовительную часть следует проводить не в день, а нака- нуне экскурсии, чтобы учащиеся могли дома проштудировать соответственные материалы и более детально ознакомиться с воп- росником. Если имеется к тому какая-либо возможность, то крайне
142 § 31,3-4 желательно снабдить учащихся соответствующей популярной литературой по данному вопросу. При нормальной поста- новке дела преподаватель приобретает в нужном количестве соот- ветствующие брошюры и, храня их при кабинете, использует из года в год. Поскольку учебный план не всегда позволяет от- вести на подготовку достаточное время, постольку можно органи- зовать дополнительное занятие, на что учащиеся, имея в виду экскурсию, охотно соглашаются. В заключение вопроса о под- готовке учащихся следует подчеркнуть её обязатель- на с т ь. Без такой подготовки экскурсия если и не явится совершенно бесплодной, то во всяком случае её эффективность окажется крайне незначительной. 3. Проведение экскурсии. Время проведения экскурсии должно быть согласовано с администрацией предприятия или цеха и при- норовлено в случае необходимости к тем часам, когда происходит тот или иной производственный процесс (например, выпуск чу- гуна из вагранки и т. п.), представляющий особый интерес для экскурсантов. Время, отведённое на экскурсию, должно быть ограни- чено самое большее 1х/2—2 часами. Опыт проведения экскур- сии .показывает, что признаки утомления вследствие перегрузки впечатлениями и понижение восприятия и усвоения начинают сказываться уже, примерно, по истечении 1 часа. Соблюдение последовательности осмотра и маршрута, выработанных заранее, совершенно обязательно. Дис- циплина должна быть такова, чтобы все учащиеся следовали за преподавателем и слушали его объяснения. Ни в коем случае нельзя допускать возможности для учащихся не только «разбегаться», но и отвлекаться осмотром иных объек- тов, кроме тех, которые показываются преподавателем. Это, кро- ме понижения эффективности, может привести на производстве к несчастным случаям, за которые в первую очередь отвечает не кто иной, как преподаватель. Только закончив выполнение программы экскурсии, возможно в организованном порядке показать учащимся то, что их заинте- ресовало, помимо уже осмотренного. Организация учебного процесса на экскурсии должна быть примерно такова. Преподаватель показывает объекты или процессы в строго определённой последовательности. После по- каза каждого из них учащемся предлагается просмотреть соот- ветствующую часть вопросника с тем, чтобы они сделали необходимые, эскизные зарисовки в своих записных книж- ках. Затем преподаватель отвечает сам, или прибегнув к помощи техника, на те в о п р о с ы, которые задают учащиеся, и после этого переходит к рассмотрению следующего объекта или процесса.
§ 31,4—5 143 4. Заключительная беседа. Заключительную беседу по мате- риалам экскурсии не следует организовывать на следующем уроке, а тем более тотчас же после проведения экскурсии. Уча- щиеся должны дать письменные ответы на вопросы и оформить зарисовки; только после просмотра тетрадей и опроса учащихся преподаватель сможет судить о результате экскурсии и в после- дующей беседе выправить недочёты и ошибки. Рис. 78. Картина «Устройство паровоза», изготовленная учащимися. Заслуживает самой горячей рекомендации организация в порядке внеклассной работы вечера, на котором учащиеся де- лают сообщения по вопросам физики и техники, связанным с темой экскурсии, и демонстрируют изготовленные ими коллекции, диаграммы и картины (рис. 78). 5. Литература. По методике организации и проведения экскур- сий наибольшего внимания заслуживают статьи в журнале «Физика в средней школе»: Буренков, Физические экскурсии с учениками 6—7 клас- сов, 1940, № 6. Абалаков, Экскурсии в МТС и колхозы, 1941, № 4. Лапина, Экскурсия к трактору СТЗ, 1941, № 7. Приводить перечень популярных книг по . вопросам техники не представляется возможным из-за их многочисленности. При
144 § 31,5 проведении экскурсий в природу будут полезны следующие пособия: I. А. В. Цингер, Начальная физика, изд. 12-е, 1928, стр. 408. Значительное количество материала, а также немало методи- ческих сведений для проведения экскурсий в природу может быть почерпнуто из послесловия: «Кое-что из физики среди живой природы». II. М. Ю. Пиотровский, Физика в летних экскурсиях, 1922, стр. 144. Содержание: Огород. Городской сад и цветник. Сенокос. Поле и жатва. Пруд. Лес. Детали отдельных экскурсий. Дере- венская усадьба. Река, озеро. Дождь, гроза. Закат Солнца и лунная ночь. III. М. Ю. Пиотровский, Физика на открытом воздухе, 1924, стр. 203. Содержание: Сад осенью. Огород осенью; сбор и хранение впрок овощей. Загородная прогулка осенью. Заморозки. Пер- вый снег. Морозный ясный день. Снег идёт. Оттепель. Ледоход. Весенний разлив реки. Физика на дворе школьного дома. Ве- сенние работы на огороде и в поле. Мелочи по физике в уличной жизни большого города. Обе книги Пиотровского содержат в себе весьма обильный, если даже не исчерпывающий, материал по вопросу о «физике в природе». Вопросы физики детально выяснены. Изложение таково, что оно непосредственно показывает, как должны вестись эти наблюдения в природе. Автор при этом как бы сам является руководителем экскурсии. IV. С. Жарков, Земная атмосфера, Учпедгиз, 1931. Содержание: Введение (погода). Тепловая энергия в атмо- сфере. Движение воздуха. Вода в атмосфере. Электрическая энергия в атмосфере. Книга помимо ознакомления с начатками метеорологии окажется исключительно полезной для подготовки преподава- теля к экскурсии в природу. V. Ф. Н. Красиков, Рабочая книга для школ крестьян- ской молодёжи. Части I и II. Почва, её строение, состав и свой- ства. Часть III. Солнечные лучи и земледелие, 1925. Книга образцом для постановки преподавания физики слу- жить не может. Полезна для извлечения материалов по во- просу о «физике в природе», а также описанием опытов, разъяс- няющих некоторые физические явления, протекающие в при- роде. VI. А. В. Цингер, Занимательная ботаника, изд. 4-е, 1934. VII. Ц. А. Тимирязев, Жизнь растений.
§ 32 145 Глава девятая ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ § 32. Основные цели решения задач Решение каждой физической задачи представляет собой небольшое исследование, в котором те или иные физи- ческие понятия и закономерности должны быть применены к конкретному вопросу, изложенному в тексте задачи. Педагогиче- ский смысл решения задач ясен, так как при решении физиче- ские понятия не только уясняются и уточняются путём их при- менения к конкретному случаю, но и лучше фиксируются в па- мяти учащихся. Задачи по своему назначению делятся на две группы: задачи тренировочные и задачи физические или, в частности, физико- технические. Задачи тренировочного типа способствуют лучшему уяснению и запоминанию зависимостей между физическими величинами в процессе ряда вычислений в соответствии с этими закономерностями. Тренировочные задачи применяются лишь на первых порах тотчас же вслед за установлением той или иной зависимости на уроке. Поэтому формальная и счётная сторона вопроса преобладает над физической сущностью вопроса. После того как навыки по использованию зависимости для расчётов окажутся усвоенными, надобность в задачах тренировочного типа по данному вопросу отпадает. В задачах, которые мы будем называть физическими, счётная, сторона отступает по своему значению на задний план, являясь лишь средством для решения того или иного вопроса из физики или её практических приложений. Весьма широкое применение находят себе физические за- дачи, называемые вопросами-задачами, где вычи- слительная сторона обычно совершенно отсутствует. Основною целью физических задач является развитие у, уча- щихся мышления, выражающегося в умении использовать за- коны и закономерности для посильного объяснения наблюдаемых явлений, а также для разрешения некоторых практических во- просов бытового и технического характера. Чтобы выяснить значение физических задач, надо заметить следующее: На уроках обычного типа, когда преподавателем излагается новый материал, учащиеся лишь следят за цепью логи- ческих заключений, развиваемых преподавателем. При этом в основном происходит лишь процесс накопления зна- ний, что является лишь необходимым условием для воз- можности развития у учащихся мышления, и, если развивает его, Ю Е. Н. Горячкин, том I
146 § 33,1 то в незначительной степени. Развитие же этого мышления про- исходит, главным образом, в процессе самостоя те л ь н о й работы учащегося над решением того или иного физического вопроса. Только с того момента, когда учащийся начинает само- стоятельно мыслить по физике, используя имеющийся у него запас знаний, развёртывается процесс создания истинного, «жи- вого», а не только формального знания. У учащегося постепенно начинают зарождаться осознаваемые связи и, если можно так выразиться, «ощущение» связи между усвоенными им на уроке физическими закономерностями и окружающей физической дей- ствительностью, будь ли то явления природы^ или те или иные технические объекты, с которыми учащийся сталкивается в своей жизни. Характерною особенностью умственных процессов при реше- нии физических задач является именно самостоятель- ность мышления, особенно полная, когда учащийся выполняет решение задач как домашнюю работу. При решении задачи на классной доске учащийся точно так же должен оста- ваться самостоятельным; роль учителя при этом заключается лишь в направлении хода мысли учащегося. § 33. Тренировочные задачи 1. Содержание тренировочных задач. Задачи тренировоч- ного характера имеют чисто служебное значение. При решении' их всё внимание учащегося сосредоточивается на выполнении вычислений на основании той или иной известной зависимости между величинами и не усложняется необходимостью поисков пути и приёмов решения. Для содержания и решения тренировочных задач характерны следующие положения: 1) Условие задачи может быть совершенно «отвлечённым» или же «незамысловатым» в физическом отношении. Под «отвлечённым» содержанием следует подразуме- вать такое, когда данные оказываются не связанными с какими- либо конкретными объектами жизненной обстановки. К числу таких задач, например, относятся: I. Найти удельный вес материала, если тело весит 139 Г и имеет объём 53 см3. II. Найти количество теплоты, необходимое для нагревания от темпе- ратуры 20° до 80° куска меди весом в 55 кг. IIL Определить падение напряжения на участке электрической цепи, имеющем сопротивление в 20 омов, если сила тока равна 5 амперам. Очевидно, что и следующие задачи, условия которых хотя и относятся к определённым объектам, являются также трени- ровочными.
§ 33,2 147 IV. Найти сопротивление электрической лампочки, если при напря- жении в 120 вольт сила текущего через неё тока равна 0,5 ампера. V. Определить электрическую мощность, употребляемую мотором при силе тока в 20 ампер и напряжении в 220 вольт. 2) В условии задачи приводятся непосредственно все те величины, которые необходимы для вычисления искомого при помощи данной зависимости. Так, например, во всех приведённых задачах указаны непо- средственно все числовые данные, необходимые для вычисления. Таким образом, решение этих задач можно свести к п о д с та- нов к е данных в выражение (в формулу) соответствующей зависимости. 3) Первые из тренировочных задач по данному вопросу должны сначала соответствовать использованию зависимости в её ос- нов н о м выражении и только впоследствии в её косвенных (производных) видах. Так, в первых из задач используются за- висимости в их основном виде, например: D = ^-; I = -%; P = U-I и т. п. V а и только после овладения техникой вычисления применяются производные формулы: P = V.D и 7 = U=I‘R и = г Р тт Р I — v И и — J . Из всех приведённых выше задач лишь пятая (V) использует зависимость в её косвенном выражении; в остальных применяются основные выражения. 2. Требования к учащимся. Первая из тренировочных задач по данному вопросу решается самим преподавате- лем совместно с учащимися с целью ознакомить их не только с применением зависимости для вычисления, но и с образцом выполнения всех записей. Преподаватель в процессе решения учащимися тренировоч- ных задач должен добиваться выполнения следующих условий: 1) Соблюдения строго определённого распорядка в рассуждениях и в х о д е решения задачи и оформления соответствующих записей (данные, искомое, чертёж, реше- ние, ответ). Более подробное рассмотрение этого вопроса — см. в §§ 39 и 40. 2) Уменья применять для вычислительных целей зависи- мость (формулу) как в основном, так и её п р о из- вод н ы х выражениях х. 1 Конкретные замечания по этим вопросам — см. в методических указаниях (§§ 58—111). 10*
148 § 34,1 3) Уменья пользоваться нужными для решения данными из таблиц (удельные веса, теплоёмкости, сопротивления и т. п.)1. 4) Уменья производить как превращения и раздробления единиц мер, так и записи наименования их в ходе и в результате решения1. 5) Представления о нужной степени точности вычисления1 2. § 34. Физические задачи 1.Основная особенность физических задач. При решении фи- зических задач внимание учащегося должно сосредоточиваться на физической - сущности или смысле рассматри- ваемого вопроса, но не на операциях математического характера. Физическая задача должна ставить вопрос, связывая разнород- ные факты или устанавливая в конкретном случае, изложенном в условии, какой-либо новый взгляд на изученные явления. Вы- числительная же сторона, если она и не отсутствует, должна явиться завершающим этапом после того, как физическая сто- рона вопроса окажется по существу решённой, т. е. ход вычис- ления найденным. Применение находят также такие физические задачи-вопросы, в которых разрешение физического вопроса происходит совсем без вычисления. Таким образом, характерная особенность физических задач состоит в том, что учащийся должен применить вполне самостоятельн щ/е умозаключения, или, дру- гими словами, своё соображение для нахождения пути ре- шения или для использования результата вычисления, в целях выяснения того или иного физического вопроса. Для иллюстрации сказанного приведены примеры физиче- ских задач (различной степени трудности): I. Найти вес сосновой доски длиной в 4 м, толщиной в 5 см и шириной в 25 см. В данной задаче нет никаких прямых указаний о необходи- мости применения здесь «формулы» удельного веса. Учащийся должен об этом догадаться, что оказывается для него не простым делом, тем более, что и объём доски приведён в условии в «за- маскированном» виде. II. Садовая дорожка имеет в ширину 2 м. На какую длину можно по- крыть эту дорожку слоем песка в 0,5 см толщины, если песок доставлен трёхтонным грузовиком, нагруженным до своего предела? 1 Конкретные замечания по этим вопросам — см. в методических ука- заниях (§§ 58—111). 2 Вопрос об этом достаточно ясно и полно изложен для учителя в ввод- ной главе о приближённых вычислениях в задачнике Цингера. См. также указания в т. II, § 59, 3.
§ 34,2—3 149 Эта задача также требует сначала обдумывания для нахож- дения пути её решения и, в частности, является более трудной по сравнению с задачей I. III. Сможет ли расплавиться кусок льда весом в 50 а, опущенный В 200 г воды, имеющей температуру 20 °? Необычная для учащегося постановка вопроса, привыкшего по большей части результатом считать ту или иную численную величину, не позволяет данную задачу рассматривать как тре- нировочную. Задача требует особого рода соображений. IV. Сопротивление нагревательного элемента у электрического чайника равно 24 омам. Найти его мощность при напряжении в 120 вольт. См. указание к задаче II. 2. Значение решения физических задач. Подытоживая сказан- ное выше в разделе 1, сформулируем положения, характери- зующие значения решения задач: 1) Решение .задач способствует раскрытию физической сущ- ности изучаемого материала. 2) Решение задач позволяет углубить и расширить имею- щиеся у учащихся физические знания. 3) Решение задач позволяет ввести формулы сначала как «метод сокращённых обозначений» арифметических действий. 4) Решение задач стимулирует учащихся к применению физи- ческих законов для самостоятельного объясне- ния явлений. 5) Решение задач способствует применению физиче- ских знаний для тех или иных практических случаев. 6>) Решение сначала тренировочных, а затем и физических задач вооружает учащихся навыками по технике вычис- ления. 7) Наконец, решение задач в значительной мере способствует закреплению в памяти физических законов, понятий и определений. 3. Приёмы решения. Рассмотрим, какие приёмы приме- няются при решении физических задач и каким образом задачи могут быть классифицированы согласно применению этих приёмов. 1) Задачи, требующие экспериментального раз- решения, заключающегося в производстве опытов или тех или иных измерений или же-, наконец, в наблюдении явления в есте- ственных условиях1. 1 Лабораторные работы не могут быть причислены к рассматриваемой группе задач, так как их основной целью является сообщение учащимся навыков чисто экспериментального характера. Но одновременно некоторые из них можно рассматривать как задачи — по крайней мере те, которые предпринимаются в целях наблюдения какого-либо нового явления или измерения константы.
150 § 34,3 К числу таких задач, например, относятся следующие: I. Как станет двигаться по столу кольцо от салфетки, если на него на- жать пальцем так, чтобы оно выскользнуло из-под пальца (рис. 79)? Наблюдаемое явление объяснить. Задача может быть разрешена только посредством опыта, так как результат окажется совершенно новым и, более того, неожиданным для учащихся. Коль- цо прокатится вперёд и затем воз- вратится назад. Для нахождения правильного объяснения придётся проделать несколько опытов и рас- следовать их. II. Какой из законов оптики оказы- вается справедливым и в механике и может быть применён к мячу, ударяющемуся и отражающемуся от стенки? Рис. 79. Как станет двигаться кольцо при нажиме на него пальцем (к задаче I). Задача явно требует эксперимен- тального решения на местности с измерением «углов падения и отражения». III. Определите удельное давление своего тела, если вы стоите на полу обеими ногами. Задача, как это легко видеть, может быть разрешена только после определения экспериментальным путём площади опоры ботинок, т. е. после производства некоторого измерения (рис. 80). IV. Где зимой во время сильных морозов образуется иней — сверху, посредине или снизу и на какой сторойе двери, ведущей из тёплого поме- щения в холодное? Объясните явление. Явление мало или вовсе неизвестно для учащегося, почему оно требует прежде всего своего наблюдения. Решение заключается в объяснении причины фактов образования инея сверху и снизу двери. Такие задачи, требующие для своего решения производства опыта, измерения или наблюдения, могут быть с полным правом названы задачами экспериментальными. Они находят себе применение, главным образом, в заданиях учащимся н а д о м, о чём см. в методических указаниях (§§ 58—111). Воз- можно также решение некоторых из них в классе; но они оказы- ваются более подходящими для внеклассных занятий (кружки, вечера физики и т. п.). Важная значимость экспериментальных задач заключается в том, что они приучают пользоваться для решения тех или иных физических вопросов опытами и наблюдениями.
