Author: Ковтунович М.Г.
Tags: рисование и черчение дизайн декоративно-прикладное искусство и художественные промыслы здравоохранение медицинские науки физика эксперименты пособие для учителей
ISBN: 978-5-691-01625-7
Year: 2007
Text
[
БИБЛИОТЕКА $
. УЧИТЕЛЯ
ИКИ
............
jJQJQ Ковтуна: И,
. IOlD GJWH
I
.
3 ) r I . Т
. .
.
Iф 31М! . ....11
""'"
. ,классы
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
,
,
.
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
МАНИТАРНЫЙ
ЗДАТЕЛЬСКИЙ
ЕНТР
8/IADOC
l
&И&ЛИОТЕКА
УЧИТЕЛЯ
ФИ3ИКИ
,
. ...
p.
M.r. КОВТУНОВI1Ч
ДомаШИIIЙ
Jксперllмеит
по фИJике
Пособие ДJUI учитеnя
7...11
к.naCCbl
fYМАНИТАрныА
ИJДAТЕЛьскиА
ЦЕНТР
/
B пAOOC
Москва
2007
ББК [373.1:53](072)
УДК 74.262.22
К56
Ковтунович M.r.
К56 Домашний эксперимент по физике : пособие для
учителя I M.r. Ковтунович. М. : rуманитар. изд.
центр ВЛАД ОС. 2007. 207 с. (Библиотека учителя
физики).
ISBN 978 5 691 01625 7.
AreHTcTBo CIP prB.
Овладение знаниями по физике, развитие познавательных и
творческих способностей учащихся, деятельностный подход к
орrанизации педаrоrическоrо процесса будет особенно успешным
при использовании домашнеrо эксперимента по физике в учебном
процессе.
Пособие содержит методику проведения эксперимента, лоrиче
ский и психолоrический практикум.
Для учителей физики общеобразовательной школы.
ББК [373.1:53](072)
УДК 74.262.22
ISBN 978 5 691 01625 7
@ Ковтунович M.r., 2007
@ 000 .rуманитарный издательский центр
ВЛАДОС.,2007
@ Оформление. 000 rуманитарный издательс
кий центр ВЛАДОС., 2007
Принцип системной дифференциации
в построении комплекса по физике
«Домашний эксперимент»
Одним из всеобщих принципов развития всех систем и в том
числе систем знаний, является принцип системной дифферен
циации, который может быть приложен к системе физическоrо
образования школьников. Он выражает чрезвычайно важную
закономерность обучения и воспитания вообще и физическо
ro образования в частности, однако педаrоrические выводы из
Hero до сих пор не сделаны и не выражены в форме полезных
рекомендаций.
Ясное и достаточно развернутое обоснование принципа диф
ференциации в ходе yмcTBeHHoro развития от общеrо к частному
мы находим в знаменитом труде Я.А. KOMeHcKoro «Великая ди
дактика». Один из ведущих тезисов KOMeHcKoro состоит в том,
что обучение и воспитание должны сообразовываться с при
родой развития познания, а ее суть состоит в том, что «природа
начинает свою образовательную деятельность с caMoro общеrо
и кончает наиболее частным». Самую важную ключевую роль
в познавательном развитии ребенка Коменский видел в про
цессах различения. «Все будет усвоено ясно, писал Коменский,
если всему будет положено прочное основание, если все, допус
кающее различение, будет различено самым точным образом,
а все, что имеет взаимную связь, постоянно будет соединяться».
По мнению Н.И. Чуприковой: «По видимому, только на этом
пути можно сформировать у детей хорошо расчлененные, упо
рядоченные и орrанизованные системы знаний, которые, по
известной мысли Ушинскоrо, лежат в основе воспитанноrо ума
человека».
В психолоrо педаrоrической и методической литературе
можно найти немало примеров реализации общеrо интеrpаци
онно дифференцированноrо плана развития знаний в препо
давании ряда школьных предметов, а исследования по репре
3
зентации коrнитивных структур, базирующихся на предметных
знаниях явно недостаточны.
Реализация принципа системной дифференциации в про
цессе конструирования содержания предметноrо образования
вьщвиrает особые требования, которые учитываются при co
ставлении учебных проrpамм:
1) первоочередное усвоение учащимися знаний, имеющих
обобщенный и теоретический характер;
2) ориентация обучения на выявление и первоочередное
раскрытие базовых, rенетически исходных, существен
ных и всеобщих отношений, определяющих содержание
и структуру cOBpeMeHHoro содержания данной предмет
ной области знания;
3) ориентация обучения не только на усвоение школьника
ми основных теоретических положений, но и на умение
конкретизировать важнейшие теоретические отношения
блаrодаря частным эмпирическим фактам.
Единицей обучения при таком построении проrраммы CTa
новится не урок, а тема, так как при изучении темы BBOДHO
ориентировочный, операционально познавательный (или pea
лизующий) и оценочно результативный (ШIИ диаrностический)
компоненты (этапы) учебноrо процесса проявляются достаточ
но полно и очевидно.
Хотя научный поиск в этом направлении ведется, и HeKOTO
рые педаrоrические выводы уже сделаны, в частности В.В. Дa
вьщов и Л.В. Занков в отношении начальною школьноrо об
разования. Есть на сеrодняшний день и попытки построения
проrpамм на основе принципа системной дифференциапии для
средней школы. Это проrpаммы по математике М.А. Холод
ной (1997, 2002), по химии Е.В. Волковой (2002), по эколоrии
r.H. Каропы (1999), в отношении преподавания физики таких
исследований не проводилось.
Необходимо выявить общие методолоrические и методиче
ские основания реализации интеrрационно дифференцион
Horo подхода в преподавании физики и представить методику
экспериментальноrо исследования репрезентативных коrни
тивных структур физическоrо знания.
В дидактике физики процессу систематизации знаний
на протяжении мноrих лет и блаrодаря усилиям вьщающих
ся методистов уделялось достаточно большое внимание, в том
числе и формированию на этой основе естественно научноrо
миропонимания школьников. Вот что писал по этому поводу
В.Р. Ильченко: «Операция выявления сходства, систематизация
4
представлений, образование упорядоченных звеньев знаний
самопроизвольный процесс, аналоrичный процессу образования
упорядоченных структур в окружающей природе (образование
атомов, кристаллов, орrанических молекул и т.д.). Если созна
ние оперирует разобщенными представлениями и понятиями, то
новое, усвоенное им знание будет воспринято на уровне памя
ти, не оказав влияния на развитие целостности знаний. Если же
сознанию свойственна систематичность спонтанных понятий,
развиты отношения общности между ними, то полученное зна
ние включается в систему и все знания, хранящиеся им, CTaHO
вятся более систематичными и емкими». Известные всем COBpe
менным педаrоrам исследования психолоrов Л.С. Выroтскоrо,
СЛ. Рубинштейна, Д.Б. Эльконина свидетельствуют о том, что
сознание учащихся развивается в направлении все большеrо ox
вата знаний, интеrpации их и yrmотнения образования понятий
все большей ёмкости. Ни у Koro теперь не вызывают сомнения
выдвинутые В.В. Давыдовым положения о том, что «развитыIй
ум обладает теоретическим мышлением, имеющим своим coдep
жанием область объективно взаимосвязанных явлений, COCTaB
ляющих целостную систему. Без нее и вне ее эти явления MOryт
быть объектом лишь эмпирическоrо рассмотрения». Наиболее
проrpессивные методики начальноrо образования нацелены на
формирование теоретическоrо мышления с опорой на общие за
коны развития как природы в целом, так и yмcTBeHHoro развития
школьника. Однако в преподавании физики этот подход до сих
пор не нашел должноrо отражения, особенно на первой ступени
обучения, в 7 8 классе. Общепризнанным является утвержде
ние, что на данной ступени обучения физике оно должно носить
эмпирический характер, а строиться на основе восхождения от
частноrо к общему, т. е. процесс истинной систематизации зна
ний, обобщения и придания им целостности возможен только в
старшей школе. Мы не можем соrласиться с таким положением
в преподавании физики основной школы. Действительно, про
являя интерес к физике на первой ступени обучения, учащиеся
теряют ero уже в 9 классе. Возможно это происходит потому, что
развивая любознательность как первую ступень развития позна
вательноrо интереса, мы забываем, что истинный познаватель
ный интерес возможен только на основе самостоятельноrо реше
ния правильно поставленных проблем и развития теоретическоrо
мышления соrласно психолоrическим законам развития ребенка
в том или ином возрасте.
Соrласно Ж. Пиаже, формирование новой структуры мыш
ления у детей начинается с 11 лет. Период рождения rипоте
5
тико дедуктивноrо мьшшения, способности абстраrировать
понятие от действительности, формулировать альтернативные
rипотезы и делать предметом анализа собственную мысль про
исходит с 11 15 лет. К концу подростковоrо возраста, ребенок
уже способен отделять лоrические операции от тех объектов, над
которыми они производятся, И классифицировать высказывания
независимо от их содержания по их лоrическому типу. За стадией
rипотетико формальноrо мышления следует стадия, характери
зующаяся способностью находить и ставить проблемы. Ж. Пиаже
считал, что развитие идет независимо от обучения, которое про
исходит с непосредственной опорой на уже достиrнутый уровень
развития и в тесной зависимости от Hero. То есть и само обучение
должно идти «естественным» путем, Korlla психические CTPYКТY
ры вызревают соrласно своим, rенетически заданным законам,
Korдa при усвоении KOHKpeTHoro материала (математическоrо,
физическоrо, историческоrо и т.п.) у человека формируется та
или иная лоrическая структура знания.
В настоящее время ни у Koro не вызывает сомнения, что
мышление ребенка, как rипотетико лоrическое, так и проблем
ное не развивается спонтанно, ero следует развивать. Сам Пиа
же подчеркивал, что как сами стадии развития интеллекта, так
и порядок их следования не являются результатом врожденной
проrpаммы, не предрешены заранее, они дают лишь возмож
ности для реализации проrраммы развития, для непрерывной,
последовательной конструкции HOBoro. Роль, которую иrрает
в этом процессе школьное обучение, полно и доказательно оп
ределил Л.С. Выrотский в своем известном положении о том,
что обучение ведет за собой развитие. rальперин выделил oc
новные типы учения, получившие условные обозначения: пep
вый, второй и третий типы учения.
Соrласно первому типу учения, процесс овладения знанием
или умением происходит при неполном руководстве со CTOpO
ны преподавателя и контролируется лишь по ero конечному
результату. Формы «традиционною обучения», несмотря на их
внешнее разнообразие, оказываются вариантами первоrо типа,
в основном это репродуктивное обучение, учение происходит
вслед за учителем, под ero руководством, не отличается caMO
стоятельностью мыслительной деятельности, носит эмпириче
ский характер.
При втором типе учения, происходящем с использованием
полной, хотя и не обобщенной ориентировочной основы yc
ваиваемоrо действия, которую учащийся получает от препода
вателя в [отовом виде, исследователи и учителя фиксируют ви
6
димый развивающий эффект. Причем развитие, качественные
изменения имеют место не только в мыслительных операциях,
но и в друrих психических процессах восприятия, памяти, BO
ображения, речи.
Наиболее ощутимые сдвиrи, соrласно исследованиям
ПЯ. rальперина и ero последователей, мощный эффект в раз
витии достиrается при третьем типе учения. Исследования,
проведенные т.в. rабай, показали, что при этом обеспечивает
ся стимуляция познавательной деятельности, формирование
познавательноrо интереса у учащихся, развитие мышления
(табл. 1). Причина таких изменений состоит в ТОМ, что учени
ки вооружаются средствами различения и оценки BHyтpeHHero
строения и свойств объектов. При этом обобщение осуществ
ляется учащимися не просто на основе общеrо в предметах, а по
тем их свойствам, которые вошли в состав ориентировочной
основы действий, направляемой на анализ этих предметов.
Современное преподавание физики, по большей своей час
ти, предполаrает осуществление учения по первому типу, раз
витие при этом происходит естественным путем. Очень мноrие
ученые физики и учителя считают, что само содержание пред
метной области физическоrо знания дает пищу для размыш
лений, с чем конечно нельзя не соrласиться. Однако в данном
случае, процесс развития неизбежно является спонтанным и
зависящим от личностных особенностей YMCTBeHHoro разви
тия индивида. Усвоение учебной информации неизбежно HO
сит репродуктивный характер, умственные операции, которые
производит ученик, совершаются в большей степени в рамках
оперативной памяти, не осознаются учащимся и не закрепля
ются в долrовременной памяти. Получается, что применитель
но к процессу обучения, в настоящее время отдельные знания,
умения, навыки, ценностные ориентации, психолоrические Ha
выки и Т.П., формируются разрозненно.
Дрyrой путь обучения процессу усвоения определенной ин
формации, распространенный ныне в школе, носит целенаправ
ленный характер, но он обычно оrpаничен рамками спецкурсов
по лоrике или психолоrии или индивидуальными коррекцион
ными психолоrическими проrpаммами по развитию памяти,
мышления и Т.П. Такие проrpаммы обычно осуществляются либо
в rимназиях, т. е. в работе «одаренными» детьми, либо в классах
коррекционноrо обучения или педаrоrической подцержки.
Реализация любоrо дидактическоrо комплекса, учебноrо
материала на уровне усвоения учащимися, связано с репрезен
тативностью коrнитивных структур, выступающих средством
7
00 Таблица 1
Этапы стимулирования домашней экспериментально исследовательской деятельности учащихся. их связь с уровнями
развития познавательноrо интереса учащихся
rpYnnbI стимулов и их содержание Признаки развития познавательноrо Деятельность учащихся
интереса
I ЭТАП СТИМУЛИРОВАНИЯ подrОТОВИТЕЛьно орrАНИЗАЦИОННЫЙ / I УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ ПОЗНАВАТЕЛьноrо
ИНТЕРЕСА УРОВЕНЬ ПОНИМАНИЯ
Предметная направленность
1. Новизна подачи материала, эффект He Заинтересованность в получении Изучение методов научноrо познания и их
ожиданности И занимательности через знаний научных фактов; знакомство структуры.
использование предметов домашнеrо со знаниями о методах научноrо по
обихода. знания носит ситуативный характер,
2. Ознакомление с методами научноrо проявляется в связи с внешней зани
познания. мательностью.