§ 34,3 151 2) Задачи, требующие для своего разрешения применения лишь одного соображения без использования расчётов математического характера, эксперимента и т. п. Эти задачи могут быть названы задачами-вопро- сами. Кроме того, их иногда, может быть несколько неудачно, называют задачами на соображение, а также смысловыми за- дачами. Подробная характеристика и примеры этих задач, име- ющих огромное значение в преподавании физики, даны в § 35. Рис. 80. Определение площади опоры ботинка по клетчатой бумаге (к задаче 111). 3) Задачи, требующие для своего решения применения ариф- метических или алгебраических операций. В данном типе задач производится то или иное вычисле- ние арифметическим путём или же используются алгебраиче- ские формулы и уравнения. Это наиболее распространённый и общеизвестный тип задач. С полным правом такие задачи могут быть названы вычислительными физическими задачами. Типичные примеры таких задач были приведены в § 34, 1, где также указаны признаки, отличающие их от трени- ровочных задач. Особое значение среди тренировочных задач имеют задачи, требующие составления уравнений, что вполне возможно в 7 классе. 4) Задачи, нуждающиеся вграфическом решении или требующие для решения обязательного применения чертежа. К числу таких задач, например, относятся: V. Найти, на каком расстоянии от выпуклой линзы получится изобра- жение предмета, если её главное фокусное расстояние равно 20 см и предмет помещён на расстоянии 30 см от линзы. Определить также, во сколько раз изображение по своим размерам будет больше или меньше предмета.
152 § 34,3 Так как учащимся 7 класса остаётся неизвестной зависи- мость: F ~ d + f ’ то для своего решения задача требует построения соответству- ющего чертежа и нахождения результата посредством измере- ния (рис. 81). Рис. 81. Построение для определения расстояния изображения и его увеличения (к задаче V). VI. Определить графическим путём силу света от лампочки в 60 ватт на 120 вольт при напряжениях в 95 вольт и НО вольт Данная задача неразрешима элементарным аналитическим путём; её предлагается решить графически длд ознакомления учащихся с назначением графиков при технических расчётах. Вопрос о применении графики при решении задач рассмотрен в § 37. Таким образом, если вступить на путь классификации по при- меняемым способам решения, то физические задачи могут быть разделены на экспериментальные, за- дач и-в опросы, задачи с вычислением, или вычисли- 1 Данная задача потеряет свою «отвлечённость» и станет конкретной, если поставить учащихся в известность, что она объясняет сильное умень- шение силы света лампочек при сравнительно небольших уменьшениях напряжения в осветительной сети.
§ 34,4 153 тельные, и задачи с использованием графики. Само собой разумеется, что нельзя (и не нужно) проводить строгого разграничения задач согласно данной классификации — тем более, что некоторые задачи требуют для своего разрешения применения и тех и других способов вместе. 4. Содержание условий задач. Рассмотрим, какое содержа- ние в тексте'своего условия могут иметь задачи по физике. В тренировочных задачах содержание не имеет существенного, вер- нее, определяющего значения; его нельзя, однако, признать без- различным, как это было уже выяснено (§ 33,1). В задачах физического характера содержание имеет первостепенное значение и определяется их непосредственным назначением или целевой установкой. Прежде чем переходить к характеристике содержания физи- ческих задач, следует заметить, что для возрастного состава и развития учащихся школы-семилетки содержание не может яв- ляться «отвлечённым», но должно так или иначе конкрети- зировать вопрос, поставленный в задаче. На данном этапе развития учащиеся в массе— большие «реалисты», и хотя их можно заставить решать вопросы, не имеющие прямой связи с окружающей жизнью и практикой, но за- интересовать такими вопросами нельзя. Содержание условий задач должно быть таково, чтобы учащим- ся было ясно, какое значение может иметь решение подобной за- дачи. При этом в некоторых случаях в целях развития или объ- яснения содержания преподавателю приходится сказать хотя бы несколько слов, а иногда демонстрировать картинки и другие учебные пособия. Удачное содержание скажется не только на повышении инте- реса со стороны учащихся, но главное — позволит им узнать нечто новое или «физически» осмыслить уже известное. Нужно признать, что преподаватель поступил бы безусловно правильно, если бы, например, условия следующих задач: VII. Какая часть объёма плавающего льда находится под водой? VIII. Груз в 70 кГ в течение 25 сек. поднят на высоту .20 м. Найти совершённую механическую работу и мощность. IX. Динамомашина даёт ток в 200 ампер при напряжении в 120 вольт. Рассчитать мощность двигателя, приводящего в действие динамомашину, если её к. п. д. равен 80%. видоизменил таким образом: X. Какая часть объёма у плавающих в северных морях айсбергов (ледяных гор) находится под водой и какая над водой (рис. 82)? XI. Человек весом в 70 кГ быстро взбежал в течение 25 сек. на пятый этаж дома, расположенный на высоте 20 м (от поверхности Земли). Какая механическая работа совершена и какая мощность развита человеком? XiI. Для определения мощности автомобильных двигателей их застав- ляют вращать динамомашину, причём измеряют напряжение и силу даваемого ею тока. При таком испытании динамомашина дала ток в 200 ампер при
154 § 34,4 напряжении в 120 вольт. Рассчитать мощность двигателя, если к. п. д. динамом^дшны равен 80%. Благодаря такому видоизменению условий задачи становятся «жизненными», причём ни физическая, ни расчётная сто- роны нисколько не умаляются. При этом учащиеся на основании буквально нескольких объяснительных слов преподавателя уз- нают: а) почему небольшие по своему виду айсберги представляют грозную опасность для пароходов (гибель парохода «Титаник»); б) что человек на короткое подводной и надводной частей айсберга (см. также рис. 48) (к за- даче X). время может развивать мощность до 1 л. с. и более; в) каким сравнительно про- стым и, главное, понятным для учащихся способом может быть измерена мощность двигателя. Всё это оказывается тем более важным, что одной из основных целей преподавания физики- яв- ляется установление связей между физикой-нау- кой и жизнью, подразуме- вая под этим природу, технику и практику быта. Посмотрим теперь в связи с принятыми установками (§ 34, 2), каково может быть содержание физических задач. В некоторых методиках имеет- ся тенденция произвести разде- ление задач на физические и тех- нические или даже производст- венные, понимая под последними «те задачи, которые ставятся и решаются в конторах — цехо- вых, заводских и технических» 1. По этому поводу надо заметить следующее. Решение техниче- ских или производственных задач в том виде, как они решаются инженерами и техниками, является безусловно недоступным и ненужным для учащихся не только при изучении первого, но и второго концентра физики. Действительно, в технике всякого рода расчёты производятся по большей части совершенно иными способами и путями по сравнению с теми, которыми пользуются в школе на основе элемен- тарных научных знаний. При технических расчётах производст- 1 И. И. С о к о л о в, Методика физики, стр. 117.
§ 34,4 155 венного характера в большом ходу применение формул, по боль- шей части эмпирических и отличных от зависимостей, получен- ных теоретическим путём, применение графиков, номограмм, таблиц и т. п. Расчёты производственного характера выполняют- ся формально и механически. Так, например, инженер не станет рассчитывать электрическое сопротивление провода или паде- ние напряжения в нём по формулам: u=i-r, 1 о а возьмёт необходимые данные из соответствующих таблиц или графиков. Ознакомление же с некоторыми элементами технических рас- чётов, которые возможно привести в задачах, отнюдь нельзя счи- тать за приёмы решения этих вопросов в технике. Разберём содержание физических условий только длй тех задач, которые требуют для своего решения вычислений. О за- дачах-вопросах — см. § 35. 4 1) Содержание задачи чисто физическое, безотноситель- но к каким-либо вопросам практического характера. В этих задачах ставится тот или иной вопрос из физики, и решение его приводит к увеличению и конкретизации знаний по физике. К числу таких задач относятся III, IV (§ 34,1), I, II, III и V (§.34,3). В частности особое значение имеют физические задачи, ис- пользующие связи между различными разделами курса. Такими задачами, например, будут: XIII. До вгакой высоты следует налить ртуть в стакан, чтобы её удель- ное давление на дно оказалось равным 1 технической атмосфере? В данной задаче применяются сведения из трёх разделов: удельный вес, давление весомой жидкости и учение о газах (оп- ределение технической атмосферы). XIV. На сколько нагревается вода в водопаде, в котором она падает с высоты 70 м г? Для решения задачи требуется знать связь между учениями о теплоте и механической работе. XV. Какое количество пара в 1 час даёт электрический кипятильник, если сила тока равна 100 амперам при напряжении в 220 вольт? Задача затрагивает вопросы из разделов: парообразование и закон Джоуля-Ленца. 2) Историческое содержание задачи. Та- кое содержание способствует повышению интереса со стороны учащихся и ведёт к ознакомлению их с некоторыми сведениями из истории физики. Однако, количество задач этого типа, требующих вычисления, 1 В предположении, что вся работа падения переходит в теплоту.
156 § 34,4 весьма ограничено; большинство из них принадлежит к числу задач-вопросов. Рис. 83. Картинка из средневековой книги, служившая для опровержения шарообразности Земли. XVI. Определить, из какого металла — серебра или золота — состояла корона, переданная царём Гиероном учёному Архимеду для ис- следования, если предположительно вес её принять равным 2,8 кГ, а объём 200 см3, XVII. Учёный Аристотель, живший в IV в. до н. э., обна- ружил, что кожаный мешок, надутый воздухом, и тот же мешок без воздуха, сплющен- ный, имеют одинаковый вес. На основании этого правильного опыта он сделал неверный вывод, что воздух не имеет веса. Разъяс- ните, почему такой вывод неве- рен. XVIII. В средние века для опровержения учения о шарооб- разности Земли приводился та- кой рисунок (рис. 83). Объясните, почему этот рисунок не может служить опровержением. XIX. Какой груз нужен для разделения полушарий в опыте Герике (рис. 4), если поверхность их была равна (предположитель- но) 0,14 м2? 3) Содержание задачи от- носится кфизическим явлениям в природе, типа — в ознакомлении и объяснении некоторых явлений, наблюдаемых в природе, в естественных условиях. К числу таких задач, например, относятся следующие: Цель задач рассматриваемого XX. Определить удельное давление воды 1 в самом глубоком месте около Филиппинских островов, где глубина достигает 10 830 м. Большинство задач данного типа относится к числу задач-во- просов, так как они содержат мало вычислений. 4) В содержании задач рассматриваются вопросы быто- вого характера. Такие задачи служат для объяснения; практических приёмов, применяемых в быту, а также для рассмотрения вопросов из области бытовой техники: XXI. Какие дрова — сосновые или берёзовые — выгоднее покупать на вес (на килограммы) и по объёму (на кубометры) 2? 1 2 1 Для упрощения плотность воды на различных глубинах можно при- нять одинаковой. 2 Теплотворная способность дров: берёзовых 3150 ккал и сосновых 3200 ккал на килограмм.
§ 34,4 157 XXII. Сколько керосина сгорит в примусе при нагревании 2 л воды в кастрюле от 10° до кипения? К. п. д. примуса считать равным 40%. 5) Содержание задачи относится к вопросам тех- ники. Такие задачи предназначены для ознакомления с элемента- ми технических расчётов, а также для показа связи между физи- кой и техникой. Такими за- дачами являются, например, следующие: ХХШ. Пробковый спаса- тельный круг весит 12 кГ. Какой груз на воде способен удержать этот круг при погружении в воду на половину? XXIV. Воздушный шар объё- мом в 1500 м3 наполнен водоро- дом. Оболочка и гондола весят 250 кГ. Скольких человек может поднять шар? XXV. Сколько времени дол- жен работать насос мощностью в 50 киловатт, чтобы из шахты глубиной в 150 ле откачать 200 м3 воды? XXVI. Двигатель внутрен- него сгорания имеет к. п. д., рав- ный 20%, и развивает мощность в 50 л. с. Определите количество керосина, сжигаемого двигателем за 1 час. XXVII. Сколько лампочек мощностью в 40 ватт может быть зажжено от колхозной электро- станции, если мощность водя- ной турбины равна 100 л. с. и к. п; д. установки 70%? 6) Содержание задачи от- ражает успехи н а ш е- Рис. 84. Гондола стратостата (к зада- че XXVIII). го социалистического строительства. Материал для таких задач приходится черпать самому пре-, подавателю из текущей периодической печати, так как встречаю- щийся в учебниках и задачниках оказывается обычно уже уста- ревшим. Примерами задач рассматриваемого содержания явля- ются: XXVIII. Советские воздухоплаватели на стратостате «СССР» в 1933 г. поднялись на высоту 19 км (рис. 84). Найти по графику давление атмосфер- ного воздуха на этой высоте. XXIX. . Труду скольких рабочих станет соответствовать мощность Днепровской гидро-электростанции, когда после восстановления разру- шений, причинённых войной, мощность её будет равна 558 тысячам кило- ватт? Мощность рабочего при 8-часовом рабочем дне считать равной 0,1 л. с.
158 § 35,1 7) Содержание задачи включает данные из обла ети воен- но г о де л а . Целью таких задач является показ применения физики в военном деле. К числу задач подобного типа относятся, например, такие: . XXX. С какой средней скоростью опускался парашют с бойцом, если е высоты 1,5 км боец спустился на землю в течение 5 минут? XXXI. Сколько поплавков нужно для переправы через реку артил- лерийского орудия, весящего 1500 кГ? Вес поплавка равен 2,1 кГ и его объём 63 дм3*. При решении задач по вопросам техники следует производить показ соответствующих картинок из книг, что конкретизирует условие и способствует значительному повышению интереса к задаче. § 35. Задачи-вопросы 1. Значение задач-вопросов. Задачи-вопросы представляют собой разновидность физических задач, характеризующуюся полным отсутствием вычислений при их решении. Прежде всего следует провести разграничение между вопро- сами повторительного характера и вопросами, являю- щимися своеобразными задачами качественного по- рядка и требующими решения. Вопросы повторительного характера задаются учителем на уроке или приводятся в учебниках. Служат они для проверки, насколько учащцмися усвоен изученный материал. Эти вопросы обычно не содержат в себе требований для самостоятельных за- ключений и поэтому по ответам большей частью можно судить лишь о формальном усвоении знаний. Типичными вопросами повторительного характера являются, например, по теме «Свойства жидкости» такие: Какими свойствами жидкости отличаются от твёрдых тел? Какую форму имеет поверхность жидкости? Какие сосуды называются сообщающимися? Приведите примеры. Как устанавливаются уровни жидкостей в сообщающихся сосудах? Как устроены водомерные стёкла и где они применяются? Вопросы-задачи требуют не только формальных знаний, но и уменья использовать эти знания для объяснения каких-либо проявлений в природе, быту, технике и т. п. физических законо- мерностей, изученных учащимися. Вопросы-задачи нуждаются в построении логических умозаключений* и самосто- ятельного вывода. Вопросы-задачи являются также хорошим критерием для суждения о том, являются ли знания только формальными, т. е. для заключения о степени формализма знаний. Характерно, что при формализме знаний решение задач-вопросов оказывается для учащихся более трудным, чем задач с вычислениями.
§ 35,2 i5a Отсюда следует огромная значимость задач-вопросов как дей- ственного средства для борьбы с формализмом. По- этому и особой заботой преподавателя при подготовке к уроку является подбор таких вопросов. 2. Содержание задач-вопросов. Задачи-вопросы по содержа- нию условий могут быть разделены на те же группы, что и фи- зические задачи вычислительного характера (§ 34,4). Здесь, од- нако, содержание задач-вопросов удобнее рассмотреть с не- сколько иной точки зрения. 1) Задачи-вопросы прежде всего могут относиться к кругу явлений в природе или в быту, которые уже знакомы уча- щимся или могут ими наблюдаться, например: I. Зачем зимою тротуары посыпают песком или золою? II. Почему при очень сильных морозах коньки не так легко скользят по льду? III. Почему «на ощупь» железо при холодной погоде кажется более холодным, чем дерево? IV. Почему летом на солнце в чёрной рубашке жарче, чем в белой? V. Почему к утру мороз в ясные ночи сильнее, чем когда небо закрыто облаками? 2) Значительное количество задач-вопросов ставится для вы- яснения физической сущности различных практи- ческих приёмов, применяемых в быту, например: VI. Зачем при недостатке керосина и коротком фитиле в лампу при- ходится наливать немного воды? VII. Какие меры может принять хозяйка, чтобы суп в кастрюле оста- вался возможно дольше горячим, а мороженое не так быстро растаяло? VIII. Почему нельзя жарить картофель, мясо, пироги и т. п. без масла? IX. Почему сальной тряпкой нельзя вытирать пролитую воду? X. Почему, если сверху настольной лампы—электрической или керо- синовой — сделать белый абажур, на столе станет светлее? 3) Особую группу образуют задачи-вопросы, относящиеся к некоторым конструктивным особенностям предметов обихода, м а ш и н и технических конструкций, которые или уже известны учащимся или смогут быть легко замечены. Приме- рами таких вопросов являются: XI. Почему острый нож режет, а тупой нет? XII. Зачем ручки у самоваров, сковородок, утюгов, Щипцов для за- вивки волос и т. п. делают из дерева? XiII. Зачем «шарик» у наружных термометров защищают крышкой от прямых лучей Солнца? XIV. Зачем у грузового автомобиля задние колёса делаются двойными? XV. Зачем у боевой винтовки ствол частью закрыт деревянной на- кладкой? XVI. Больному два раза подряд поставили термометр: один раз, совсем стряхнув ртуть, и другой раз, стряхнув не до конца, так, что столбик показывал температуру 36,8°. Какую температуру в том и другом случаях показал термометр, если температура больного была 37,4°? Что показал бы термометр, если температура больного была 36,4°?