Практическая направленность
1. Использование в качестве средств Ha Возникает желание самим прове Изrотовление приборов, проведение про
rлядности приборов, изrотовленных рить явление или закон в домашних стейших измерений (определение цены дe
предыдущими поколениями учеников условиях,изrотовитьприбор.Носит ления приборов, измерение длины, площа
или самим учителем. неустойчивый характер. Необходи ди, объема, температуры), перевод единиц в
2. Нацеливание на изrотовление про мо постоянное стимулирование. СИ. Накопление приборов и материалов для
стейших приборов из предметов дo домашней лаборатории.
машнеrо обихода.
З. Нацеливание на создание домашней
физической лаборатории.
Орrанизационная направленность
1. Рассказ о подrотовке места для дo Ребята стремятся правильно орrани Подroтавливают стол для домашнеrо экспе
машнеro экспериментирования. зовать свою деятельность по домаш риментирования, полотенце для протирания
rpYnnbI стимулов и их содержание
2. Нацеливание на рациональное pac
пределение времени на домашний
эксперимент.
З. Оформление тетрадей для домашних
опытов, наблюдений и лабораторных
работ для систематизации результа
тов домашнеro экспериментирования.
1. Вдохновенное эмоциональное слово
учителя.
2. Эвристическая беседа учитель уче
ник, стимулирующая предложения
учеников, касающихся путей и спосо
бов осуществления эксперимента или
изrотовления приборов.
Признаки развития познавательно..-о
интереса
нему экспериментированию, которая
выражается в том, что они подroто
вили место для домашнеrо экспери
ментирования, выбрали день недели
для проведения домашних опытов и
наблюдений.
3моциональнаянаправленность
Проявляется вслед за учителем.
Эмоциональные проявления заинте
ресованности: жесты, мимика удив
ления, удовлетворения; поза внима
ния; восклицания, вопросы и т. д.
Продолжение табл. 1
Деятельность учащихся
приборов, ящик для их хранения. Выбирают
день недели, в который они MOryт спокойно
проводить опыты В домашней обстановке.
Оформляют тетради для домашнеro экспе
риментирования, записывают в нее общий
план оформления домашней лабораторной
работы.
Включение учащихся в эвристическую бесе
ду учитель ученик, высказывание инициа
тивных предложений.
Мотивация
Мотивация и признаки развития мышления на первом этапе
Общие операции мышления и признаки развития ,,-ипотетико ло..-ическо,,-о мышления
Мотивация этоro уровня является низкой,
ребята еще не определили свои жизнен
ные планы, не связывают их с физикой,
увлекаются лишь внешней, заниматель
ной стороной опытов, сам процесс pa
боты, ее конкретное содержание их мало
интересует.
'-D
Элементы системы научных знаний представляют собой ряд не связанных между
собой, рядоположных фактов; выполняются наиболее простейшие действия и опе
рации: выдвижение простейших предположений, определение цели эксперимента,
упорядочивание проведения опыта, простейшие вычисления; анализ и вывод по
эксперименту делается вслед за учителем (вместе с учителем). Установление новых
связей, разрушение привычных стереотипов при использовании предметов домаш
Hero обихода по ApyroMY назначению (для изroтовления приборов, проведения опы
тов, создания домашней лаборатории и пр.). Установление связей между элемента
ми таблицы, выполнение рисунков опытов. Рассказы о проведенных исследованиях,
простейшие обобщения.
......
о
Продолжение табл.1
rpYnnbI стимулов и их содержание Признаки развития познавательноrо Деятельность учащихся
интереса
11 ЭТАП РЕАЛИЗУЮЩИЙ / 11 УРОВЕНЬ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКО ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЙ
Предметная направленность
1. Создание проблемных ситуаций при Характеризуется исследовательской Ученик проводит домашние опыты, наблюде
формулировке заданий. деятельностью как эксперименталь ния и лабораторные работы, применяя MeTO
2. Использование частично поисковоrо HOro, так и теоретическоrо xapaK ды научноrо познания.
и поисковоrо методов при разработке тера; в соответствии со структурой
содержания заданий. происходит воспроизведение и oc
мысление rOToBoro знания и научно
rо(учебноrо) исследования.
Практическая направленность
1. Показ практической значимости BЫ Проявляется в деятельности по при Демонстрация на уроке приборов, изrотов
полнения задания. менению знаний. ленных дома, воспроизведение опытов, про
2 Демонстрация изrотовленных при веденных дома, в классе перед учителем и
боров на уроке, воспроизведение OT товарищами.
дельных опытов.
Орrанизационная направленность
1. Возможность реrулирования объема Учащиеся сами выбирают объем Ba Выбор заданий для следующеro урока. Фор
обязательной, вариативной и инди риативных и индивидуальных зада мирование rруппы и руководителя дЛЯ BЫ
видуальной части еженедельных за ний, формируют rруппы для выпол полнения одноrо или нескольких экспери
даний. нения rрупповых заданий и руководи ментальных заданий, возможна работа rруп
2. Чередование и возможность выбора теля rруппы; умеют самостоятельно пы на постоянной основе. Выбор времени и
видов деятельности. выбрать время и место проведения места проведения эксперимента; подбор ин
Продолжение табл.l
rруппы стимулов и их содержание Признаки развития познавательноl'"О Деятельность учащихся
интереса
З. Орrанизация соревнований. эксперимента, подбор инструментов струментов и материалов для ero осуществ
4. Иrровые и театральные формы. и материалов для ero про ведения. ления. Использование печатных инструкций.
5. Индивидуальные и rрупповые консуль Стремятся участвовать в иrровых и Использование справочной и дополнитель
тации. театральных постановках, стремятся ной литературы.
к использованию справочной и дo
полнительной литературы. В случае
затруднений ребята сами подходят к
учителю за консультацией.
Эмоциональная направленность
1. Взаимная ПО,IJДержка учителя и уча Выражается в мобилизации психи Выражение эмоциональной удовлетворен
щихся. ческих процессов: внимания, ощу ности, радости. Участие в иrрах, дискуссиях,
2. Эмоциональный тонус в общении. щений, восприятия и представления, театральных постановках, КВНах. Помощь и
З. Эвристический эффект красоты. памяти, мышления и воображения, ПО,IJДержка товарищей и учителя.
4. Иrры, дискуссии, КВНы, театрализо волевоrо усилия, творчества.
ванные представления, использова
ние стихов и т. п.
Мотивация и признаки развития мышления на втором этапе
Мотивация Общие операции мышления и признаки развития l'"ипотеТИКО-ЛОl'"ическоl'"О мышления
Мотивация среднеrо уровня характеризу Отработка лоrических операций, точное следование предписаниям (алrоритмиза
ется тем, что увлечение физикой еще не ция), отработка и тренировка в измерениях, вычислениях, способах кодирования ин
носит устойчивоro характера, но ребята с формации, развитии rрафических и вычислительных навыков, перевод единиц в СИ,
увлечением занимаются исследователь тренировка в записи анализа результатов опыта. Умение формулировать rипотезу,
скими работами. проводить мысленный эксперимент, установление мноrозначных связей, обобще
ние, умение делать вывод, установление связей между опытом и теорией, образное
представление понятий и явлений.
.......
.......
.......
N
rpYnnbl стимулов и их содержание
Признаки развития познавательноrо
интереса
Продолжение табл. 1
Деятельность учащихся
111 ЭТАП ОБОБЩАЮЩЕ ТВОРЧЕСКИЙ {III УРОВЕНЬ УЧЕБНО И НАУЧНО-ТВОРЧЕСКИЙ
(С НАПРАВЛЕННОСТЬЮ НА ПРОДУКТИВНУЮ И НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧАЩИХСЯ)
1. Самостоятельное исследование, инди-
видуальные и коллективные задания.
2. Задания на придумывание собствен-
HOro эксперимента.
З. Перспектива достижения более BЫ
соких результатов в учебной деятель
ности.
4. Перспектива достижения личных pe
зультатов в разноrо рода и уровня
соревнованиях (олимпиады, научно-
практические конференции и т.п.).
5. Возможность работать в индивиду
альном темпе и по индивидуальному
плану.
1. Про ведение выставок работ учащихся.
2. Выявление и показ практической зна
чимости исследований.
З. Выступление с отчетами о работе пе-
ред учениками, учителями и родите
лями.
4. Выступление на научно-практических
конференциях учащихся различных
уровней.
Предметная направленность
Выражается в усвоении основных
злементов исследовательской дея-
тельности; интерес к научным зна
ниям характеризуется стремлением
понять сущность явлений, процес-
сов, закономерностей развития фи
зической науки.
Практическая направленность
Выражается в самостоятельном BЫ
полнении заданий эксперименталь
Horo характера; выполнением всех
действий и операций исследова
тельской деятельности; стремлени-
ем к выполнению «необязательных»
опытов; проведение исследований
по самостоятельно поставленной
цели; поиск новых вариантов поста-
Выбор учащимися вариативных и индивиду
альных заданий; придумывание собственных
опытов, проведение наблюдений по caMO
стоятельно выдвинyrой цели и rипотезе.
Подrотовка изrотовленных приборов к вы-
ставке. Защита выполненных исследований,
написание рефератов.
rpYnnbI стимулов и их содержание Признаки развития познавательно,-о Деятельность учащихся
интереса
новки опытов. Стремление к творче
ской (продуктивной) деятельности.
Систематическое использование
дополнительной и справочной лите
ратуры.
Ор,-анизационная направленность
1. Привлечение к принятию управленче Выбор заданий характеризуется Формирование rрупп и выбор руководителя.
ских решений. самостоятельным выбором вариа Консультации у учителя (научноrо руководи
2. Взаимоконтроль. тивных и индивидуальных заданий, теля). Помощь товарищам.
З. Привлечение учащихся к разработке в формировании rрупп и выборе py Орrанизация собственной деятельности по
заданий для текущеro контроля. ководителя rруппы. Руководитель подrотовке к выступлению на научно практи
4. Оценивание работ вместе с учащи rруппы стремится правильно pac ческих конференциях учащихся различноrо
мися. пределить обязанности внутри rруп уровня.
5. Включение учащихся в педаrоrическую пы. Стремление выполнить задание
деятельность в роли руководителя; полностью и в срок.
руководство rруппой при подrотовке Стремление работать индивидуаль
коллективных заданий для обобщаю но или в паре над собственным науч
щих уроков. ным ученическим исследованием.
6. Коллективные и индивидуальные KOH
сультации.
7.Стимулирование ответственности за
себя и товарищей.
3моциональнаянаправленность
Продолжение табл. 1
.......
\.;.J
Окончание табл. 1
rpYnnbI стимулов и их содержание Признаки развития познавательноrо Деятельность учащихся
интереса
1. Создание ситуации успеха как дЛЯ OT Выражается в личностном xapaктe Участие в орrанизации иrр, постановок, co
дельных учеников, так и для Bcero кол ре деятельности; активное участие в трудничество с товарищами и учителем.
лектива класса. уроке, желание помочь друrим, кри
2. Доверие к познавательным и творче тическое отношение к тем, кто Ha
ским возможностям ученика. рушает дисциплину в классе, cocpe
З. Эмоциональный эффект иrр, театраль доточенная работа всеro коллектива
ных постановок. класса. Эмоциональное отношение к
4. Психолоrический климат в коллективе, собственным личным успехам: YДOB
атмосфера поиска и творчества. летворение, радость, познание yc
пеха cBoero и товарищей.
Мотивация и развитие мышления на третьем зтапе
Мотивация Общие операции мышления и признаки развития rипотетико лоrическоrо мышления
Мотивационная направленность на осоз 1. Умение самостоятельно выявить проблему, проанализировать ее, наметить пути
нание роли, которую иrрают знания в фи решения, провести решение и проверку, сформулировать выводы. Развитие BЫ
зике и в практической жизни общества, числительных и rрафических умений, умение самостоятельно проводить учебное
в развитии собственных способностей и исследование. Ориентировка в учебной, справочной и научной литературе. Обоб
мышления. Мотив достижения личноrо щение серии экспериментов, выявление закономерностей.
успеха или успеха rpYnnbI. 2. Воображение и образное мышление проявляются в:
а) изrотовлении собственных приборов;
б) написании сочинений о физическом явлении; выявлении сущности физи
ческих явлений и экспериментов;
в) художественном обобщении;
r) написании рефератов, обобщении большоrо объема материала по физике, исто
рии физики, естествознанию, философии и психолоrии.
создания личностных знаний, обеспечивающих целостный
взrляд на мир, общество и себя. Мы предлаraем третий путь:
единство «ecTecTBeHHoro», обеспечивающеrо самостоятельную
работу личности по усвоению конкретной информации, и опы
та целенаправленноrо. Этот путь лежит в создании специаль
но орrанизованноrо обучения, rде на основе конкретною ca
мостоятельно YCBoeHHoro материала появляются необходимые
психолоrические новообразования, осуществляется форми
рование психолоrических структур, в частности коrнитивных
внутренних структур физическorо знания. Это формирование
осуществляется на основе принципа системной дифференциа
ции, приложимоrо как к орrанизации caMoro процесса обуче
ния физике, так и к процессу орrанизации внутренних менталь
ных структур. Информация из окружающеrо мира извлекается
и используется индивидом только в той мере и в такой форме,
как это позволяют имеющиеся у Hero коrнитивные структуры.
Именно этими моментами и обусловливается то чрезвычайно
важное значение, которое иrрает понятие «коrнитивные CTPYК
туры» В теории и практике обучения, имеющеrо, как известно,
личностно обусловленный и принципиально информационный
характер, формирование же их подчинено принципу системной
дифференциации.
Более эффективному решению этих задач может и должна
способствовать специально разработанная и поэтапно реали
зуемая система учебных заданий, совокупность видов и форм
учебно исследовательской и научно исслеповательской пея
тельности школьников по физике. Комплекс домашнею экс
периментирования по физике для основной школы (7 9 класс)
разработан в соответствии с этими требованиями, а ero CTPYK
тура и реализация подчинены принципу системной дифферен
циации.
Реализация принципа системной дифференциации в про
цессе конструирования содержания проrраммы физическоrо
образования выдвиrает определенные требования к ее cтpyктy
ре. Важнейшими из них являются следующие:
1. Обучение физике полжно начинаться с усвоения школь
никами знаний, имеюших обобщенный и теоретический xapaK
тер. Более частные и конкретные эмпирические знания должны
выводиться из них, соrласно В.В. Давыдову, «как из единой re
нетической основы». Соответственно данному требованию He
обходимо уже на самых начальных этапах обучения раскрыть
школьникам систему ведущих естественно научных понятий,
отражающих межпредметный характер естественно научноrо
15
знания. Начиная преподавание с обших физических законов,
понятий и теорий, вводимые естественно научные знания дa
лее дифференцируются и усложняются в соответствии с диффе
ренциацией и усложнением форм и законов. движения материи:
от механической, как наиболее простой, общей и менее диффе
ренцированной, к более сложным химической и биолоrической
формам движения материи и ее структурным уровням.