160 § 35,2 4) В некоторых задачах-вопросах учащиеся знакомятся с новыми для них физическими явлениями или особенностями конструкций и затем дают объяснения. При таких вопро- сах нередко приходится прибегать для наглядности к показу соответствующих картин. К данному типу вопросов относятся, например, такие: XVII. Зачем стены у каменных зданий делаются в нижнем этаже шире, чем в верхних? Почему фундамент зданий всегда шире его стен (рис. 85)? XVIII. Для отделения зёрен ржи от ядовитых рожков спорыньи можно высыпать зёрна ржи со спорыньёй в воду. Те и другие потонут. Добавляя к воде соли, можно добиться, что зёрна ржи останутся, в воде, а рожки всплывут. Объясните это явление. XIX. Если прикрепить к деревянной дощечке металлические кнопки или буквы от галош, покрыть их листом бумаги, а затем подержать над пламенем, то бумага над деревом почернеет, а над кнопками и буквами останется белой (рис. 86). Почему? XX. Почему вольтова дуга погаснет, если к её пламени поднести полюс сильного магнита? XXI. Зачем ствол пулемёта помещён в кожухе, заполненном водой (рис. 87)? XXII. Почему у глубоководной рыбы, поднятой на поверхность моря, так сильно раздувается плавательный пузырь (рис. 88)? XXIII. Объясните действие кольцевой смазки в подшипнике (рис. 89). 5) Йекоторые вопросы-задачи для своего решения требуют ознакомления по табличным данным с некоторыми величинами или же ориентировочных расчётов. Такими во- просами, например, будут: XXIV. Какие металлы плавают в ртути и какие тонут? XXV. Какие провода летом в жару провиснут сильнее — медные или железные? XXVI. Почему медные провода не пригодны для намотки реостатов? 6) Совершенно особый характер имеют вопросы-задачи, в ответе на которые учащийся должен предсказ.ать явле- ния. При этом для большей наглядности и сокращения текста условий задачи прилагается рисунок. Подобные рисунки и текст заранее заготавливаются (рисуются или вырезаются из старых книг) преподавателем и раздаются учащимся для состав- ления письменных ответов. Примерами таких задач могут служить следующие: X^VII. Какая из двух мензурок, показанных на рисунке 90, позволит точнее измерить объём тела — малого и крупного? XXVIII. Что произойдёт, если гирю, помещённую в воде, накрыть стаканом, заполненным воздухом (рис. 91)? XXIX. В какую сторону отклонится магнитная стрелка, если провод, по которому идёт ток, согнуть вдвое (рис. 92)? XXX. Какие показания дадут динамометры, если к их крючкам под- вешены гири одинакового веса (рис. 93)? XXXI. На крупных пароходах, плавающих в реках и морях, отме- чаются* допустимые глубины погружения (ватерлинии), обозначаемые
87. Устройство кожуха вокруг ствола у Рис. 88. Глубоководная ры- ба, поднятая на поверхность моря (к задаче XXII). Рис. с . ± v станкового пулемёта (к задаче XXI). С Масло Рис. 90. К задаче XXVII. Рис. 89. Устройство подшипника с коль- цевой смазкой. С — вал; D— вкладыш; В — кольцо (к задаче XXIII). 1 1 Е. II. Горячкин, том I Рис. 91. К задаче XXVIII. Рис. 92. К задаче XXIX.
162 § 35,2 Рис. 93.’ К задаче XXX. буквами (рис. 94). -Укажите, ка- кая метка соответствует воде: 1) в реке, 2) в море летом, 3) в море зимой. Условия этого типа во- просов-задач должны быть таковы, чтобы ответы на них требовали самостоя- тельных заключений учащихся; иначе вопросы утратят своё основное на- значение и превратятся в вопросы повторительного ха- рактера. Так произойдёт в случае, когда учащийся уже раньше ознакомлен с явлением на уроках в виде демонстрации или в соответствующем рассказе преподавателя. Только н о- в о е, неизвестное сле- дует вводить в вопро- сы-задачи, но при этом совершенно посильное для разрешения на ос- новании уровня знаний и развития учащихся. Тогда именно самостоя- тельность заключения учащихся и станет ха- рактеризовать, на- сколько учащиеся овла- дели полученными зна- ниями по существу и способны прилагать их не только для объясне- ния, но и для пред- видения явлений. Такова особенность во- просов-задач этого ти- па, отличающая их от всех остальных. По- скольку в задачниках подобные задачи-вопро- сы можно найти в весь- Рис. 94. Регистры Ллойда (к задаче XXXI). FW—Пресная вода (Fresck Water). YS— Индийский океан (Jndia Summer). S — Солёная вода летом (Summer). W — Солёная вода зимой (Winter). WNA—Сев. Атлантический океан зимой. ма незначительном ко- личестве, постольку составлять их и офор- млять приходится са- мому преподавателю.
§ 36 163 При сохранении текста и рйсунков в кабинете составится своеобразная картотечка, проверяемая на опыте работы, и как раздаточный материал окажется исключительно полезной при проведении контрольных работ и на экзаменах. § 36. Занимательные задачи Как показывает практика, на вечерах занимательной физики значительный интерес вызывает решение физических задач, если условиям их придать занимательный характер. Юмор, шутка, парадокс, необычность формулировок — непре- менные условия, чтобы решение задач явилось действительно развлечением для учащихся и в то же время принесло им зна- чительную пользу. Занимательные задачи приходится составлять самому препо- давателю; однако, некоторые из них можно взять из многочис- ленных книг Перельмана по «Занимательной физике». Источниками могут служить также некоторые журналы: «Тех- ника молодёжи», «Знание — сила» и др. Занимательность может быть обусловлена парадо- ксальностью постановки вопроса в условии или полной неожиданностью результата. I. Почему нельзя считать, что американские писатели допускают ошибки, когда пишут: «Я измерил себе температуру и не без удовольствия увидел, что у меня 104°» (Генри, Охотник за головами). «В одиннадцать часов утра термо- метр показывал семьдесят градусов» (Джек Лондон, Золотая зорька). II. Сравнйть удельное давление величайшего американского небо- скрёба, равное 13 , с удельным давлением человека (вес 70 кГ), стоящего см2 одной ногой на двухкопеечной монете. Для занимательных задач условиями‘могут служить цитаты из литературных произведений, например: III. Правильно ли рассуждал «Войска Донского отставной урядник из дворян» в рассказе А. П. Чехова «Письмо донского помещика Степана Владимировича N к учёному соседу д-ру Фридриху»: «Другое открытие. Отчего зимою день короткий, а Н(1чь длинная, а летом наоборот? День зимою оттого короткий, что, подобно всем прочим предметам видимым и невидимым, от холода сжимается и оттого, что солнце рано заходит, а ночь от возжения светильников и фонарей расширяется, ибо согревается». IV. Объясните явление, описанное Н. В. Гоголемв «Повести о том, как поссорился Иван Иванович с Иваном Никифоровичем»: «Комната, в которую вступил Иван Иванович, была совершенно темна, потому что ставни были закрыты, и солнечный луч, проходя в дыру, сде- ланную в ставне, принял радужный цвет и, ударяясь в противостоящую стену, рисовал на ней пёстрый ландшафт из очеретяных крыш, дерёв и раз- вешенного на дворе платья, всё только в обращённом виде». 11*
164 § 86 Рис. 95. К задаче V. Особый интерес вызывают у учащихся разгадывание ребусов, головоломок и нахождения решения из условий, изо- бражённых на картинках. К числу таких задач-вопросов относятся; V. Разгадайте ребус (рис. 95). VI. Откуда дует ветер (рис. 96)? Рис. 96. К задаче VI.
§ 37 165 VII. Каким простым способом довольно точно определить размеры дирижабля (рис. 97)? § 37. Задачи с применением графиков Задачами с применением графиков называются или такие, результатом решения которых является чер- тёж, или такие, решение которых производится при помощи графических построений. При решении таких задач должно не только поощрять, но и в некоторых случаях обязательно требовать применения линей- ки и циркуля при черчении, а также строгого выполнения масштаба. Основными видами задач с применением чертежа являются следующие типы: 1) М а с ш т а б. Уча- щиеся получают ознаком- ление с применением мас- штаба на уроках матема- тики. Преподаватель физи- ки нередко должен поль- зоваться построениями в определённом масштабе, главным образом, графи- ков. Поэтому, в целях укрепления знаний уча- щихся о масштабе, при первых занятиях по физи- Рис. 97. К задаче VII. ке следует дать упражне- ния на построение в масштабе и на определение величин по масштабу. К чцслу типичных задач, где требуется применение масштаба, относятся, например, такие: I. Определите высоту зданий (по рисунку, прилагаемому преподава- телем), изображённых в масштабе. II. Постройте изображения двух.сил величиной в 5 кГ и 2 кГ, прило- женных к одной точке и действующих под углом в 90°.. III. Рычаг первого рода имеет плечи, равные 50 см и 10 см, Сделайте чертёж и изобразите в масштабе большую силу, если меньшая сила равна 5 кГ и рычаг находится в равновесии. 2) Диаграммы. Построение диаграмм в их простейшем виде поручается учащимся как для запоминания некото- рых физических величин, так в основном для наглядного пред- ставления о соотношениях этих величин между собой. Примерами могут служить диаграммы удельных весов, теплоём- костей, сопротивлений и т. п. (рис. 42). Возможно также составление более сложных диаграмм, где необходимы предварительные вычисления. Такими, например, являются диаграммы для веществ, взятых в одинаковых количе-
166 5 38,1 ствах по весу, имеющих одинаковое электрическое сопротивление и пр. Вопрос о построении диаграмм рассмотрен в § 21 и более под- робно— в.т. IV, § 27. 3) Графики. Построение графиков поручается учащимся для изучения метода графических изображений как средства для наглядного представления об изменении физических ве- личин. К числу подобных задач относятся построения графиков: температуры больного (рис. 62), изменения температуры при на- гревании воды до кипения (рис. 41), при плавлении и отверде- вании, зависимости силы тока от напряжения и т. п. После построения графика ученику поручается произвести нахождение тех или иных величин функции для не- которых промежуточных значений аргумента (см. за- дачиУ! и XXVIII, §34, 3 и4). В частности, весьма полез- Рис. 98—99. К задаче X. ным оказывается ознакомле- ние учащихся с пользова- нием железнодорожным рас- писанием хода поездов в виде графика. О построении графиков— см. § 20 и т. IV, §§7,2 и 28. 4) Задачи на построение применяются, главным образом, в оптике. Задачу V (§34, 3) и подобные ей следует счи- тать физическими; обычные же задачи на построение изображе- ний с линзами и зеркалами — тренировочными. 5) Схемы. Вычерчивание схем в качестве задач приме- няется при изучении электрической цепи. Типич- ными задачами по данному вопросу будут, например, такие: IV. В цепи батареи включены параллельно три электрические лам- почки. Нарисуйте схему включения двух выключателей, из которых* один управлял бы двумя лампами одновременно и другой — одной третьей лампой. V. На рисунке 98—99 показано расположение батареи С, двух звонков Ли Ви двух кнопок а и Ъ. Начертите, как должны быть они соединены про- водами, чтобы кнопка а управляла звонком А и кнопка Ъ — звонком В. О применении графика при решении задач — см. т. IV, § 7, 2. § 38. Математика на уроках физики 1. Объём математических знаний. Прежде чем переходить к рассмотрению вопроса о пользовании математикой при решении задач, следует выяснить, какие математические сведения нужны для успешного прохождения первого концентра физики.
§ 38,2 467 Объём геометрических знаний, приобретаемых учащимися на уроках математики, оказывается вполне достаточным, так как геометрические сведения в незначительной степени используются при изучении курса физики. Пожалуй, единственной претензией, предъявляемой к преподавателю математики, является уменье учащимися вычислить величину площади круга и объ- ёма цилиндра. Нужда в этом проявляется с самого на- чала курса» физики (удельный вес, давление), поскольку при ре- шении задач в качестве объектов желательно использовать ци- линдрические тела, каковы: проволока, брёвна, колонны и т. п. Совершенно необходимым оказывается уменье вычислять пло- щадь круга для определения площади поперечного сечения про- волоки по диаметру при рассмотрении вопроса об электриче- ском сопротивлении проводников. Весьма важным оказывается, чтобы учащиеся на уроках математики овладели общими геоме- трическими представлениями, что безусловно нужно при состав- лении чертежей и различного рода графиков. Так же, как и по геометрии, невелики должны быть сведения и по алгебре; достаточным оказывается уменье оперировать с зависимостями вида: Ь к а = — и о = а-с ' с (удельный вес, давление, закон Ома, механические — работа и мощность, к. п. д., электрические — мощность и работа) и так- же уменье репщть уравнения первой степени (калориметрия). Наиболее же сложными в математическом отношении из всех являются зависимости: K = p-L и Q=0,24-IiRt. Сравнительно незначительные требования по отношению к алгебре объясняются прежде всего тем, что в первом концентре физики математический диализ изучаемого вопроса не приме- няется для установления физических закономерностей, как это делается в некоторых случаях в 8—10 классах. Кроме того, в школе-семилетке решение задач по причинам, выясненным далее (§ 38, 2), в основном производится арифметическим путём. 2. Введение формул и их применение при решении задач. Введение алгебраических ’формул для выражения количествен- ных соотношений между физическими величинами требует край- ней осторожности во избежание формализации знаний. Однако, если без применения формул можно было и обойтись, то только в 6 классе, в 7 же классе при изучении законов тока введение формул совершенно неизбежно. Действительно, такие сложные^ зависимости, как, например,
16S § 38,2 закон Джоуля-Ленца, вряд ли могут быть выражены иначе, нежели формулами: Q = 0,24 • UIt или Q 0,24 • I2Rt. Но к пользованию формулами как символикой сокращённых обозначений вполне возможно и, более того, нужно прибегать в 6 классе, однако, только после того, как изучаемая зависимость окажется разъяснённой и усвоенной. Методика введения алгебраических обозначений физических величин и соответствующих формул подробно рассмотрена в мето- дических указаниях (§§ 58—111). Здесь же мы заметим, что за- пись величин в установленной зависимости сначала произво- дится словами, например: Хт „ вес D напряжение Удельный вес = -^г-; Величина тока = ---------------- объем сопротивление и т. п. Только после того как учащиеся после повторения ряда та- ких записей сами прибегнут к сокращению наименований, запи- сывая, например, так: вес напр. Уд. в.= _, ; В. тока =-----— и т. д., м об. ’ сопр. " 9 можно ввести буквенные обозначения величин и соответствующие формулы: ТА Р т и D~Tr и 1=—и т.п. v а Таким образом, формула для учащихся семилетки является не чем иным, как обозначением тех арифметических (или алгебраических) действий, которые должны быть про- изведены с теми или другими данными величинами для отыска- ния искомой величины. Вскрытие же физической сущности во- проса на основе выражения её математической зависимостью недоступно для учащихся 6 и 7 классов. Поэтому сколь угодно твёрдое знание формулы и уменье пользоваться ею для решения задач отнюдь не является показателем, что учащиеся уясняют себе физическую сторону вопроса. Как показывает практика, нередки случаи безупречного пользования формулой при полном непонимании тех физических закономерностей, которые в ней вы- ражены. По изложенной причине при решении задач в первом концентре физики следует требовать арифметического пути, под- разумевая под этим последовательные рассуждения на основа- нии физических знаний. Так, например, при подсчётах количества теплоты использо- вание формулы: Q cm (Z2 — tx)
§ 38,2 169 недопустимо до тех пор, пока все учащиеся в совершенстве не овладеют такими общеизвестными рассуждениями: 1 г меди при нагревании на 1° требует 0,09 кал 20 г » » » 1° » 0,09-20 кал т г » » > » 1° » ст кал 20 г » » » » 500° » 0,09-20-500 кал т г » » » » (Z2—G)° » c*m»(t2 — 1у)кал Даже в случае применения формулы закона Джоуля-Ленца следует, по крайней мере в первых задачах по этому вопросу, стать на арифметический путь. Пусть, например, условия задачи таковы: Найти количество теплоты, выделенной током силой в 5 ам- пер в течение 10 минут, если.сопротивление равно 20 омам. Тогда её решение арифметическим путём будет: 1) Какова мощность тока? Р = = (5 я)2*20 ом — 500 ватт1. 2) Какога работа тока? А = P*t = 500 втп-600 сек — 300 000 дж. 3) Сколько выделится теплоты? Q = Л *0,24 =300 000 cb/c-0,24 = 72 000 кал = 72 ккал. Если сравнить этот путь решения с обычным, заключаю- щимся в подстановке в формулу: Q =0,24 Z2 Rt =0,24 (5а)2-20 ол<-600 сек = 72 ккал, то становится очевидным, что в первом случае учащийся ясно представляет себе вопрос по существу, в то время как во втором случае решение может быть чисто формальным. Задачи по вопросам, где требуется применение двух зависи- мостей, надо также решать арифметическим путём, не выводяпред- варительно общей формулы. Так, например, задачу IV § 34, 1 о нахождении сопротивления по данным мощности и напряжению следует решать, пользуясь раздельно формулами: а не общей формулой, полученной алгебраически из этих двух зависимостей: 1 Вместо (5 а)2 возможно такЖе применять обозначение 52 а2, но отнюдь не 52 а; последнее явилось бы физической ошибкой.