2. Обучение физике должно ориентироваться на выявление
и первоочередное раскрытие базовых, rенетически исходных,
существенных и всеобщих отношений, определяющих coдep
жание и структуру современной физической науки. К таким
базовым и всеобщим отношениям в естествознании можно OT
нести фундаментальные законы и принципы, такие как: законы
сохранения (массы вещества, энерrии, электрическоrо заряда,
импульса), принцип симметрии П. Кюри, общие статистиче
ские закономерности, целостность природных систем, их CTO
хастичность и бифуркационность.
Во мноrих случаях такие отношения имеют абстрактный xa
рактер и представляют определенную трудность для понимания
и усвоения учащимися. Именно поэтому они должны воспро
изводиться самими школьниками в особых знаково символи
ческих, предметных или rpафических изображениях моделях,
позволяющих изучать и анализировать существенные свойства
данноrо объекта в чистом виде. Моделирование. позволяющее
отделить существенное от второстепенноrо, имеет настолько
важное значение в обучении физике, что представляется воз
можным рассматривать моделирование в качестве одноrо из
ведущих принципов физическоrо образования школьников.
Обучение физике, реализующее принцип системной диффе
ренциации, должно всеrда строиться на основе раскрытия и
усвоения школьниками теоретических отношений. COOTBeTCT
венно, обучение физике следует ориентировать не на усвоение
разрозненных научных сведений, не на механическое запоми
нание некоторой совокупности научной информации (как это
имеет место в массовой практике), а на поэтапное раскрытие
общих eCTeCTBeHHO научных принципов, на объяснение и по
нимание основных физических закономерностей, на выясне
ние механизмов развития и взаимодействия различных при
родных (физических, химических, биолоrических) явлений и
объектов. Отсюда вытекает особая значимость практической и
исследовательской работы учашихся, так как усвоение природ
ных закономерностей может осуществляться лишь осознанно и
это определяет следующее, вьщеленное нами требование.
16
3. Усвоение школьниками основных теоретических положе
ний физики возможно лишь при усвоении ими методов науч
Horo познания, как эмпирических, так и теоретических. К эм
пирическим методам относятся наблюдение и эксперимент,
к теоретическим абстраrирование, конкретизация и обобще
ние понятий, анализ, сравнение, классификация и др.
4. Обучение физике должно обеспечивать не только усвоение
школьниками основных теоретических положений физики, но
и умение конкретизировать важнейшие исходные отношения
блаrодаря частным эмпирическим фактам. Все это предполаrает
развитую способность совершать мысленные переходы от Bce
общеrо к частному и от частноrо к общему. Дрyrими словами,
выявленное и осознанное отношение должно быть подтвержде
но и конкретизировано самими школьниками совокупностью
самых разных примеров и эмпирических фактов. Поэтапная
конкретизация этою исходноrо положения, последующее ее
обобщение ведет к формированию у школьников собственных
принципов объяснения и пони мания физической реа.jlЬНОСТИ.
Эти принципы имеют опять же обобщенный характер и, следо
вательно, MOryт быть приложимы не только к отдельным част
ным случаям физическоrо взаимодействии, но и к целым клас
сам rенетически родственных случаев.
Исходя из общеrо закона развития, учения о внутренних,
ментальных коrнитивных структурах знаний, интеrрации eCTe
ственно научных и психолоrических знаний, можно сформули
ровать следующие положения, способствующие успешному обу
чению физике и усвоению физических знаний учащимися:
1. Эффективное функционирование предлаrаемоrо ниже
курса физики в школьном естественно научном образовании,
успешная систематизация и обобщение естественно научных
понятий, законов и теорий может быть достиrнута при условии,
если:
.
рассматривать научное познание как трехступенчатую
структуру движения от синкретическоrо единства фило
софской и научно теоретической формы познания при
роды через аналитически расчлененные формы познания
отдельных объектов природы к единству взаимосвязан
ных процессов интеrрации и дифференциации научною
знания;
при изучении фундаментальных физических понятий,
законов и теорий обучение будет производиться соrлас
но интеrрационно дифференцированному подходу, при
этом основным методом обучения должен стать проблем
.
17
но исследовательский метод на основе самостоятельноrо
домашнеrо эксперимента и системноrо eCTeCTBeHHO Ha
учноrо исследования, дополненноrо психолоrическими
и лоrическими методами исследования и философскими
обобщениями;
· репрезентированные индивидом физические знания
будут рассматриваться как орrаническая система, пред
ставляющая собой саморазвивающееся целое, которое
в процессе cBoero индивидуальноrо развития прохо
дит последовательные этапы усложнения и диффе
ренциации;
· процессы yмcTBeHHoro развития и обучения диаrности
руются в контрольных работах с точки зрения динамики
формы и содержания структур, репрезентирующих COOT
ветствующие знания в сознании и памяти человека.
2. Существует возможность объективноrо исследования
и сравнения содержания орrанизации внутренних репрезента
тивных структур знания путем создания специальной KOPT
технолоrии, если она будет сконструирована на основе:
· выделения разной степени дифференцированности суще
ственных признаков естественно научных понятий;
· оценок испытуемым истинности ложности специально
подобранных утверждений пропозиций, отражающих
связи между объектами структуры;
· положения о том, что внутренняя орrанизация таких
структур имеет определенные закономерности строения,
отражающие содержание предметной области;
. положения о том, что некоторые индивидуальные oco
бенности таких структур являются проявлением их Функ
циональной сформированности и зрелости.
Методолоrической основой предлаrаемой модели обучения яв
ляются:
· В философском аспекте: диалектика процесса познания
принципы восхождения от абстрактноrо к конкретному,
единства лоrическоrо и историческоrо, объективности и
всесторонности рассмотрения, единства анализа и синте
за, рассмотрения объекта в ero развитии, единства формы
и содержания, противоречивости изучаемоrо объекта, ero
количественной и качественной определенности, взаи
мосвязи количественных и качественных изменений.
· В общенаучном аспекте: идеи системноrо подхода, co
четание одноплановоrо анализа с мноrоаспектным (co
18
держательным, процессуально операциональным, лич
ностно мотивационным и др.), теории интеrрации и
взаимодействия наук в процессе научноrо познания,
принцип концептуальноrо единства исследования.
В общепсихолоrическом аспекте: теории коrнитивной
психолоrии, основанные на представлениях о коrнитив
ных структурах, семантические репрезентации знаний,
хранение репрезентированных понятий в долrовремен
ной памяти.
В психолоrо дидактическом и педаrоrическом аспекте:
психолоrические теории учебной деятельности, теория
развивающеrо обучения, теории межпредметных связей,
интеrрации содержания образования, психолоrо педаrо
rические основы формирования научных понятий.