170 § 38,3 Составление уравнения первой степени и его решение может потребоваться при калориметрических вычислениях, например, для вычислений: удельной теплоёмкости, теплоты плавления и теплоты парообразования. Однако, и в этом случае следует про- изводить решение арифметическим путём, формулируя ддя каж- дого из очередных действий соответствующий вопрос (§ 73). Таким образом, при решении задач в школе-семилетке в це- лях уяснения учащимися физической сущности вопроса предпоч- тителен арифметический путь. 3. О функциональной зависимости. Несмотря на то, что в курсе математики учащиеся ознакомлены с идеей прямой и обрат- ной пропорциональности, вводить в первом концентре препода- вания физики достаточно полное понятие о функциональной за- висимости не представляется возможным. Развитие и знание учащихся оказываются для этого далеко недостаточными; воп- рос о функциональной зависимости сложен дая?е для учащихся второго концентра. Существо понятия о функциональной за- висимости раскрывается полностью для учащихся нередко лишь в высших учебных заведениях. Однако, уже в первом концентре физики учащимся приходится сталкиваться с во- просами, имеющими прямое отношение к функциональной за- висимости. Вопрос заключается в следующем: во всех ли случаях учаще- муся, имеющему дело с выражением: А=~ и D=E-F, С позволено говорить, что величина А прямо пропорциональна величине В и обратно пропорциональна С и что величина D прямо пропорциональна величинам Е и F1 Конкретно для за- висимостей: P-£(l); p=J(2); 1=^(3); Я=-у(4); R = ? ±(5); Р = и.1(в) и т. п. может ли и должен ли учащийся формулировать, что удельный вес, удельное давление, сила тока, сопротивление и т. д. прямо пропорциональны соответственно величинам: весу тела (1), (2), напряжению (3), (4), длине (5) и т. д. и обратно пропорциональ- ны объёму (1), площади опоры (2), сопротивлению (3), силе тока (4) и т. д.? По данному вопросу в настоящее время существуют два мне- ния, из которых одно может быть названо «математическим» и другое «физическим». Каждое из этих методических решений имеет свои крупные положительные стороны, почему вопрос нельзя считать окончательно решённым.
§ 39 171 Одни методисты, подходя к этому вопросу с точки зрения ма- тематики, считают, что приведённые зависимости во всех без исключения случаях соответствуют прямой и обратной пропор- циональности. Другие, становясь на точку зрения физики и под- разумевая под буквенной символикой определённые физические величины, указывают, что в некоторых случаях эти зависимости представляют собой не что иное, как условное буквенное обозначение арифметических действий над данными ве- личинами для нахождения искомого. По их мнению, удельный вес данного вещества физически не может оказаться зависящим от веса или объёма взятого тела (1), сопротивление цепи—от напряжения или силы тока в цепи (4), удельное сопротивление — от длины провода или поперечного сечения (5). Эти величины яв- ляются постоянными — первая и третья для каждого опреде- лённого вещества и вторая для данной электрической цепи. По- этому сторонники «физической» точки зрения утверждают, что нельзя допускать определений, что удельный вес, сопроти- вление, удельное сопротивление находятся в пропорциональной зависимости от соответствующих величин, указанных в фор- мулах (1), (4), (5). Наоборот, в случаях (3), (5), (6) имеются на- лицо прямая и обратно пропорциональная связи между величи- нами. Вопросы о функции, аргументе, непрерывности изменения непосильны для учащихся семилетки и не могут быть выяснены по существу. Однако, целью курса семилетки должна являться подготовка к раскрытию в дальнейшем, во втором концентре, понятия о функциональной зависимости. Одним из наилучших путей к этому считаем применение задач на построение графи- ков (§ 20). § 39. Техника решения задач и оформление записей Общее педагогическое требование, предъявляемое, независи- мо от предмета, ко всем записям учащихся, заключается в том, чтобы эти записи, как на классной доске, так и в тетрадях, выполнялись возможно более чётко и аккуратно. Это требование распространяется и на записи решения задач. Не- пременнейшим условием для предъявления этого требования учащимся является строжайшее соблюдение самим преподава- телем аккуратности и чёткости в записях. Записи преподавателя должны служить образцом; если же преподаватель станет считать это для себя необязательным, ему никогда не добиться нужных результатов от учащихся. Оформление записей решения задач не только как учебная мера, но и воспитательная заслуживает самого пристального внимания со стороны преподавателя (рис. 100—101). Некоторые элементы педантизма в записях оказываются даже полезными.
172 § 39 Так как клетчатая бумага упрощает выполнение чертежей и ока- зывает организующее влияние на форму расположения записей, то рекомендуется применять тетради в клетку. Рассмотрим одновременно вопросы о том, как должен проис- ходить процесс решения задачи учащимся у классной доски и ка- кого оформления записей следует добиваться, в том числе и при домашних работах. Рис. 100. Запись решения задачи учащимся 6 класса. Записи задач в тетрадях должны быть таковы, чтобы учащий- ся впоследствии при повторении мог без труда восстано- ви т ь в памяти как условия задачи, так и весь ход ре- шения. Для этого прежде всего должна быть произведена запись данных условия и того, что именно ищется в данной задаче. Нет нужды переписывать в тетради всё условие целиком, если оно приведено в учебнике, по и в этом случае всё же необходимо возможно более коротко записать условие (см. ниже). При записи условия на классной доске возможно ограни- читься буквенными обозначениями и числовыми величинами данных и искомого под знаком вопроса. После прочтения задачи преподавателем и разъяснения в случае нужды её физического смысла и практической значимости учащийся, проведя записи данных и искомого, повторяет условия задачи.
§ 39 173 Пусть, например, производится решение такой сравнительно сложной задачи. Найти коэфициспт полезного действия электрического чайника вме- стимостью в 1 л, в котором вода с начальной температурой в 10° закипела через 15 минут. При этом известно, что напряжение тока равно 110 вольтам и его сила 5 амперам. Рис. 101. Запись решения задачи учащимся 7 класса. Тогда запись об искомом может быть сделана следующей: Найти к, п. д. чайника. Далее указываются все числовые данные, приведённые в за- даче. Писать их надлежит слева «столбиком», отграничивая от «ре- шения» вертикальной линией (рис. 101). Для рассматриваемого примера запись данных содержит: Д а и о: Вода. V — 1 л\ пгь — 1 кг «1 = 10° «2 = 100° t —15 мин. и= 110 в 1 = 5 а Искомое: К. п. д. чайника? Решение: После записи условия следует перейти к составлению чертежа или рисунка, относящегося к задаче. Несмотря на то, что при решении подавляющего большинства
174 § 39 задач возможно обойтись без помощи чертежа, всё же его состав- ление надо считать если не безусловно обязательным, то во вся- ком случае полезным. Зарисовка покажет преподавателю, на- сколько учащийся уясняет себе физическую сторону задачи, т. е. в данном случае устройство электрического чайника и схему измерений напряжения и тока. После выполнения зарисовки восстанавливается в памяти и записывается определение: тг» полезная теплота К. п. д. =-------------------. затраченная теплота Далее намечается ход решения задачи, или, точнее сказать, производится «качественное» решение без каких-либо вычислений и записей. Учащийся должен проследить весь путь решения, указывая действия в порядке их очерёдности. Таким образом, в физическом отношении задача должна оказаться по су- ществу решённой в первую очередь. Только после этого можно переходить к вычислительной стороне. Для обозначения каждого из очередных действий в тетрадях (на доске необяза- тельно) записываются соответствующие «вопросы», например, следующим образом: Полезная теплота Qr 1) Количество теплоты для нагревания 1 кг воды от = 10° до ;2 = 100°. Q1 = m(Z2 — Zj = l кг-(100° —10°) = 1 кг-90° = 90ккал. Затраченная теплота Q2 2) Сопротивление электрического чайника1: п U 110 в 99 К = — = —— = 22 ома. I 5 а 3) Количество выделенной током теплоты: Q2 = 0,24-/2/fr = 0,24 (5 а)2 -22ом-900сек = 118800 кал = = 118,8 ккал. Ответ: К. п.*д. = Я1= 4?яГаЛ = 0,76=--76°/,.. “ Q2 118,8 ккал ' '° После решения данной задачи и получения ответа препода- ватель обращает внимание учащихся на причины, по которым к. п. д. оказывается меньше 100%, и сравнивает его с к. п. д. дру- гих нагревателей. Эти сведения, помимо того, что конкретизи- руют вопрос, окажутся весьма полезными для учащихся. Подоб- ный же «физический анализ» результата следует применять по отношению ко всем задачам вообще. 1 Решение при незнании учащимися формулы Q = 0,24 UH.
§ 40 175 § 40. Последовательность в подборе задач для решения Решение задач должно стать повседневным явлением при прохождении курса физики. При этом наибольшее количество задач следует давать учащимся для решения на дом, что прежде всего придаёт их работе действительную самостоятель- ность. Этого же требует ограниченность того времени на уро- ках, которое может быть отведено для задач. Только в сравни- тельно редких случаях решению задач, именно непосредственно вслед за установлением закономерности, приходится отводить целый урок. Так бывает при изучении удельного веса, давления, механической работы и мощности, законов тока и т. п. Особенно богат задачами отдел калориметрии, где наибольшее количество времени в классе уделяется решению задач. Под задачами, решаемыми как 6 классе, так и дома, следует понимать не только такие, которые требуют вычислений, но и за- дачи-вопросы (§ 35), а также составление всякого рода графиков, диаграмм (§ 37) и т. п. Если материалы данного урока не могут быть использованы для задач, то задачи всё же задаются уже по ранее изученным вопросам. В этом случае их подбирают с большей степенью труд- ности и такими, чтобы они способствовали углублению и расши- рению полученных знаний. Последовательность, или порядок в подборе, задач для решения должна быть следующей. Тотчас же после введения зависимости внимание сосредоточивается в основном на формаль- ной стороне вопроса, для чего учащимся в классе предлагаются задачи тренировочного характера. Цель этих задач, как было уже выяснено, заключается в том, чтобы учащиеся ов- ладели навыками по технике решения, т. е. научились выполнять требования, сформулированные в § 39. Только после усвоения навыков возможно перейти к решению физических задач (§ 34, 2). Поскольку для учащихся семилетки применение физических закономерностей к решению конкретных вопросов представляет значительные трудности, постольку' на подбор задач в смысле постепенного нарастания трудности приходится обращать самое серьёзное внимание. Содержание первых задач должно быть таково, чтобы они являлись переходными от трени- ровочных к физическим. Поэтому факты и объекты, о которых идёт речь, должны быть несложными и притом совершенно знако- мыми для учащихся. При этом вычислительная сторона также не должна вызывать особых затруднений, а то и совершенно от- сутствовать. Дать более конкретные указания по этому поводу не представляется возможным. Действительно, то, что оказывается сравнительно простым для городского школьника, может соста- вить значительную трудность для сельского, и наоборот. К пра-
176 § 41,1 вильному разрешению этого вопроса преподаватель может подойти лишь на основании изучения учащихся данного класса, т. е. их знаний, развития и интересов. После того как учащиеся ста- нут справляться с использованием зависимостей между величи- нами для решения конкретных вопросов, содержание задач ус- ложняется, чтобы оно приводило к углублению и расширению физических сведений по изучаемой теме. Следующим по очерёдности видом задач являются такие, ко- торые на конкретных примерах познакомили бы с одновременным использованием двух или нескольких закономерностей данной темы. Наконец, завершающим моментом в тех случаях, когда это возможно и нужно, является решение задач, использующих связь между .различными отделами курса. Такие задачи применяются при энергетических расчётах, связанных с превращением меха- нической и электрической энергии в теплоту и обратно (§§ 82, 83, 99, 101 и 102). Указания относительно содержания задач и последователь- ности их применения по различным вопросам приведены в мето- дических указаниях (§§ 58—111). О методике использования задач при проверке знаний — см. § 43. § 41. Литература 1. Методика решения задач. Подавляющее большинство ме- тодических руководств рассматривает вопрос о решении задач одновременно для первого и второго концентров физики, уделяя при этом первому наименьшее внимание. Кроме того, поскольку в некоторых методических руководствах первый концентр рассматривается как нечто вводное ко второму, подчинённое ему и не имеющее самостоятельного значения, постольку вопросу о задачах в школе-семилетке придаётся по большей части односто- роннее освещение с указанной точки зрения, что и нужно иметь в виду. Рассмотрим перечень методических руководств, где можно найти указания по вопросу о задачах. 1) И. И. Соколов, Методика физики. Автор ограничивается весьма кратким# общими указаниями, данными всего лишь на двух страницах обширного курса. Ни спе- циальной характеристики, ни обзора задач для первого кон- центра в книге нет. 2) Ред. П. А. Знаменский, Методика преподавания физики. Основной недостаток изложения о задачах заключается в не- раздельном рассмотрении этого вопроса как для первого, так и второго концентра; Однако, в главе «Значение математики в курсе
§ 41,2 177 физики» можно найти ряд ценных указаний как о задачах и их решении, так и по вопросам о применении математики и её взаи- моотношениях с курсом физики. 3) Д. А. А л е к с а н д р о в и И. М. Ш в а й ч е н к о, Ме- тодика решения задач по физике в средней школе. Л. Г. И. усо- вершенствования учителей, 1940, стр. 120. Данная книга должна быть признана единственной, где во- прос о задачах ставится достаточно широко и глубоко. Особую ценность книге придаёт обзор высказываний различных методи- стов по вопросам содержания, значения, роли и способов реше- ния задач. В книге, несмотря на то что в основном внимание со- средоточено на задачах второго концентра, можно найти ряд весьма ценных высказываний и конкретных указаний по поводу задач для школы-семилетки. Из статей, помещённых в последнее время в журнале «Физика в школе», заслуживают наибольшего внимания следующие: Платонов, Задачи по физике с участием эксперимента, 1938, № 2. Арефьев, Решение задач по физике, 1940, № 4. Мошков, Экспериментальные задачи, 1946, № 3. 2. Задачники. Задачников, предназначенных специально для школы-семилетки, нет. Поэтому при подборе задач для очеред- ного занятия ।преподавателю приходится подыскивать нужные задачи в различных источниках.и восполнять пробелы задачами, составляемыми своими силами. Задачи, могут подбираться из следующих источников: 1) Г. И. Фалеев и А. В. П ё р ы ш к и н, Учебник для 6 и 7 классов. • Содержит значительное количество задач. Системы в распо- ложении задач, которая соответствовала бы очерёдности в их ре- шении, нет. Некоторые задачи являются случайными. Подбор же в целом нельзя признать удачным. Задач-вопросов приведено сравнительно незначительное число, безусловно недостаточное для успешного прохождения курса. Удовлетворяться решением за- дач из одного стабильного учебника нельзя. 2) Д. И. С а х а р о в, Физика. Учебник для школ взрослых, изд.а8-е, М., Учпедгиз, 1940, стр. 248. Задачи заслуживают значительного внимания не только по тщательности подбора и сравнительному разнообразию, но и по примерному расположению в порядке очерёдности решения; наиболее сложные из них отмечены звёздочкой. Некоторые за- дачи требуют для своего решения простых опытов или наблюде- ний. Однако, число приведённых задач невелико и поэтому недо- статочно. 3) А. В. Ц и н г е р, Задачи и вопросы по физике. Преподавателю должно быть рекомендовано изучение рас- 12 Е. Н. Горячкин, том I
178 § 41,2 сматриваемого задачника для ознакомления с интересно подо- бранными примерами, устанавливающими в процессе решения задач связь между физикой и самыми разнообразными отраслями Человеческого знания: астрономией, физиологией человека и растений, геологией и т. п. Количество же задач по вопросам тех- ники невелико, и в этом отношении задачник уступает другим приведённым ниже задачникам'. Кроме сравнительно значительного количества задач-вопросов, автор приводит задачи, данные для которых учащимся прихо- дится добывать самостоятельно — измерениями, справками в таблицах и т. п. Целью этого типа задач является приучение уча- щегося делать «подсобные расчёты приблизительно в тех же ус- ловиях, в каких пришлось бы ему делать их на практике для себя». Значительный интерес для преподавателя представляет со- бой введение к задачнику о приближённых вычислениях при решениях задач. В пособии можно найти много задач, которые с успехом найдут себе применение в школе-семилетке как при классных, так и внеклассных занятиях. 4) А. И. Бачинский, Собрание вопросов и задач по эле- ментарной физике, изд. 3-е, Гиз, 1925. Задачник содержит до 1134 тренировочных и физических задач, в том числе и задач-вопросов как по физике, так. и её приложе- ниям в быту, технике и некоторых других науках. Из задачника может быть извлечено достаточное количество задач для^ школы- семилетки. 5) Г. И. Ф а л е е в и А. В. П ё р ы ш к и н, Сборник задач по физике для средней школы, 5—7-е годы обучения, 1933. Материал расположен применительно к Программе и, следо- вательно, к учебнику авторов. Большинство задач представляют повторение приведённых в учебнике. 6) Ред. Демидов (К. А. В о л к о в а, Н. Н. Демидов, М. Ф. Ф ё д о р о в, Н. Д. Ф е о п е м п т о в , Н. Л. Щер- баков), Сборник задач по физике для 8—10 классов. Задачи в основном носят характер тренировочный как по вопросам физики, так и техники. Кроме примерно 1000 задач, приведено около 60 примерных решений. Только немногие задачи из сборника могут найти себе применение в школе-семи- летке. 7) А. Нейман и А. Соколик, Политехнический задач- ник по физике, Учпедгиз, 1932. Оригинальный задачник, содержащий почти исключительно технический материал. Подбор задач сделан не по программе средней школы, а по темам технического характера, например: элеватор, железнодорожный транспорт, трактор, танк и т. п. Поскольку почти в каждой задаче учащийся должен ознакомиться
§ М,2 179 с каким-либо новым для него вопросом техники, постольку содер- жание её чрезвычайно растянуто, в то вредоя как необходимые для решения операции оказываются иногда весьма короткими. При- ведённые описания и соответствующие рисунки могут способст- вовать возбуждению интереса у учащихся, склонных к технике, — в этом заключается основная ценность рассматриваемого задач- ника. Для внеклассных занятий в школе-семилетке задачник является весьма полезным. 8) Д. В. Афанасьев, Сборник задач по курсу физики, Гиз, 1929. Задачник интересен для преподавателя, так как содержит до 350 задач по физике, «заключающих в себе элементы простей- ших технических расчётов». 9) Е. Н. К е л ь з и, Ф. Н. К р а с и к о в, П. А. П оп о в, Задачник по физике. Задачник содержит более 1000 задач, в том числе и задач-во- просов, часть которых может быть использована в школе- семилетке. Чего-либо оригинального задачник не представ- ляет. 10) Д. И. Сахаров и И. С. К о сми н к о в, Сборник задач по физике, Учпедгиз, 1938. Задачник предназначен для высших педагогических учебных заведений и не может быть применён в средней школе. Его сле- дует настоятельно рекомендовать преподавателю для повышения своей квалификации. Из пособий, откуда могут быть взяты задачи, требующие эк- спериментального разрешения, следует указать: 11) А. Б. Якобсон, Опыты и наблюдения по физике и хи- мии, «Работник просвещения», М. 1926. Книга — для преподавателей первой ступени и в основном со- держит описание опытов по первоначальным сведениям из химии и физики. В книге приведено более 350 задач-вопросов, из которых некоторые требуют экспериментального разрешения. Книга мо- жет оказаться как в той, так и другой её части весьма полезной для использования в школе-семилетке. 12) В. А. 3 и б е р, Живые задачи по физике. (Методические искания), выпуск 1-й, изд. «Образование», Л. 1925, стр. 147. Книга содержит в себе до 50 задач, «лично проработанных ав- тором со своими учениками». Этим задачам придан характер за- нимательных, так как они предназначаются для внеклассной работы. Являясь даровитым педагогом-методистом, автор в разборе каждой из задач, представляющем своеобразный отчёт обсужде- ния поставленного вопроса с учащимися, даёт действительный образец для внеклассных занятий. 12*
180 § 42,1 Глава десятая ПЛАНИРОВАНИЕ И УЧЁТ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ. ПОВТОРЕНИЕ § 42. Планирование работы 1. Значение общего плана. Планирование является одним из важнейших условий для успешности всякой работы. Работа же учителя в школе по проработке определённого программного материала строго распределена и ограничена во време- ни и должна быть особенно тщательно спланирована. В преподавании при отсутствйи заранее намеченного плана воз- никает либо недоработка программы, либо чрезвычайная спешка при выполнении ее последних частей. Хорошо составленный план может быть получен в результате серьёзной и продуманной работы — организационной и методической. По содержанию плана можно судить о том, насколько преподаватель готов к своей работе. При составлении плана преподаватель должен прежде всего внимательно и детально изучить программу школьного курса физики. Мало прочесть содержание программы, надо на- учиться видеть в программе всё наиболее существенное, всё то, что составляет «основу науки» и определяет собой минимум зна- ний учащихся. На проработку основного материала и должно быть прежде всего обращено внимание учителя при распределе- нии бюджета времени. Учитель должен иметь своё собственное отношение к програм- мному материалу, свои собственные методические убе- ждения. Нельзя рекомендовать преподавателю даже на пер- вых ступенях педагогической деятельности слепо следовать го- товым планам, готовым методическим разработкам, какими бы доброкачественными они ни были. Слепое следование образцу от- нимает у молодого учителя стимул к размышлению и к проявле- нию собственной инициативы и творчества. Лучший опыт учителей и методистов, конечно, следует тщательно изучать, но изучать сознательно и критически. Изучив программу, преподаватель должен распределить ма- териал её во времени, продумать методы своей работы, подоб- рать общую литературу для себя и для учащихся, подготовить лабораторию и кабинет, просмотреть программы смежных дис- циплин— химии, математики и др., продумать характер учёта знаний учащихся и целый ряд других вопросов общего характе- ра. При составлении плана необходимо также учесть и внекласс- ную работу, т. е. наметить, какие доклады, вечера заниматель- ной физики, кружки и т. п. могут быть проведены в течение курса (см. § 48 и т. Ill, §§ 1-—3). Всё указанное выше должно быть записано в виде документа,
§ 42,2 181 каковыми явится план работы. Преподаватель со всей от- чётливостью должен уяснить себе, что план работы нужен преж- де всего для него самого, а не для учебной части школы. Поэтому план должен быть составлен так, чтобы по возможности полностью отражать действительный ход работы. В процессе преподавания отдельные разделы плана могут подвергнуться некоторым изменениям, которые должны быть учтены при даль- нейшей работе в последующие годы. План работы должен быть той основой, на которой строится учёт преподавателем своей ра- боты. Составление планов работы обязательно для всех преподавателей, но особенно это важно для начинающих. При этой работе преподаватель поднимает свою методическую квали- фикацию. Для тщательной записи своей работы следует рекомендовать начинающим учителям вести дневник, в который день за днём заносить результаты работы и'свои впечатления о ней, достиже- ния, неудачи и их вероятные причины. Такая серьёзная работа по планированию и учёту своей работы значительно сократит молодому учителю тот неизбежный период времени, в течение которого учитель из начинающего становится опытным препода- вателем. Кроме годового календарного плана, необходимы также планы: т е м а т и ч е*с к и й, т. е. по отдельным темам программы, и затем урочный. 2. Составление годового календарного плана. В годовом плане время, отводимое в каждом классе на физику, приблизительно распределяется по отделам курса, причём учитывается также раз- бивка учебного года на четверти. Часы на повторение отдельных частей курса включаются в общее число часов, отводимое на данный отдел; кроме того> выделяется время на повторение всего курса. При планировании материала необходимо иметь некото- рый резерв часов. Пример: 6 класс — 2 часа в неделю; учебных недель 35; учитывая нерабочие дни, планируем не на 35 недель, а на 33 не- дели. Общее число часов 66. На проработку программы 58 часов. Повторение 6 часов. Резерв 2 часа. В 58 часов в 6 классе нужно'проработать 3 основные темы: 1) физические измерения; 2) свойства твёрдых тел, жидкостей и газов и 3) начальные сведения по теплоте. Между этими разде- лами и распределяем общее число часов, имеющееся в нашем рас- поряжении: Физические измерения — 18 часов. Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов — 20 часов. Начальные сведения по теплоте — 20 часов.
182 § 42,3 Далее намечаем1 примерные календарные сроки проработки каждого раздела: Физические измерения — с 1 сентября по 6 ноября. Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов — с 9 ноября по 31 января. Начальные сведения по теплоте — с 1 февраля по 20 апреля. Повторение — с 22 апреля по 18 мая. Сведём теперь весь материал в обшую схему с отдельными гра- фами о выполнении плана и получим: 1 Учебная । четверть К ален- дарные сроки Разделы программы Число часов Фактич. срок выполне- ния Примечание. Щичина недо- выполнения плана Зазла- нипо- рано Фак- 1 ТИЧ дано I С 1/IX по 6/XI Физические измерения (измерения, сила тяже- сти и пр.) 18 18 12/XI Тема не была закончена из-за пропус- ков двух за- нятий по бо- лезни II С 9/XI по31/ХП Свойства твёр- дых тел, жид- костей и газов 14 14 31/ХП III IV С 11/1 по 31/1 С 1/II по 23/Ш С 1/IV по 27/IV Закон Архимеда Начальные сведения по теплоте. Теп- ловое расши- рение, переда- ча теплоты, количество теплоты Плавление и парообразова- ние * 6 14 6 6 14 8 2/II 30/IV Проработка темы законче- на позже; одно занятие пропало из-за праздника Поставлена была одна дополнитель- ная работа С 29/IV по 18/V Повторение 6 6 18/V Время оказа- лось доста- точным 3. Тематический план. Тематический план составляется на отдельные темы курса. По существу тематический план должен представлять собой своеобразный методический конспект темы (см. раздел 4).
§ 42,3 183 Работа по составлению тематического плана распадается на следующие части: 1) Определение точного содержания темы и выяснение основных понятий и их связей, опытных фактов, приёмов измерений основных величин, глубины трактовки отдельных во- просов. Определение вопросов техники, в частности воен- ной, вопросов'обыденной жизни, которые могут быть привлечены как иллюстративный материал. В результате для преподавателя должно быть вполне ясно, чему он должен научить своих уче- ников. 2) Нахождение связей даннойтемы с пройденными ра- нее и выяснение, на что надо обратить внимание в данной теме для облегчения прохождения следующих тем. Каждая тема состав- ляет только часть всего курса и, разрабатывая её, нужно иметь в виду всё целое. 3) Выяснение основных методов работы, т. е. определе- ние тех приёмов, с помощью которых будет производиться обу- чение. 4) Выяснение основных демонстраций, на которые бу- дет опираться изложение. Характеристика их не только с чисто технической стороны, но и со стороны ценности их для обоснова- ния изложения. Действительно, эксперимент должен быть источ- ником знаний (§§ 14 и 7), а не .только иллюстрацией к устному изложению. 5) Выяснение, какие сведения могут быть получены от лабо- раторных работ и каковы виды этих работ, т. е. будут ли они носить характер исследовательский или наблюдательный (§ 26). 6) Выяснение, какие необходимы учебные пособия (картины, диаграммы и пр.) (§ 16 и след.). 7) Определение роли и места применения тренировочных и физических задач, в том числе задач-вопросов (§ 32 и след.). 8) Выяснение жизненных представлений и зна- ний учащихся, которые могут быть использованы при прове- дении темы (§ 6). 9) Определение роли и видов домашних работ уча- щихся, а также внеклассных мероприятий, в том числе экскурсий (§§ 48 и 29). 10) Выяснение характера и содержания обобщения ма- териала, которое должно быть проведено в заключение темы от- дельно или совместно с опросом. На необходимость восстановить в конце прохождения темы весь ход её изучения и подвести итог работы не всегда обращают внимание даже опытные преподава- тели. 11) Определение воспитательного значения темы (вопросы мировоззрения, примеры из социалистического строи- тельства, элементы исследовательской работы и т. п.) (§ 11).
184 § 42,4 12) Способы учёта знаний — опрос, контрольная работа. Кроме того, в тематическом плане производится распределе- ние материала по отдельным урокам. Уже один этот перечень показывает, насколько ответственной, серьёзной и трудоёмкой работой является составление тематиче- ского плана. В удачном планировании работы заложено основ- ное условие для успешности всего педагогического про- цесса проведения всей темы и отдельных уроков. Ещё раз повто- ряем, что преподаватель, составляющий тематический план фор- мально, слепо следуя методике учебника, не сможет хорошо на- учить физике и, главное, внушить учащимся любовь к этой науке. Формализм знаний учащихся вызывается прежде всего «формальным» Отношением к делу самого преподавателя. Приведём для примера тематический план по вопросу: «За- кон Архимеда для жидкостей», на рассмотрение которого может быть отведено до 4 часов1. 4. Схема тематического плана: Закон Архимеда для жидкостей. 1) Содержание темы. Понятие о выталкивающей силе на осно- вании опыта. Установление на опытах зависимости выталкивающей силы от объёма погружённого тела и вещества жидкости. Независимость выталкива- ющей силы от вещества погружённого тела (на опыте). Опытное установ- ление количественной зависимости, т. е. закона Архимеда. Осведомление об Архимеде как учёном. Расчёты выталкивающей силы. Обнаружение на опыте всплывания и потопления тел и объяснение этих явлений путём сравнения веса тела и выталкивающей силы. Суждение о пловучести и потопляемости на основании сравнения удельных весов твёрдого тела и жидкости (опыт). Всплывание жидкостей (опыт). Тренировочные упражнения. Общее пред- ставление на опыте о глубине погружения. Применение закона Архимеда в ареометрах для измерения удельных весов жидкостей (опыт). Исполь- зование закона для плавания судов. Представление о водоизмещении. Вы- яснение прйнципа плавания подводной лодки. Поплавки в военном деле. 2) Связь с предыдущей темой. Весовое давление жидкости осущест- вляется через обнаружение на опыте давления внутри жидкости снизу вверх. Необходимо отметить, что закон является следствием весового давления жидкости. Обратить внимание на отчётливое выяснение закона для жид- костей, что является особенно необходимым для изучения закона в прило- жении его к газам. 3) В основу изучения положить «исследовательские» наблюдения учащихся над выталкивающей силой (без количественных определений). За основу для установления закона и остальных вопросов применить демонстрационный эксперимент. Для лучшего уяснения количественной зависимости и закрепления её в памяти проводить решение задач (трени- ровочных и па соображение) и поставить лабораторную работу. 4) Демонстр ации. Закон Архимеда с динамометром и ведёрком (рис. 11). Плавание пробки, льда и дерева. Потопление в воде камня, металла и т. п. и плавание их в ртути. Послойное расположение в сосуде несмешива- ющихся жидкостей (керосин, вода, ртуть). Плавание картофелины в раст- воре соли и потопление в чистой воде (рис. 14). Модель ареометра из де- ревянной палочки и плавание её в спирте, воде и рассоле. Такой же опыт с ареометром (рис. 12). Картезианский водолаз из пробирки (рис. 13). При- 1 Нижеследующие номера указаны в соответствии с предыдущим.