Методика реализации данной проrраммы основана на фор
мировании понятий, которое тесно связано с лоrикой и пси
холоrией в вопросах определения, сравнения (совмещения),
различения (дифференцировки), классификации, конкрети
зации понятий, а также в вопросах психолоrическоrо тестиро
вания на качество усвоения понятий и развитие связанноrо с
ним вербальноro мышления. В методике преподавания физики
накоплен достаточно большой и интересный материал по этим
вопросам, однако он не нашел достаточноrо отражения в учеб
ных и дидактических пособиях для самостоятельной работы
учащихся.
19
Структура, содержание и методика реализации
психодидактическоrо комплекса
«Домашний эксперимент учащихся по физике»
При изучении естественно научных дисциплин одними из
важнейших методов познания и видов учебной деятельности
являются наблюдение и эксперимент. Первостепенное значе
ние при этом приобретает сознательное и прочное овладение
школьниками методами научноrо познания, вставая на пози
ции ученоrо исследователя.
Необходимо перенести проблему совершенствования учеб
Horo эксперимента в ту rтocKocTЬ, rде значительное внимание
уделяется ero содержательной и эмоциональной сторонам, rде
учащиеся имели бы возможность самостоятельно провести ис
следование и «открыть» закон, пользуясь при этом структурными
элементами методолоrии научноrо познания. В этой связи oco
бую ценность приобретает домашняя экспериментально иссле
довательская деятельность учащихся с подrотавливаемоrо учите
лем на осуществляемый учащимся в ero повседневной жизни.
Одним из видов самостоятельной экспериментальной pa
БотыI учащихся является домашняя экспериментальная работа.
Домашняя экспериментальная деятельность учащихся это пpo
ведения опытов, наблюдений и лабораторных работ, выполняемые
учащимися самостоятельно в домашних условиях, используя иЗ20
товленные ими самими приборы, с целью удовлетворения позна
вательных потребностей (интереса) и в соответствии с ЛО2икой
мыслительных процессов.
Перед каждым учителем стоит проблема стимулирования
у учащихся познавательных интересов, положительной HaCTpo
енности к учению и возбуждения внутренних стимулов позна
вательной активности. Творческое развитие, точнее ero интел
лектуальный аспект, тесно связано с развитием мышления.
Развитие познавательноrо интереса и мышления с их лоrи
ческой и образной составляющими как условие усвоения физи
20
ческих знаний учащихся связано с применением соответствую
щих стимулов. Опираясь на теорию стимулирования познания,
интереса и мышления правомерно применить следующую cxe
му последовательной реализации методической модели opra
низации домашнеrо экспериментирования учашихся: стимулы
обусловливают актуализаuию и направленность развития по
знавательноrо интереса; методически обусловленная учебная
деятельность на основе актуализированноrо познавательноrо
интереса, при водит к активизации мьшmения, соответственно
их возрастным особенностям это этап развития rипотетико
лоrическоrо мышления (см. схему 1).
Схема 1
Методическая модель стимулирования домашней
экспериментально исследовательской деятельности учащихся
Познавательный интерес
Методическая система стимулирования домашней
экспериментально исследовательской деятельности учащихся
Этапы:
I орrанизационно подrотовительный
11 исследовательско реализующий
111 обобщающе творческий
Система расширения и классификации домашних экспериментальных работ
курса физики
План расширения домашних экспериментальных работ по темам и урокам
обязательные
индивидуальные
Структура деятельности учащихся при выполнении домашнею
экспериментальною исследования
Блочная структура орrанизации домашних эксперимен
тальных работ учащихся в соответствии с вьщеленными эта
пами ее стимулирования орrанизационным, реализующим
21
и обобщающе творческим представлена в таблице 2. OCHOBHЫ
ми блоками, включающими в себя задания экспериментально
ro и исследовательскоrо характера, построенными на основе
выделения и тренировки лоrических методов познания, явля
ются: орrанизационный, ознакомительный, тренировочный,
частично поисковый, поисковый, исследовательский, KqH
трольно диаrностический, обобщающе творческий и личност
но творческий. В схеме 1 указанная блочная структура названа
системой расширения и классификации домашних экспери
ментальных работ в курсе физики, так как данная структура яв
ляется универсальной и может быть применена к любому курсу
обучения физики в школе (основному 7 9 классы и систем
ному lO ll классы). Созданная система обладает BHyтpeH
ней открытостью (расширяемостью), которая характеризуется
тем, что учитель, по своему усмотрению, может наполнить Ka
ждый блок конкретными экспериментальными, лоrическими
и контрольными заданиями по своему усмотрению, сохранив
при этом их методический характер, заложенный нами в Ha
звание блоков и их структурных компонентов. Причем такие
задания Moryт даваться до тех пор, пока учащимися (всем клас
сом и индивидуально каждым) не будут усвоены необходимые
лоrические приемы познания и не усвоен физический смысл
Toro или иноrо явления. Таким образом, в данной структуре за
ложен принцип системной дифференциации, проявляющийся
в том, что учитель ведет учащихся по пути учения от общих
исходных положений (как лоrических, так и физико теорети
ческих) через дифференциацию (конкретизируя физическую
теорию в моделировании физическоrо эксперимента) к обоб
щению на каждом уровне.
Такая последовательная работа в классе и дома создает yc
лови я для формирования обобщенных знаний и умений, KO
торые впоследствии переходят в устойчивый навык. Задача
решается уменьшением учебной наrpузки, приходящейся на
личность (во внутреннем плане), так как действия по aBTO
матизму не вызывают больших психических напряжений. Pa
боты орrанизованы по признаку вида учебной деятельности.
Сначала даются работы по репродуктивной деятельности (из
мерение объема, определение цены деления мензурки и т.п.),
Т.е. работа по образцу. Затем даются работы на продуктивный
вид деятельности. От учащеrося требуется проявить умение
соединить элементы знаний и умений в систему или экстра
полировать выработанные умения на новые условия (дейст
вия по аналоrии).
22
Блочная структура орrанизации домашних экспериментальных работ учащихся
в соответствии с этапами ее стимулирования
Таблица 2
N
VJ
1 этап Орf"анизаЦИОННО ПОДf"отовительный
Блок 1 орrанизационный:
. орrанизация целеполаrания;
. подrотовка рабочеrо места;
. оформление тетрадей для домашнеrо
экспериментирования
Блок 2 ознакомительный:
. ознакомление с видами домашних экс
периментальных работ (наблюдение,
домашний опыт, домашняя лаборатор
ная работа);
. ознакомление со структурой наблюде
ния, эксперимента, исследовательской
работы;
. ознакомление с формами описания
процессов (текст, рисунок, таблица из
мерений, rрафик);
. ознакомление с приемами лоrических
рассуждений и умозаключений
Блок 3 тренировочный:
. задания на изrотовление простейших
приборов (мензурка, динамометр,
весы);
. выполнение тренировочных заданий на
умения поводить простейшие измере
ния, вычисления;
. лабораторные работы по формирова
нию измерительных умений и навыков
Блок 4 контрольно диаrностический:
. контрольная работа по проверке изме
рительных умений
11 этап исслеДовательско реализующий
Блок 1 тренировочный (частично са
мостоятельный):
. выполнение опытов по заданию
учителя с точным следованием ero
предписаниям, отработка ЛОf"иче
ских умозаключений, тренировка в
анализе явлений;
. выполнение экспериментов по точ
ному распорядку, но с непроrнози
руемым результатом
Блок 2 частично поисковый:
. проведение эксперимента или ис
следования с недостающими дaH
ными;
. выбор учащимися вариативных и
индивидуальных заданий
Блок 3 поисковый:
. проведение самостоятельных ис
следований по заданию учителя;
. придумывание и проведение собст
венных опытов и исследований;
. изrотовление приборов без предва
рительных инструкций учителя
Блок 4 контрольно диаrностический:
. фронтальные лабораторные работы
и контрольные домашние экспери
менты на проверку усвоения CTPYK
туры исследования и лоrических
приемов умственной деятельности
111 этап обобщающе творческий
Блок 1 исследовательский:
. rрупповые задания для обобщающих
уроков по темам курса;
. индивидуальные творческие задания
исследовательскоrохарактера
Блок 2 контрольно диаrностический:
. итоrовая контрольная работа экспе
риментальноrо характера;
. домашняя контрольная эксперимен
тальная работа
Блок 3 обобщающе творческий.
. защита rрупповых исследовательских
заданий;
. защита rруппой созданной физиче
ской лаборатории;
. выступление rруппы в разноrо рода
соревнованиях: КВНы, театрализо
ванные постановки, обобщающие
уроки, учебно практические и научно
практические конференции учащихся
уровня класса и уровня школы
Блок 4 личностно творческий:
. участие в олимпиадах школьноrо,
районноrо, ropoAcKoro, республикан
cKoro уровней;
. защита научно исследовательских
работ в рамках научноrо общества
учащихся ropoAcKoro, республикан
cKoro, международноrо уровней
N
+:>.
Таблица 3
Распределение домашних лабораторных работ, опытов и наблюдений
по темам и урокам курса физики 7 класса
N2 Экспериментальные работы, предлаrаемые ДЛЯ выполнения в домашних условиях
п/п Тема курса, содержание урока
обязательно вариативно индивидуально
1. Введение
1 Ознакомление с видами экспери Домашняя лабораторная Опыты 1 2. Изrотовление Опыт 5
ментальных работ (наблюдение, работа N21 «rрадуирование масштабной ленты, куби Измерение длины, пло
опыт, лабораторная работа) мензурки» ческоro сантиметра щади, объема тел
2 Знакомство со структурой Ha Опыт З. Изrотовление MeH Домашняя лабораторная Выбор сосуда для изrо
блюдения, эксперимента, иссле зурки работа N22 «Измерение товления мензурки
довательской работы, оформ объема тела правильной
ление тетрадей для домашнеrо формы»
экспериментирования Выбор сосуда, проrрадуи
ровать дома или в классе
3 Проведение фронтальной лабо Опыт 4. Определение цены Опыт 4. Определение цены
раторной работы N21 «rрадуиро деления изrотовленных при деления изrотовленных
вание мензурки» боров (мензурки) приборов (мензурки, лен
ты, куба)
4 Проведение фронтальной лабо Домашняя лабораторная pa Домашняя лабораторная
раторной работы N24 «Определе бота N24 «Измерение объема работа N2 3 «Определе
ние объема TBepAoro тела» тела неправильной формы» ние вместимости различ
ных емкостей»
Продолжение табл. 3
N2 Экспериментальные работы, предлаrаемые для выполнения в домашних условиях
п/п Тема курса, содержание урока
обязательно вариативно индивидуально
5 Проведение фронтальной лабо Домашняя лабораторная pa
раторной работы N!!2 "Опреде бота N!!5 "Определение раз
ление размеров малых тел». ПО меров малых тел»
фотоrрафии
6 Проведение фронтальной KOH Домашняя лабораторная pa
трольной практической работы бота N!!5 "Определение раз
на измерение объема тел и опре меров малых тел.)
деление цены деления приборов
11. Первоначальные сведения о строении вещества
1 Строение вещества. Молекулы, Опыт 7. Изrотовить модель Выбрать материал: пла rрупповые: Опыты 8 и 9.
атомы. молекулы воды стилин, воск, суралин и Модели молекулярноro
др. Опыты 10, 11, 12 на строения вещества и
проверку rипотезы хаотическоrо движения
Опыты 13, 14,15 на Bыдe молекул (до конца изуче
ление причины и следст ния темы)
вия
2 Диффузия Опыты 16, 17. Выделить Опыт 18. Исследование
На уроке выделить условия условия прохождения перемещения rраницы
прохождения диффузии, причину диффузии между окрашенной и He
явления с точки зрения МКТ окрашенной жидкостей
при диффузии
3 Скорость движения молекул, Домашняя лабораторная Выбор способа кодиро Построение rрафика
температура тела. Закон диф работа N!!6 "Изучение вания информации по зависимости времени
фузии зависимости скорости лабораторной работе N!!6 прохождения диффузии
прохождения диффузии от (рисунок, таблица, rрафик) от температуры по лабо
температуры» раторной работе N!!6
N
vo
N
0\
NQ Экспериментальные работы, предлаl"аемые для выполнения в домашних условиях
п/п Тема курса, содержание урока
обязательно вариативно индивидуально
4 Обсуждение ИТОl"Oв домашней Работа над ошибками
лабораторной работы, вариатив домашней лабораторной
ных и индивидуальных заданий работы
5 Три состояния вещества Опыт 19. Сжимаемость жид
костей и I"азов
6 Обобщающий урок по теме.
(КВН, контрольно практическая
работа и др.)
111. Взаимодействие тел
1 Механическое движение Опыт 20. Система отсчета, Опыты 21, 22 rрупповые.
положение тела в простран Система отсчета и поло
стве жение тела в простран
стве
2 Равномерное инеравномерное Опыты 23, 24. Установле Домашняя лабораторная
движение ние зависимостей y=kx при работа NQ7 «Определе
равномерном движении ние скорости paBHOMep
Horo движения"
3 Расчет движения. Единицы Домашняя лабораторная
скорости работа NQ8 «Определение
скорости HepaBHoMepHoro
движения"
4 Расчет пути и времени движения.
Решение задач
Продолжение табл. 3
Продолжение табл. 3
Н2 Экспериментальные работы, предла аемые для выполнения в домашних условиях
п/п Тема курса, содержание урока
обязательно вариативно индивидуально
5 Контрольная работа на расчет
скорости, пути и времени дви
жения
6 Инерция
7 Взаимодействие тел Опыт 25. Изrотовление
рычажных весов
8 Масса тела, единицы массы. Домашняя лабораторная
Проведение фронтальных опы работа N2g «Определение
тов на изучение рычажных весов массы различных тел при
и взвешивание тел помощи рычажных весов»
9 Плотность вещества Домашняя лабораторная Домашняя лабораторная
работа N210 «Определение работа N211 «Определение
плотности твердых тел.) плотности воды, расти
тельноrо масла, молока»
10 Проведение фронтальной лабо
раторной работы N 2 5 «Определе
ние плотности TBepAoro тела»
11 Решение задач на расчет массы
и объема тела по ero плотности
12 Сила. Динамометр. Рассказ о Опыт 26. Изrотовление
причинно следственных связях динамометра
физических явлений
N
-....)