§ 42,5 185 боры: динамометр с ведёрком Архимеда и ареометр; остальные само- дельные. 5) Лабораторные работы. Исследовательская —с динамометром и рычагом Бакушинского (рис. 9, II и 10). Провести самостоятельные на- блюдения учащихся: а) обнаружения выталкивающей силы; б) зависимости её от объёма твёрдого тела (тела из одинакового вещества разного объёма); в) зависимости от вещества жидкости (вода, рассол); г) независимости (важно!) от вещества погружённого тела (тела равного объёма, но из раз- личного вещества — цилиндры из набора, см. т. II, рис. 474). Поверочная — с динамометром Бакушинского и погружением тела в воду, налитую в мен- зурку (т. II, рис. 178). 6) К ар тины: пароход, военное судно, подводная лодка, переправа на поплавках. 7) 3 а д а ч и на закон Архимеда, сначала—чисто тренировочные, потом— физического содержания (см. §§ 33 и 34). Сначала научить судить о вели- чине выталкивающей силы, затем вычислять её и, наконец, использовать результат для суждения о пловучести и др. Задачи-вопросы из жизненной практики: лёгкость подъёма под водой камня, ведра и т. п., плавание чело- века, отстаивание сливок и т. и. 8) Учдщиеся знают, какие тела плавают (дерево, лёд, пробка) и какие тонут. ВыясниТь, наблюдал ли кто-нибудь лёгкость ведра под водой; если да, воспользоваться примером. 9) Н а дом §§. . . учебника и задачи №№ . . . Поручить наблюдать выталкивающую силу, погружая перевёрнутый стакан в воду. На вне- классных занятиях рассказать о работе Эпрона. Показать фильм. Выставить книги и раздать их для чтения. 10) Обобщение произвести при рассказе о технических примене- ниях, тогда же подчеркнуть значение науки физики для техники. 11) При рассказе об Архимеде упомянуть, что открытие закона яви- лось следствие^м решения им практической задачи. Обязательно выяснить значение военного и коммерческого флота в нашей стране. Отметить героизм моряков, подводников, эпроновцев во время Великой Отечествен- ной войны. 5. План урока. Составление планов урока (1 час) или двухча- сового занятия возможно только после планировки всей темы. Чем лучше и детальнее продуман тематический план, тем легче будет работа по составлению плана текущего урока. Методические требования к уроку были весьма подробно рассмотрены в §§ 12 и 13; согласно этим требованиям и строится план урока. В плане урока, в отличие от тематического, должна быть указа- на последовательность в изложении вопросов и чередовании на уроке беседы, демонстраций опытов и наглядных пособий, лабо- раторных наблюдений и работ, решения задач, опроса и т. п. В этой же последовательности намечается’применение объясни- тельных зарисовок учителя на классной доске, записей форму- лировок, формул, обозначений. Не следует забывать также о кон- цовке урока в смысле обобщения и разъяснений учащимся о домашнем задании. Характер каждого из разнообразнейших мероприятий и ме- тодов, а также определение последовательности их могут быть ус- тановлены только после того, как преподаватель со всей отчёт- ливостью представит себе не только цель, содержание, объём, методические пути к разрешению, но и почти каждое слово, произ-
186 § 42 6; § 43,1—2 носимое им на уроке и притом с точным учётом времени, потреб- ного на каждую из отдельных частей урока. Чем тщательнее была проведена подготовительная работа, чем детальней развит план урока и, само собой разумеется, чем опытней преподаватель, тем меньше окажется расхождений плана с его реальным осущест- влением на занятиях. Вопрос о подготовке к уроку был уже рас- смотрен в § 13. 6. Проверка выполнения плана. Систематически проводимые анализ и учёт своей работы имеют большее значение, особенно для молодого учителя. Проверка выполнения намеченных планов даст возможность учителю своевременно ликвидировать прорывы, устранять имеющиеся в работе недочёты, наконец, выявлять удач- ные и неудачные формы работы. Учитель приучается критически относиться ксвоей работе, детально анализировать её, а это даёт ему возможность повышать свою квалификацию. Следует прове- рять выполнение годового плана, тематического и — особенно тщательно — выполнение плана отдельных уроков. Результаты проверки учитель должен записывать в виде днев- ника своей работы, что даст возможность на следующий год иметь ценный методический материал. § 43. Учёт знаний учащихся 1. Значение учёта. Рационально поставленный и систематиче- ски проводимый учёт даёт возможность прежде всего выявить и объективно оценить конкретные знания учащихся, навыки в пользовании важнейшими измерительными и некоторыми другими физическими приборами и уменья применять свои знания к объяснению явлений окружающей жизни. Но значение учёта знаний не исчерпывается указанными выше практически- ми целями, оно имеет глубокое образовательное и воспитательнсе значение. Учёт дисциплинирует учащихся, воспи- тывает у них чувство ответственности за свою ра- боту, развивает их, приучая их логически мыслитьи анали- зировать. В этом отношении учёт можно рассматривать как один из важнейших методов обучения. Нельзя забывать также и о том, что результаты учёта знаний учащихся могут служить пре- подавателю для пров’ерки своей собственной работы. Действи- тельно, знания учащихся и понимание ими, того или иного вопроса зависят не только от них, нои оттого, насколько правильно в ме- тодическом отношении преподаватель сумел построить своё изло- жение. 2. Содержание учёта. Оценки. При учёте как нигде более нуж- но строго придерживаться раз навсегда установленной с и с т е- м ы. Если ученикам дано задание проработать определённые параграфа книги, решить задачи, составить отчёт о проделанной лабораторной работе и т. д., то выполнение этого задания непре-
§ <2 187 менно должно быть проверено и оценено; отступления от этого правила недопустимы. Достаточно один раз упустить проверку, как некоторые учащиеся уже следующий раз задание не выполнят. Всякая воспитательная система состоит из целого ряда формальных элементов, и если учитель отступает от неко- торых из них, то он тем самым разрушает всю систему. Какие же элементы знаний надо учитывать и оценивать? В педагогическом процессе учитывать надо всё то, с чем имеет дело ученик, изучая тот или другой вопрос предмета. Необходимо учитывать не только выполнение домашних заданий, но и знания учащимися физических фактов, уменье описывать процесс протекания явлений и устройство соответствующих приборов, уменье объяснить содержание по- нятий и законов, знания'формулировок законов и некоторых оп- ределений, уменье решать задачи с физическим содержанием, навыки учащихся политехнического характера по измерениям и обращению с некоторыми приборами ц т. п. Кроме того, при учёте выясняется сообразительность, степень развития мышле- ния и т. д. Учёту подлежит также оформление записей в тетрадях, рисунки и т. д. Формы учёта знаний учащихся могут быть самые разнообраз- ные. В этом отношении необходимо руководствоваться указа- ниями, данными в постановлении ЦК ВКП(б) от 25/VIII—1932 г., где сказано: «В основу учёта школьной работы должен быть положен теку- щий индивидуальный, систематически проводимый учёт знаний учащихся. Преподаватель должен в процессе учебнсй работы вни- мательно изучать каждого ученика. На основе этого изучения преподаватель обязан в конце каждой четверти составлять харак- теристику каждого ученика по данному предмету». Из этого постановления вытекает, что четвертная оценка, характеризующая успеваемость учащегося по физике, должна быть подкреплена несколькими отметками по текущей работе его. Учёт знаний учащихся, проводимый на основании одного зачёта в конце четверти в школе-семилетке, не может иметь места. Каждый ученик в течение четверти должен получить несколько (три—четыре) отметок за свои знания и за свою работупо предмету. При наличии значительного числа учащихся в классе указанное выше требование заставляет учителя особенно внимательно про- думать всю систему учёта знаний учащихся. В настоящее время оценка успеваемости учащихся произво- дится по пятибальной системе. Вопрос о нормах оценок неодно- кратно подвергался обсуждению как в методической литературе, так и в учительских коллективах. Однако попытки установить строго регламентированные нормы обычно кончались неудачей. Индивидуальные особенности ученика, преподавателя и всякого рода специфические условия работы играют в этой области пе~
188 § 43,3 даготического процесса решающую роль. Опытные преподаватели редко разойдутся в оценке какого-нибудь ответа учащегося, но вряд ли во всех случаях они смогли бы убедительно, с исчер- пывающей полнотой, обосновать свои оценки. В результате опыта у преподавателя вырабатывается своеобразная интуиция, ко- торая помогает ему в каждом отдельном случае находить правиль- ноефешение вопроса. В 1939 г. Государственный научно-исследо- вательский институт школ Наркомпроса РСФСР издал Проект норм оценок по физике в 6—7 классах. В нём на конкретных при- мерах дан подробный анализ тех требований, которые, по мне- нию авторов проекта, нужно предъявлять к знаниям учащихся, заслуживающих соответствующую оценку. Директивного харак- тера этот проект так и не получил, но молодому учителю небеспо- лезно познакомиться с его содержанием. Примерные нормы оценок, выработанные Государственным научно-исследовательским институтом школ Наркомпроса РСФСР (приво- дятся в сокращённом виде). На «отлично» (5) требуется: 1. Знание основного и дополнительного (менее важного) учебного материала в полном объёме и, в частности, знание основных опытов, пока- занных в классе или описанных в учебнике. Точная формулировка законов и всестороннее объяснение связанных с ними количественных и качествен- ных зависимостей между величинами, характеризующими данное явление. 2. Хорошее понимание учеником всего учебного материала. 3. Безупречная форма изложения в соответствии с развитием учащихся данного класса. 4. Решение задач, осложнённых по сравнению с теми, которые пред- ставляют собой простое применение законов и правил, сводящееся лишь к подстановке данных. 5. Аккуратное и с полным пониманием выполнение лабораторных работ и составление отчётов по ним. На «хорошо» (4) требуется: 1. Знание полностью основного и части дополнительного (менее важ- ного) материала. Точная формулировка законов. 2. Понимание учебного материала в рамках того, что было дано на уроке преподавателем или изложено в учебнике. 3. Свободное решение задач, обычно решаемых в классе. 4. Выполнение лабораторных работ и отчётов по ним. На «посредственно» (3) требуется: 1. Знание основного программного учебного материала. Формулировка законов. 2. Понимание основного учебного материала, выявляемое при извест- ной помощи преподавателя, оказываемой в отношении отдельных частей ответа. 3. Самостоятельное решение простых задач. 4. Выполнение лабораторных работ и составление отчётов по ним. Оценка /<п л о х о» (2) ставится за незнание части основного материала, за неуменье ^решать несложные задачи, за непонимание основных вопросов курса. 3» Учёт домашних заданий. В домашние задания по физике обычно входят: решение задач, ответы на предложенные учителем вопросы, построение диаграмм и графиков, иногда составление отчёта о проделанной лабораторной работе, проработка учебника
§ 43,4 189 и, значительно реже, чтение журнальных статей, хрестоматии или научно-популярной книги. В последнее время в школу по- степенно начинает проникать новый вид работы — домашние лабораторные занятия по физике (см. т. III, § 3). Как проверить, решили ли учащиеся предложенные им задачи? Для этого учителю пет особой необходимости брать каждый раз для проверки на дом тетради учащихся. Проверку можно проводить в классе сравнительно быстро. Достаточно вызвать к классной доске двух-трёх учащихся и предложить им подгото- вить решение задач. Пока вызванные к доске учащиеся готовятся к ответу, учитель успевает бегло просмотреть тетради по крайней мере у большинства учащихся. Сразу же выявляются те из них, которые не выполнили задания, и всем им проставляют- ся неудовлетворительные оценки. Затем всем классом заслуши- ваются ответы вызванных к доске учеников, и их работа также оценивается. Нет никакой необходимости проставлять оценки всем учащимся, выполнившим работу. Подобным же образом про- изводится проверка выполнения диаграмм и графиков. Ответы на заданные преподавателем вопросы учитываются путём опроса или, если они содержат графический материал, посредством ука- занного выше просмотра соответствующих схем или зарисовок. Просмотры отчётов по лабораторным работам, про- ведённым в классе, если оформление их было задано на дом, а также отчётов домашних лабораторных работ обязательны. О форме этих отчётов — см. § 27, 6. Отчёты сдаются учителю и просматриваются им вне классных занятий. При окончательной бальной оценке работы учитываются не только качество отчё- та, но и наблюдения над учащимися в процессе выполнения ими работы (активность, самостоятельность в работе, бережное от- ношение к приборам) и, наконец, общее поведение учащегося во время лабораторной работы. Необходимо требовать от учащихся аккуратной записи результатов лабораторной рабо- ты, грамотных и хорошо выполненных чертежей, схем и рисунков приборов. Вообще, на внешнюю сторону оформления учащимися своей работы следует обращать особое внимание, так как это имеет большое воспитательное значение. Как и всякий учитель в школе, учитель физики не только специалист по своему предмету, но, прежде всего, педагог-воспитатель. Об этом нужно постоянно помнить. Если учитель будет последовательно придерживаться ука- занной системы проверки -и оценки выполнения домашних работ, то он скоро добьётся, что все учащиеся будут систематически ра- ботать. 4. Устный опрос учащихся. Устный опрос по существу яв- ляется основной формой учёта знаний учащихся по фи- зике в семилетней школе. Методика устного опроса довольно детально рассматривается в курсе педагогики, в разделе «Дидак-
190 § 43,5 тика», основные положения которой полностью применимы ко всем учебным предметам школы, в том числе, конечно, и к физике. Устный опрос учащихся — одна из труднейших форм ра- боты учителя. Уменье хорошо поставить вопрос требует от учи- теля тщательной подготовки, и молодой учитель овладевает этим искусством не сразу, а лишь в результате опыта и серьёз- ной работы над собой. Уменье хорошо вести опрос учащихся — верный и яркий критерий методической квалифика- ции учителя. Типичные ошибки, которые делают многие малоопытные учи- теля, заключаются в основном в следующем. Опросу подвергаются только отдельные, вызванные к доске ученики; на осталь- ных учащихся никакого внимания не обращается; опрос отдель- ных учащихся затягивается и превращается в форму зачёта; сна- чала вызывается ученик, а затем ставится вопрос, при этом над ответом думает только вызванный ученик — весь же класс ос- таётся пассивным. Много правильнее сначала поста- вить вопрос перед всем классом, дать подумать и только после этого вызывать для ответа того или иного уча- щегося. Нередки случаи чисто формальных вопросов, вроде: Что называется блоком? Что называется спектром? Что такое рычаг? Зависит ли давление от формы сосуда? и т. д. Формаль- ная, бессодержательная постановка вопросов вызывает такие же бессодержательные ответы учащихся. Продумывая методику учёта знаний учащихся, учитель должен постоянно иметь в виду, что задачей учебного процесса, его конечной целью является не только знание фактического материала программы, но и развитие познавательных способностей Ученика. Ученик не только должен уметь связно рассказать содержание того или другого физического факта или закона, уметь обосновать его описанием опыта и т. д., но он должен всё время учиться применять свои знания к решению опре- делённых задач, которые перед ним ставит учитель. Только таким путём и можно приучить учащихся к методу научного мышления. С этой точки зрения устный опрос — не просто формальный акт установления знаний учащихся, а чрезвычайно важный метод развития познавательных способностей учащихся. При устном опросе следует требовать вычерчивания н а классной доске схемы или рисунков, объясняющих уст- ройство приборов, и в некоторых случаях графиков, характе- ризующих физический процесс. Не менее важное значение имеет приём, когда ученик, пользуясь приборами, сам воспроиз- водит тот или иной из продемонстрированных учителем простейших опытов. 5. Контрольные письменные работы. Контрольные письмен- ные работы по физике являются одним из видов учёта. Приме-
§ 43,5 191 нение их в 6—7 классах ограниченное. Проводятся контрольное работы не чаще одного раза в четверть, после изучения с уча- щимися законченного раздела или темы. Основывать учёт зна- ний только на контрольных работах совершенно неправильно. Контрольные работы являются лишь одним из дополнительных видов учёта к дгекущей, повседневной проверке знаний. Из раз- личных доводов, приводимых в защиту контрольных работ, заслуживают внимания два положения. Во-первых, проводя контрольную работу, преподаватель при затрате учащимися только одного часа сможет получить представление о зна- ниях всего класса по данному разделу физики. Во- вторых, контрольные работы выявляют способность учеников письменно излагать свои знания. Учитывая послед- нее положение/ не следует ограничиваться в контрольных рабо- тах только формулировкой законов, определениями физических величин, вопросами, требующими соображения, и задачами. Нужно предлагать учащимся произвести описание опыта или изложение того или иного вопроса физики. Такого рода сочинения способствуют развитию письменной речи ученика, точности формулировок и дают возможность судить о том, каким запасом физических терминов владеет уча- щийся. При проведении контрольных работ надо .следить за грамотностью учащихся. Учащиеся, если даже они гра- мотно пишут диктанты и сочинения по русскому языку, то в кон- трольных письменных работах по физике допускают иногда много орфографических ошибок. Причиной этого служат спе- цифические обороты речи, новые термины и слова, непривычные учащимся, а также, конечно, недостаточность общей подготовки по русскому языку. Преподаватель физйки не может брать на себя функции учителя русского языка, но если он пренебрегает правильностью построения учащимися оборотов речи и грамот- ностью, то он не только не способствует росту грамотности уча- щихся, но даже задерживает его. Учитывая общее развитие и подготовку учащихся, следует рекомендовать учителю прово- дить меньше контрольных письменных работ в 6 классе, а начать вводить их в полной мере в 7 классе. Заслуживает внимания возможность в контрольной работе предлагать вопросы различной степени трудности — более простые для малоуспевающих и более сложные для рабо- тающих особенно успешно. В каждую контрольную работу следует включать: 1) вопрос, требующий описания; 2) задачу с расчё- том и 3) вопрос-задачу на соображение. Формулировки законов, определений и написания формул без использования их для расчётов нельзя рекомендовать в качестве вопросов для контрольной работы, так как ответы на них могут оказаться не самостоятельными.
192 § 43,6 Приводим для примера образец типичной контрольной работы: 1) Опишите опыты, благодаря которым можно судить о направлении электрического тока. 2) Найдите сопротивление электрической плитки мощностью в 600 ватт при напряжении в 120 вольт. 3) Медная и железная проволочки одинакового сечения соединены по- следовательно. Какая из них нагреется сильнее при пропускании через них тока? Вопросы на соображение в пределах изученного материала могут быть какие угодно; что же касается задач, то они должны быть такого же типа, какие решались в классе. Сроки и общее содержание контрольных работ сообщаются учащимся заранее, чтобы дать возможность им подготовиться. При оценке работы прежде всего надо исходить из того, правильно и хорошо ли ответил 'учащийся на поставленные вопросы и задачи. Снижать оценку за несколько небрежное оформление и случайные арифметические ошибки не следует, если они не переходят известных границ; однако, на необходи- мость аккуратного и внимательного отношения к работе следует систематически обращать внимание учащихся1. Выявление орфографических ошибок обязательно; учащимся надо дать понять, что такие ошибки недопустимы и ведут к снижению оценки. 6. Экзамены по физике. Экзамены по физике проводятся только в конце 7 класса. Организация и методика проведения их точно регламентированы в специальных документах, изданных руко- водящими учреждениями. Министерством составляются для всех школ республики единые экзаменационные билеты. В них, кроме вопроса, требующего устного изложения, указаны и типы задач. Учителю остаётся только подобрать конкретные задачи. Кроме того, так как в экзаменационные билеты введена в обязательном порядке проверка знаний уча- щимися физического эксперимента в форме самостоятельных лабораторных работ, то учащиеся должны быть к этому подготовлены. Если в школе систематически проводи- лись лабораторные работы, то задача эта разрешается сравни- тельно просто; в конце учебного года учителю необходимо будет только возобновить в памяти учащихся методику производства работ. Для этого надо наиболее важные работы заранее собрать, расположить их в лаборатории и предложить учащимся в сво- бодное время тщательно просмотреть их, а то и вновь проделать. Задача усложняется, если в школе лабораторные работы 1 По вопросу об учёте знаний из статей в журнале «Физика в школе» надо иметь в виду следующие: Торчинский, Учёт работы по физике в неполной и полной сред- ней школе, 1938, № 1. Б огинский, Проверка знаний по физике в средней школе, 1940,
§ 43,6 193 систематически не проводились. В этом случае учителю необ- ходимо наладить ряд лабораторных работ в цонце учебного года и практически познакомить с ними учащихся. Кроме того, нужно, чтобы каждый из учащихся самостоятельно смог про- делать два-три опыта из числа демонстрированных учителем. Указания Министерства просвещения разрешают заменять включённые в билеты опыты другими. Конечно, в каждой школе, даже и в такой, в которой физический кабинет оборудован плохо, всегда можно поставить целый ряд простых опытов по измере- ниям, простым машинам, инерции, трению и т. д. При всех усло- виях учащиеся 7 класса на экзамене должны хорошо знать опи- сание и применение таких приборов, как: приборы для измерения длины, объёма, веса и силы; отвес и уровень; барометр*; термо- метр; калориметр; блок; рычаг; вольтметр и амперметр; компас и др. Кроме того, необходимо; чтобы учащиеся могли про- делать самые простые опыт ы, иллюстрирующие такие вопросы, как инерция, трение, составление электрической цепи со звонком или лампочкой, полюсы магнита и магнитное поле; включение электромагнита, получение изображений с помощью линзы и т. п. В ответ на заданную в билете тему учащийся после достаточ- ной подготовки должен дать связный рассказ о всём том, что ему известно по данному вопросу. Необходимые пояс- нительные чертежи должны быть выполнены учащимся на класс- ной доске или в крайнем случае на листе бумаги. Во время изло- жения не следует прерывать учащегося. Вопросы по теме за- даются учащемуся после того, как он • закончил свой рассказ. Кроме того, учащийся показывает решение заданной ему задачи, «если это было ему поручено, и в заключение проводит демон- страцию опыта или измерения. Экзамен должен вести сам учитель и не передавать проведение экзамена ассистентам. Вопросы ассистентов допускаются только с разрешения ведущего экзамен учителя. Опыт работы школ показал на огромное значение органи- зации консультаций непосредственно перед экзаменом. Консультации нельзя превращать в «натаскивание» или прово- дить на них систематическое повторение курса. Преподаватель на консультациях должен помочь учащимся разобраться в недо- статочно ясных для них вопросах, какие вызвали затруднения у учащихся при подготовке к экзамену. Кроме того, должны быть выставлены все те приборы, которые будут применены на экзамене, чтобы учащиеся могли проверить, а в случае надоб- ности восстановить приобретенные ими ранее навыки. Наконец, следует выставить также все те учебные наглядные пособия (картины, диаграммы, модели и пр.), которые могут быть исНоль- зованы при объяснениях учащимся тех или иных вопросов на экзамене. 13 Е. Н. Горячкин, том I
194 § 44,1—2 § 44. Повторение пройденного 1. Значение повторения. «Повторение — мать ученья» — говорит русская пословица. В этой пословице выражена вер- ная, основанная на огромном опыте, такая педагогическая мысль. Память человека не в состоянии удержать всей прошлой деятельности сознания; человек забывает многое из того, что не повторяется, с чем он впоследствии редко встречается. Необходи- мо, чтобы учащиеся к концу учебного года подошли, зная весь основной материал, изученный ими в течение года, но это воз- можно только в том случае, если этот материал в основных своих чертах^ будет систематически подвергаться повто- рению. При этом на повторение нельзя смотреть, как на особый придаток к педагогическому процессу; оно должно стать его неотъемлемой ча’стью, органически врастать в методику преподавания. Напомним, что огромное значение для лучшего запоминания имеет систематизация материала в процессе его изучения путём подчинения его определённому кругу идей. Такая системати- зация материала даёт возможность устанавливать наличие взаимных связей между отдельными физическими явлениями и законами, что облегчает процесс запоминания. Чем же лучше и осмысленнее усвоен учащимися материал в про- цессе его изучения, тем меньше потребуется времени на его вос- становление в конце учебного года. 2. Соединение повторения с учётом знаний. Повседневный, систематически проводймый, учёт знаний учащихся по существу и является повторением в процессе изучения. Нет никакой необходимости выделять специальное время на повторение старого в период изучения нового материала. Если ученики не разобрались в том или ином вопросе, необходимо на нём задер- жаться, но отнюдь не полагаться на доработку его впослед- ствии при повторении; лишь обеспечив понимание и усвоение, можно двигаться дальше. В практике многих школ приходится встречаться со случаями, когда преподаватель часть урока посвящает повторению изучен- ного ранее материала, вне всякой связи с текущим изучаемым материалом, и притом иногда без всякой необходимости, в силу лишь ложных педагогических традиций повторять на каждом уроке. Внимание учащихся переключается на другие вопросы; при этом искусственно затормаживается работа сознания и за- гружается память. Такую методику нельзя признать педагоги- чески оправданной. При правильной организации учебного процесса повторение преподанного должно быть орга- нически увязано с изучением нового материала; в этом случае не потребуется и специального времени на повто- рение. Поэтому в начале каждого урока, соединяя учёт с повто-
§ 44,3 195 рением, преподаватель должен ставить вопросы учащимся, главным образом, по тому материалу, отчётливое знание которого нужно для успешного изложения рассматриваемого вопроса. При этом важнейшее значение имеет последовательность в пред- лагаемых учащимся вопросах; нужно ставить их отнюдь не в пе- ремешку, а на основе связей, существующих между явлениями, с тем, чтобы впоследствии ответы послужили базой для развёр- тывания вопроса, изучаемого на данном уроке. Кроме вопросов, для той же цели могут быть использованы задачи. Достаточно внимательно просмотреть программу 6—7 классов, чтобы убе- диться в том, что изучение последующих её тем основывается на знании материала предыдущих. Метрические меры, например, повторяются почти буквально во* всех темах 6—7 классов; с по- нятием удельного веса учащийся встречается при изучении свойств жидкостей, атмосферного давления, закона Архимеда и даже калориметрии. В учении о теплоте (7 класс) находят применение все знания учащихся о трёх состояниях вещества и т. д. G понятием силы, которое даётся в 6 классе, учащиеся встречаются в начатках курса механики (7 класс). Учение о работе, энергии и законе сохранения энергии пронизывает всю программу 7 класса и т. д. Увязывая изученный материал с новым, мы не только повторяем, но устанавливаем функцио- нальные связи между различными физическими явлениями и тем самым формируем в умах учащихся идею об единстве природы. 3. Повторение как специальный вид работы. Означает ли сказанное о повторении, что нужно совершенно отказаться от повторения материала как специального вида работы? Такой вывод делать не следует. Необходимо в конце каждой четверти, после того как изучена определённая глава курса, один-два урока посвятить общему обзору пройденного. Подоб- ные обзоры полезны во многих отношениях: в них прежде всего подчёркивается важнейшая сторона изученного материала, фиксируется внимание учащихся на узловых вопросах темы, прослеживаются связи между явлениями, и всей теме придаётся законченность. В конце учебного года на подобного рода обзоры отводится значительно большее время. Учащиеся к концу года подходят обогащённые известными знаниями и не- которой способностью к физическому мышлению. Было бы мето- дически неправильно повторение учебного материала вести теми же способами, которые применялись при его начальном изучении. Новые качества, приобретённые учащимися в течение года, позволяют построить работу по повторению ма- териала годового курса, рассматривая его с более общих точек зрения. Это даёт возможность провести повторение курса в более короткий промежуток времени. Всё сказанное выше особенно относится к 7 классу, учащиеся которого сдают выпускные экзамены за двухлетний курс физики. 13*
196 § 44,3 Если в процессе работы в году преподавателю удалось органи- чески связать повторение с вновь изучаемым материалом, то подготовка учащихся к выпускным экзаменам удовлетворительно решается в 12—14 часов, специально выделенных в конце заня- тий в 7 классе. Совершенно очевидно, что о повторении учителю надо ду- мать не в конце учебного года, а с самого его начала, при плани- ровании своей работы. Многие учителя считают, что при повторении курса физики в конце учебного года в порядке подготовки к экзаменам доста- точно ограничиться разбором с учащимися только тех вопросов курса, которые стоят в экзаменационных билетах. Такая точка зрения неверна и может привести к недоразумениям. Во-первых, экзамен проводится по всему курсу семилетки; поэтому учащийся должен быть готов к ответу на любой вопрос программы, и эк- заминаторы вправе задать ему их; во-вторых, многие вопросы тесно связаны между собой, и-, чтобы ответить хорошо на вопрос, стоящий в билете, ученик должен знать материал, который не упомянут в билетах. Подготовка учащихся должна вестись по всей програм- м е семилетки. Это, конечно, не значит, что все до одного во- просы должны быть заново проработаны с учащимися; доста- точно ограничиться повторением основных принципиаль- ных вопросов. При повторении лучше всего наметить ряд «стерж- невых» тем, вокруг которых объединить материал из различных отделов курса. Например, одной из ведущих тем курса является тема «Закон сохранения энергии». Постановка этой темы даёт возможность повторить с учащимися такие важные вопросы, как: работа, мощность, к. п. д. простых машин, переход работы в теплоту, калориметрические балансы, тепловое действие тока, движение проводника с током в магнитном поле (электромоторы), электро- магнитная индукция (динамомашины). Тема «Силы и их действие» может явиться связующим фактором ряда разнородных вопро- сов: сила тяжести (вес, удельный вес), сила трения, сила дав- ления (давление), передача давления телами, атмосферное давление, давление на тела, погружённые в жидкость или газ (закон Архимеда, плавание), и др. Тема «Механическое движение» даёт возможность пересмот- реть весь раздел кинематики. Возможен, конечно, и иной выбор узловых тем. Обзорное повторение курса по узловым темам, как нетрудно видеть, имеет огромное образовательное и воспитательное значение; оно прежде всего развивает мышление учащихся, оно является одним из средств в борьбе с формализмом в знаниях учащихся. Наконец, оно объединяет знания, полученные учащимися в тече- ние двух лет, в стройную систему.
§ 45,1 197 Глава одиннадцатая УЧЕБНАЯ КНИГА ПО ФИЗИКЕ § 45. Учебник по физике 1. Роль и,значение учебника. Нередко приходится наблю- дать, что изложение преподавателя как по содержанию, так и по форме, полностью, вплоть до рассмотрения даже мелочей, совпадает или, вернее, копирует изложение учебника. Такой способ преподавания • является совершенно неправильным и может быть объяснён одной из двух следующих причин. Иногда преподаватель обладает недостаточной квалификацией или же строит педагогический процесс без надлежащего предваритель- ного продумывания его. Часто преподаватель намеренно придер- живается такого способа с целью возможно более облегчить учащимся домашнюю работу. Однако, хороший педагог, зная форму изложения в учебнике, строит свою методическую си- стему изучения, нередко весьма отличающуюся от принятой в учебнике, но строит так, что учащиеся с успехом пользуются учебником и вполне усваивают его. В связи с поднятым вопросом надо прежде всего выяснить назначение учебника. Учебник предназначен не для самообра- зования, а в помощь педагогическому про- цессу, протекающему в основном в классе и затем продол- жающемуся при домашних занятиях учащихся. В учебнике должна быть изложена в достаточно кратком, но ясном виде сущность вопроса, изучаемого в классе, с тем чтобы учащиеся могли дома восстановить в памяти все основные поло- жения, сформулированные учителем, и выучить их. Однако, учебник не может быть сведён до конспекта, так как, во-первых,учащимся приходится иногда самостоятельно изучать тот или иной вопрос, что случается при пропусках ими занятий, и, во-вторых, при повторении пройденного уча- щиеся должны найти в учебнике не только одни результаты или выводы, но и процесс получения этих выводов. Наконец, не все учащиеся или не всегда достаточно уясняют себе с одного раза всё изложенное преподавателем на уроке и поэтому должны дополнительно изучать тот же вопрос по учебнику у себя дома. Почему же полное соответствие между изложением учебника и преподавателя должно рассматриваться скорее как отрица- тельное явление в работе учителя? Такое соответствие может наблюдаться при одном из двух условий: 1) если учебник пол- ностью удовлетворяет требованиям методики и 2) если, что самое главное, учитель не является творцом педагогического процесса, а из года в год, вне зависимости от обстоятельств ( в частности от
198 § 45,2 развития и интересов детского коллектива), ведёт уроки по шаблону, определяемому учебником \ Далее, в §§ 52—111, и ранее, в § 42, даны указания, какую огромную творческую работу должен совершать советский педагог, подготавливаясь к урокам и ища наилучших путей к наибольшей эффективности изложения и усвоения вопроса учащимися. Нередко оказывается, что один и тот же педагог для одного детского коллектива излагает воп- рос шире и глубже и идёт иными методическими путями, чем для другого коллектива такого же возраста и класса. Если преподаватель сумел разъяснить учащимся вопрос так, что они его действительно «поняли», то чтение ими учебника, излагающего то же, но, может быть, с иным методическим под- ходом, иными словами, с иными примерами, с описаниями дру- гих опытов, не представляет затруднений, как это показывает массовый педагогический опыт. Более того, учащиеся, встречая несколько иное изложение вопроса, только углубляют своё понимание его. Однако, из изложенного нами отнюдь не следует, что преподаватель должен в своём изложении намеренно уходить от учебника; всё лучшее, всё методически наиболее ценное и обос- нованное в учебнике должно найти себе место в соответствующих местах изложения. Первое, что должен сделать преподаватель,— это, изучить применяемый учебник и существующие другие с целью узнать, как разрешаются методические вопросы различными авторами. На основании сравнения методических приёмов преподаватель сможет выбрать тот путь, который он найдёт наилучшим. Учебник физики используется учащимися для следующих целей: 1) домашнее чтение и усвоение изученного в классе; 2) ознакомление в классе при рассказе преподавателя и по его указанию с портретами учёных, рисун- ками внешнего вида различных объектов и сложных чертежей при отсутствии соответствующих настенных картин и других учебных пособий1 2; 3) решение задач дома по ука- занию преподавателя; 4) самостоятельная работа учащихся по изучению отдельных новых для них вопросов. Такой приём надо применять неоднократно в течение курса, чтобы при- учить учащихся к совершенно самостоятельной работе по книге. Однако, ни в коем случае этого нельзя делать по отношению к каким-либо сложным вопросам и необходимо ограничиваться более простыми, частными. Кроме того, изученное учащимися самостоятельно должно быть обязательно разобрано в классе при опросе с целью устранения возможных ошибок. 2. Учебники по физике. Поскольку учебник для 6 и 7 классов оставался более 10 лет неизменным, постольку у преподавателя 1 См. сноску на стр. 199. 2 Такая мера является допустимой в связи с недостатком учебных пособий, вызванным войной.
§ 45,2 199 не могло быть выбора. Основной недостаток этого учебника за- ключался прежде всего в том, что при непрерывной эволюции про- граммы ни содержание, ни тем более методическая сторона учеб- ника почти не подвергались изменениям. Поэтому в последнее время (1946 и 1947 гг.) существовал значительный разрыв между программой и учебником и притом, главным образом, в методическом отношении. Достаточно ярким примером служит исключение из программы 1944г. электростатики, в то время как учение о токе оставалось изложенным в учебнике на основании этого раздела1. Кроме того, некоторые из вопросов в соответст- вии с ранее действующими программами оказались изложенными более подробно, а другие — недостаточно полно, чем это нужно было по новой программе. Вообще говоря, учебник Фалеева и Пёрышкина содержал в себе вполне удовлетворительное изложение некоторых вопросов и оказывался весьма несовершен- ным в изложении электрических и оптических явлений. Преподавателю при составлении плана и подготовке к урокам следует пользоваться несколькими учебниками, например, следу- ющими: I. А. В. Ц и н г е р, Начальная физика. Учебник, ставший классическим и являющийся первоисточ- ником, из которого многие из удачно решённых методических вопросов были перенесены в учебники других авторов. Учебник заслуживает самого тщательного изучения его преподавателем, несмотря на то, что содержание его во многом превышает объём современной программы начальной физики. II. Д. И. Сахаров, Физика. Учебник для VI и VII клас- сов школ взрослых. III. Д. И. Сахаров, Физика. Учебник для педучилищ. Особого внимания заслуживает первая книга. Для книги характерна значительная сжатость изложения, переходящая местами в конспективность. Однако, учебник даёт яркое выяв- ление связей между явлениями. Вторая книга отличается от пер- вой более обширным материалом. Обе книги можно рекомендо- вать для учителя как настольные. Для систематического исполь- зования учащимися семилетней школы книги непригодны. IV. М э нн и Твисс, Учебник физики, пер. с англ., изд. 2-е, 1922. Учебник американских педагогов интересен тем, что строит процесс обучения начальной физике, отправляясь от производ- ственно-технического окружения школьника. К данной книге авторами издано методическое руководство. V. Рабочие книги для 5, 6 и 7 годов обучения разных авторов (Бачинский, Горячкин, Цинге р, Немыто в, Фалеев и Пёрышкин, Нейман и Соколик). 1 В ряде школ наблюдалось прохождение электростатики, несмотря на её исключение.
200 § 45,3; § 46 Книги могут быть использованы преподавателем не только для ознакомления с некоторыми вопросами техники (§ 10), но и для извлечения из них задач и задач-вопросов с техническим содержанием. В этих книгах преподаватель найдёт также много- численные примеры приложения законов физики в быту и в при- роде. 3. Записи учащихся в тетради. Немалое значение для запоми- нания изучаемого, кроме учебника, имеют записи уча- щихся в их тетрадях. Нужно требовать, чтобы у каждого из учащихся была специальная тетрадь по физике, содержащая одновременно и записи в классе и домашние работы х. Для облег- чения построения чертежей, диаграмм и т. д. полезно, чтобы тетради были в клетку. При нормальной постановке дела препо- даватель первого концентра должен записывать на доске название темы, формулировки важнейших законов, определения, новые для учащихся слова и термины, не считая обычно применяемых рисунков и записей при объяснениях и ре- шении задач (рис. 61, 68, 101). Все эти записи должны переноситься учениками в свои тетради, и выполнение этого требования препо- даватель должен проверять при опросе (§ 43, 3). § 46. Внеклассное чтение учащихся Одним учебником не могут ограничиваться пособия, необхо- димые для работы учащихся. Действительно, в задачу преподава- ния физики входит вопрос о приучении учащихся к самосто- ятельному чтению, чтобы они могли углублять и расширять свои знания по физике при помощи чтения соответствующей литературы, сначала прибегая к консульта- циям с преподавателем, а затем работая совершенно самостоятель- но. Это требование гфи нормальном подборе учебных пособий может быть выполнено при помощи специальной хрестома- тии по физике и строго определённого набора научно-популяр- ных и популярных технических книжек, написанных специ- ально для школы-семилетки применительно к её программе и в развитие её. Однако, ни хрестоматии, ни таких книг Учпед- гизом для школы-семилетки не издавалось1 2. Поэтому преподава- телю для внеклассного чтения приходится подбирать наиболее подходящие из числа многочисленной научно-популярной и тех- нической литературы, издаваемой другими издательствами в до- военное время в числе многих сотен названий. Принципы, которые должны быть положены в основу такого подбора, следующие: 1) доступность для учащихся само- 1 Об оформлении записи задач—см. §39; лабораторных работ—см. § 27, 6. 2 Хрестоматия и научно-популярные книги (рабочая школьная библио- тека) издавались Учпедгизом для школ второй, но не первой ступени.
§ 46 201 стоятельно изучать излагаемые вопросы; 2) достаточная зани- мательность изложения, возбуждающая интерес к науке и к дальнейшему чтению; 3) актуальность излагаемых вопро- сов для учеников, изучающих физику в школе-семилетке. По содержанию подбор таких книг обычно должен заклю- чать вопросы из области техники и военного дела с некоторыми .материалами из физики, необходимыми для объяс- нения разбираемых вопросов. Среди этих * книг значительное место занимают всякого рода руководства по и з г о- то влению различных действующих моделей и по техниче- скому моделированию. Книги последнего типа находят себе боль- шой спрос среди учащихся, склонных к занятиям дома по констру- ированию моделей и различного рода приборов. Значительный интерес вызывают у учащихся книги по занимательной науке и технике,’в том числе содержащие «научные развлечения». Наименьшее количество книг ’ удаётся подобрать по чистой фи- зике, причём в основном они сводятся к описанию опытов и уст- ройству приборов. Немаловажное значение имеют также фан- тастические романы, главным образом, Жюля Верна и Уэллса. Наконец, следует особенно отметить некоторые книги, например, Ильин, «Рассказ о великом плане» и др., знакомящие не только с вопросами техники и физики, но ярко выявляющие значение на*уки в деле социалистического строитель- ства. Таким образом, библиотека для внеклассного чтения по фи- зике должна заключать в себе указанный ассортимент, подобран- ный на основе приведённых выше принципов. Преподавателю следует прежде всего ознакомиться с отделом научно-популярных кйиг в своей общешкольной библиотеке и взять их ца учёт. Кроме того, необходимо выяснить, какие из подходящих для чтения книг имеются в ближайшей городской или сельской библиотеке, и организовать оттуда передвижку. Наконец, комплектование библиотеки, производимое систематически, из года в год, должно осуществляться путём приобретения в магазинах или выписы- вания по почте вновь издаваемых книг. Из научно-популярных журналов следует обязательно выписать «Знание — сила» и «Техника молодёжи». Сведения о новых выходящих в свет книгах, которые могут быть использованы для внеклассного чтения, преподаватель сможет найти в указанных журналах в отделах «Что читать», а также в библиографическом отделе жур- нала «Физика в школе». Научно-популярную и техническую литературу и фантасти- ческие романы лучше всего иметь при физическом ка- бинете в виде библиотечки для учащихся; выдачу книг тогда придётся производить самому учителю. При распре- делении книг самим учителем увеличится их читаемость, и, глав- ное, ему, как никому другому, легче определить, окажется ли дан-
202 § 47,1—2 ная книга доступной для того или иного ученика и сможет ли она заинтересовать его. Большое значение для повышения спроса на книги имеет устройство в классе витрины с выставкой на ней книг, относящихся к вопросам, изучаемым в классе в данное время (см. т. II, § 9, рис. 39). Список научно-популярных книг, изданных до настоящего времени и наиболее ценных для внеклассных занятий, приведён в т. III. § 47. Библиотека учителя 1. Значение библиотеки. Задачей каждого советского педа- гога, в том числе и преподавателя физики, является неустанная работа по повышению своей квалификации; прямым следствием этого явится увеличение эффективности преподавания в школе. Если же преподаватель прекратит такую работу над самим собой, тотчас же начнётся не только постепенное и быстрое отставание его знаний в области бурно развивающихся наук — физики и советской педагогики, но и прямой регресс, так как из памяти станет постепенно исчезать многое из того, что было усвоено преподавателем ранее. Повышение квалификации должно идти по двум основным направлениям — по физике и по педагогике, в частности и по методике физики. Оставляя в стороне вопрос о вызовах учителя на курсы по повышению квалификации, нужно указать основной путь повышения квалификации, именно—про- должение расширения и углубления своего образования путём самостоятельного чтения1 соответствующих ос- новных пособий и периодической литературы. Таким образом, возникает вопрос о необходимости приобретения преподавателем книг и выписки журналов или, другими словами, об организации библиотеки учителя. Кроме повышения своей ква- лификации, книги по физике нужны учителю при составлении тематического и урочного планов (§ 13 и § 42, 3 и 5), так как эту работу приходится начинать с восстановления в памяти того или иного физического вопроса во всей его широте и полноте. 2. Книги по физике. В состав библиотеки учителя должен преж- де всего входить один из фундаментальных курсов физики, ко- торый используется в основном не для систематического изуче- ния, а для справок по отдельным вопросам. К таким курсам мо- гут быть отнесены: О. Д. X в о л ь с о н, Курс физики, т. I— V, изд. 5-е, 1923, и т. I, изд. 6-е, 1933. Э. Гримзель, Курс физики, ред. Бачинский, т. I, вып. 1 и 2, 1931—1932, и т. II, вып. 1, 1938. 1 При возникновении затруднений при чтении преподавателю следует обращаться за разъяснением на кафедры физики ближайших институтов повышения квалификации или учительских.
§ 47,2 201 Физический словарь, под ред. проф. Беликова, т. I—V, 1936—1938. Курсами физики, служащими для систематического изучения и пополняющими знания по сравнению со знаниями, получен- ными в Учительском институте, будут: 1-й степени трудности: С. А. А р ц ы б ы ш е в, Курс физики для втузов, часть 1-я. Механика, теплота. Молекулярная физика, 1945, стр. 195. Часть 2-я. Электричество, 1945, стр. 260. Часть 3-я. Оптика. Строение атома, 1945, стр. 328. К. А. Путилов, Курс физики, т. I и II, изд. 4-е, 1940— 1945, стр. 431+476. В. А. Михельсон, Курс физики, т. I и II, изд. 10-е, 1939—1940, стр. 455+656. 2-й степени трудности: А. Б. Млодзеевс к*и й, Молекулярная физика, изд. 5-е, 1941, стр. 272. А. А. Эйхенвальд, Электричество, изд. 8-е, 1933. С. Э. X а й к и н, Механика, изд. 2-е, 1947, стр. 574. Г. С. Л а н д с б е р г, Оптика, 1940, стр. 559. Акад. А. Ф. И о ф ф е, Курс физики, т. I. Механика. Теплота. Электричество, изд. 3-е, 1940, стр. 520. Р. В. П оль, Введение в механику и акустику, изд. 2-е, 1933. Р. В. П о л ь, Введение в современное учение об электричестве, 1931. А. Г. Столетов, Собрание сочинений, т. III. Введение в акустику и оптику, 1947, стр. 442. Э. В. Ш п о л ь с к и й, Атомная физика1, 1944. Кроме указанных, большое значение могут иметь для учителя элементарные книги: А. И. Бачинский, Физика в трёх книгах, Учпедгиз, 1925—1927. А. И. Бачинский, Учение о силах и о движении. Москва 1914. А. В. Ц и н ге р, Начальная физика. Вторая ступень. Меха- ника. Москва 1915. Из справочников по физике следует настоятельно рекомен- довать: А. И. Б а ч и к с к и й, В. В. Путилов и Н. П. Су- вор о в, Справочник по физике, 1941. Справочник предназначен для средней школы и содержит в себе сведения о различных системах мер, всякого рода таблич- ные данные как по физике, так отчасти и по технике, величины важнейших физических констант, хронологические даты из v Окажется доступной только в своих отдельных частях.
204 § 47,3—4 истории физики и техники, а также сопоставления их с событиями всемирной истории. Включение справочника в библиотеку учителя необходимо. 3. Книги по истории физики. В первую очередь молодому на- чинающему педагогу надо обратить особое внимание на воспол- нение двух крупных пробелов в своём образовании. По истории физики педагогические и учительские институты не дают буду- щим учителям систематических знаний. Между тем знание исто- рии физики — одно из необходимых условий для успешного проведения курса в школе-семилетке. Действительно, как это было указано выше в § 9 и рассматривается далее в каждом из методических указаний, преподавателю при прохождении по- давляющего большинства тем приходится сообщать учащимся те или иные исторические сведения, а иногда даже строить мето- дику своего изложения на основе исторического материала. Кроме того, нужда в знаниях по истории физики особенно ска- зывается при внеклассных занятиях. Поэтому молодому педагогу- физику настоятельно рекомендуется приобрести и изучать одно из пособий, излагающих историю физики в известной системе. К числу таких книг должны быть отнесены указанные в библио- графическом перечне по истории физики (§ 9). 4. Книги по технике. Вторым и ещё более крупным пробелом нашего педагогического образования является полное отсутствие подготовки преподавателя по вопросам техники. Между тем при преподавании физики в школе-семилетке в каждой из тем рас- сматриваются в иллюстративных целях технические приложения, не говоря уже об экскурсиях, требующих от учителя соответ- ствующей подготовки по вопросам техники. Поэтому молодому преподавателю необходимо серьёзно заняться восполнением пробела своего образования в этой области. В настоящее время в продаже нет пособий, являющихся энциклопедией элементов современной техники. Первое издание Советской технической энциклопедии в настоящее время распродано, и, кроме того, оно явилось бы не только непригодным для систематического ознакомления с узловыми вопросами техники, но иногда даже трудным и для отдельных справок. Некоторые сведения о тех- нике могут быть почерпнуты из Большой и Малой советских энциклопедий, а также из старых изданий Брокгауза и Эфрона и «Просвещения». Кроме популярной технической литературы по отдельным вопросам, которую может доставать преподаватель, огромную пользу ему может принести просмотр устаревших и, кстати сказать, неприменимых как учебник в школе, рабочих книг по физике, из которых наибольшим распространением поль- зовались: А. И. Бачинский, Рабочая книга по физике для 5, 6 и 7 классов; Е. Н. Горячкин, Рабочая книга по физике для 5, 6 и 7 годов обучения; А. В. Цингер, Рабочая книга для 5 и 6 года. В этих книгах описано сравнительно значительное кбли-
§ 47,5 205 чество технических применений физики в самых разнообразных процессах производства. Основным же. источником сведений по элементам современ- ной техники для । учителя может и должен явиться издающийся в настоящее время журнал «Техника молодёжи». Его необходимо выписать и систематически изучать; более того, следует попытать- ся достать его комплекты за прошлые годы и также проштуди- ровать большинство содержащихся в журнале статей. Статьи в журнале написаны техниками и физиками, выдающимися спе- циалистами и популяризаторами, и, если эти статьи проштуди- ровать по комплектам прошлых лет, то они не только значи- тельно вооружат преподавателя знаниями в области техники, в том числе, и военной, но и сильно расширят его кругозор как физика. Журнал «Техника молодёжи» должен стать настоль- ной книгой преподавателя тем более, что в своих отдельных ча- стях его можно предлагать для чтения учащимся. Особо же важ- ное значение журнала заключается в том, что ориентация в нём взята на достижения нашей советской техники и науки и на выяв- ление значения их для соцстроительства. Исчерпывающим руко- водством по военной технике является известное методическое пособие: В. П. Внуков, Физика и оборона страны, изд. 5-е, 1943. 5. Методическая литература. В области повышения своей педагогической квалификации преподавателю школы-семилетки надо рекомендовать изучение методической литературы не только по отношению к первому, но и второму концентру физики. Дей- ствительно, для высококачественного преподавания начальных сведений по физике совершенно необходимо точно знать, какое целеустремление и развитие получает курс во втором концентре. Для этой цели должно быть как минимум рекомендовано ознаком- ление с книгами: П. А. Знаменский, Методика преподавания физики в средней школе, 1947. И. И. Соколов, Методика физики, 1936. Особое же значение имеет систематическое чтение журнала «Физика в школе», преследующего цели повышения методи- ческой квалификации учителя и являющегося трибуной для обмена практическим опытом между преподавателями. В биб- лиографическом отделе журнала преподаватель найдёт ука- зания о выходящих в свет новых книгах, заслуживающих изучения. Преподавателю следует попытаться собрать хотя бы отдельные разрозненные номера журнала за прошлые годы, так как там он безусловно найдёт для себя много важных сведений. Кроме указанного, преподавателю настоятельно рекомендуется систематическое чтение журнала «Советская педагогика», где он встретит много интересного и важного для себя как педагога вообще.
206 $ 48,1 Литература по вопросам демонстрационного эксперимента и лабораторных работ указана в т. II, § 74, где выделены пособия, которые должны явиться настольными и для преподавателя. Из них наибольшего внимания заслуживают: Галанин, Горячкин, Жарков, Сахаров, П а в ш а, Физический эксперимент в школе (т. I—«Оборудование кабинета»; т. II — «Механика твёрдого тела»; т. III и IV — «Электричество»; т. V — «Переменный ток и радиотехника»; т. VI — «Акустика *и оптика»), Учпедгиз, 1934—1941. П. А. Знаменский, Лабораторные занятия по физике в средней школе, части I и П, изд. 3-е, 1934, и Лабораторные занятия по физике. Пособие для учителей и студентов педвузов, 1930. Глава двенадцатая ВНЕКЛАССНЫЕ ЗАНЯТИЯ ПО ФИЗИКЕ § 48. Виды и значение внеклассных занятий 1. Значение внеклассных занятий. Одним из признаков успеш- ности преподавания физики служит наличие интереса, проявляе- мого учащимися к предмету. Чем значительнее этот интерес, тем больше вопросов услышит преподаватель, тем чаще станут обращаться к нему учащиеся за консультациями как по физике, так и по технике. Весьма знаменательным является тот факт, что среди учащихся всегда находится ряд лиц, глубоко заинтере- сованных вопросами физики и техники не столько со стороны теории, сколько в отношении практики. Такие учащиеся иногда значительную долю своего домашнего времени посвящают про- изводству физических опытов и конструированию различных действующих технических моделей. Особый интерес у учащихся возбуждает электротехника, тем более, что потребности быта приводят их к необходимости своими силами производить неко- торый ремонт осветительной проводки, нагревательных приборов и т. п. Одной из обычных работ любителей физики часто является устройство сначала простейшего детекторного радиоприёмника, а затем и лампового с дальнейшим усовершенствованием его конст- рукции. Поэтому весьма значительное количество вопросов уча- щихся к преподавателю относится к области электротехники и, в частности, радиотехники. Задача преподавания физики не может ограничиваться сооб- щением учащимся только тех знаний, содержание и объём ко- торых указываются официальной программой по физике. Все запросы учащихся должны оказаться в посильной мере удовлетво- рёнными. Так как время, отведённое для уроков, должно быть использовано только по своему прямому назначению, то для
§ 48,2 207 удовлетворения этих запросов следует организовать дополни- тельные занятия, проводимые во внеурочное время, но- сящие названия внеклассных. Задачей преподавателя, сумевшего разбудить у учащихся интерес к физике, является такая организация внеклассных занятий, чтобы они удовлетворяли строго определённым целям, дополняя и совершенствуя обучение и воспитание учащихся в классе х. Такими целями внеклассных занятий по физике служат: 1) Пополнение и углубление знаний по физике. 2) Развитие инициативы, самостоятельности, творче- ских и конструктивных способностей учащихся. 3) Приучение к самостоятельной работе над книгой. 4) Обучение некоторым навыкам политехнического ха- рактера. 5) Идейно-политическое (коммунистическое) воспитание. 2. Виды внеклассных занятий. В соответствии с поставлен- ными целями виды внеклассных работ могут быть следующие: 1) Беседы и’ лекции преподавателя. 2) Дополнительные лабораторные работы. 3) Киносеансы (рис. 102 и 103). 4) Рефераты и доклады учащихся (рис. 104, I—III). 5) Вечера занимательной физики (рис. 117). 6) Стенгазета (рис. 118, I—IV). 7) Подготовка учащимися к урокам демонстра- ций, лабораторных работ, наглядных пособий и т. п. В этих занятиях чаще всего производится изучение таких вопросов или проводятся такие мероприятия, которые вызваны интересами «сегодняшнего дня». Для занятий характерна их непосредственная связь с тем или иным вопросом физики, изу- чаемым в данное время в классе. Ставятся они чаще всего в раз- витие изучаемого вопроса и иногда для подготовки к нему. В методических указаниях даны конкретные советы о рациональ- ной тематике подобных занятий (§§ 52—111). Кроме упомянутых занятий, имеющих по большей части эпизодический характер, важнейшее значение имеют система