N
00
Окончание табл. 3
N!! Экспериментальные работы, предлаrаемые для выполнения в домашних условиях
п/п Тема курса, содержание урока
обязательно вариативно индивидуально
13 Выявление закономерностей Опыт 29. rрадуирование
Проведение фронтальной динамометра
лабораторной работы N!!6 Домашняя лабораторная
..rрадуирование динамометра». работа N!!12 ..Обнаружение
rрадуирование динамометра, и измерение веса тела»
изrотовленноrо дома
14 Сила. Сложение сил Опыты 27, 28. Изrотовле
ние приборов <,отвес» И
"уровень»
15 Сила трения Домашняя лабораторная Домашняя лаборатор
работа N!! 1 3 «Изучение ная работа N!!1 3, часть 2
зависимости силы трения ..Сравнение силы трения
от рода трущихся поверх скольжения и силы Tpe
ностей» ния качения»
16 Трение в природе и технике
Обсуждение домашних лабора
торных работ и опытов
17 Обобщающий урок по теме.
Решение задач. Подrотовка к
контрольной работе
18 Проведение контрольной работы
по теме ..Взаимодействие тел»
Опыты и лабораторные работы в тренировочных блоках pac
пределены соответственно в следующей классификационной
структуре:
1. Моделирование физических явлений.
2. Выдвижение rипотезы и ее обоснование.
3. Наблюдение и объяснение явлений, выяснение причин
но следственных связей физических явлений.
4. Установление зависимостей.
5. Определение закономерностей физических явлений.
6. Анализ наблюдаемых физических явлений.
В содержательном аспекте проrрамма состоит из 5 модулей:
экспериментальный и лабораторный практикумы, классифи
цированные на основании выделенных методов научноrо по
знания; лоrический, психолоrический и исследовательский
практикум.
Диаrностико контрольные работы, сконструированные по
темам курса физики, в лоrическом плане предполаrают диаrно
стику учашихся на умение формулировать rипотезу и обосно
вывать ее, проводить мысленный эксперимент и планировать
ero, определять условия прохождения опыта, выбирать способы
кодирования информации, устанавливать причинно следствен
ные связи, а также уметь работать с понятиями физики В плане
нахождения родовых понятий, отдифференцировки одних по
нятий от дрyrих, соотнесения понятий дрyr с дрyrом, форму
лирования умозаключений, вьщвижения тезиса и антитезиса
и умения их доказывать.
План расширения домашних экспериментальных работ по
темам и урокам курса физики включает в себя распределение
домашних экспериментальных заданий по темам и урокам oc
HOBHoro курса физики, мы вьщелили при этом обязательный,
вариативный и индивидуальный компоненты обучающей про
rраммы, которые носят открытый системный характер. В таб
лице 3 мы представили такой план для 7 класса. Учитель может
сам составить такие планы для 8 и 9 классов, используя нашу
учебную проrрамму, при этом обязательная, вариативная и ин
дивидуальная части MOryт видоизменяться, расширяться по yc
мотрению учителя в зависимости от познавательных особенно
стей класса и индивидуальности учащихся.
29
Методика орrанизации и проведения
домашней экспериментально исследовательской
деятельности учащихся в современном учебном
процессе по физике
Для Toro чтобы правильно орrанизовать процесс обучения
при внедрении новой методической системы, необходимо co
блюдать ряд общих педаrоrических условий.
Первое и 2лавное условие это воспитание у учащихся же
лания учиться. Необходимо с первых уроков создать установку
на развитие познавательноrо интереса и мотивации обучения,
разъяснить учащимся, зачем необходимо овладевать методами
научноrо познания, нацелить их на самостоятельный поиск,
исследование; может быть, мы все (учитель и ученики) будем
сотрудниками физической лаборатории, может быть, это будут
какие то иrровые ситуации. fлавное постараться пронести эмо
циональный тонус первоrо урока через весь курс физики. Уче
ники должны чувствовать, что обучаться новому это выrодно,
полезно и почетно.
Второе условие заключается в том, что Korдa мы обучаем уче
ника чему нибудь новому, то он при этом всеrда должен иметь
соответствующую подrотовку, т. е. новый уровень актуальною
развития ребенка должен лежать в «зоне ею ближайшею разви
тия».
Третье условие нельзя переrружать ученика учебой, спо
собность усваивать новые знания имеет свои rpаницы, необхо
дим индивидуальный подход к дозировке и степени сложности
заданий.
Четвертое условие заключается в том, что нужно выработать
четкую nрО2рамму, по которой будет вестись обучение. Однако,
разработав новую методическую модель, нельзя учесть специфику
каждоrо KOHKpeTHoro школьноrо коллектива и здесь, конечно,
важное значение имеет позиция учителя, ero опьп, педаrornческое
мастерство в подаче материала, профессиональное владение
различными методическими приемами, наконец, возможная
модификация проrpаммы, применительно к возможностям
данноrо KOHKpeTHoro класса.
Здесь мы подходим к пятому условию, каким должен быть
учитель и ero взаимоотношения с учениками. В условиях ry
манизации образования на первый план выходят проблемы
коммуникативные, связанные с утверждением HOBoro стиля
общения, отвечающеrо идеалам ryманизма и демократии. Для
30
успешноrо обучения между учителем и учеником должны быть
хорошие, дружеские отношения, кроме Toro, учитель должен
быть сам заинтересован в успешном освоении учениками пp02paM
мы, а если мы ставим задачу воспитания творческой личности,
то учитель должен быть сам творцом, чтобы побудить учащих
ся к творчеству. При ведем известное высказывание УА Уорда:
«Посредственный учитель излаrает. Хороший учитель объясня
ет. Выдающийся учитель показывает. rениальный учитель BДOX
новляет». Как красиво и точно сказано.
Воспитательная эффективность слова всеrда зависит от лич
ности школьника. В.А. Сух:омлинский считал, что если дети не
воспринимают слов воспитателя, то причину следует искать
не в словах, а в самом воспитателе. Слово имеет силу лишь у
Toro педаrоrа, KOToporo «принимают» дети. В противном случае
возникает ситуация либо формальноrо внимания, либо OTKpO
BeHHoro противодействия. То, что rоворит любимый учитель,
становится для большинства школьников важным и нужным,
а значит, каждое ero слово обладает повышенной силой эмо
циональноro внушения.
Методика орrанизации домашнеrо экспериментирования
учащихся должна держаться на возбуждении и поддержании
постоянноrо и устойчивоrо интереса учащихся к предмету. Сама
по себе наука физика и домашние опыты не CMOryт сразу стать
источником устойчивоrо познавательноrо интереса на первой
ступени обучения. Для формирования первоначальноrо инте
реса хорошо ставить в классе и задавать на дом занимательные
опыты, но устойчивый интерес может обеспечить применение
трех основных детских занятий: иrры, практической деятельно
сти и постоянноrо процесс а мыслительной деятельности.
Наилучший результат дает выполнение домашних экспери
ментальных заданий при соблюдении следующих методических
условий:
· Тщательно продуманное распределение заданий по темам
проrраммы.
· Систематическое применение наряду с друrими видами
домашней работы учащихся.
· Обязательность и осознанность выполнения заданий.
· Структурирование выполнения домашнеrо опыта и Ha
блюдения.
Орrанизация домашних экспериментов и лабораторных pa
бот отличается от орrанизации классных работ следующим:
1. Позволяет использовать множество приборов и приспо
соблений, знакомых учащимся.
31
2. Не требуют фабричноrо оборудования. Все опыты и Ha
блюдения выполняются с подручными средствами, имеющи
мися в домашних условиях и, по возможности, дома изrотовля
ются самодельные простейшие приборы.
3. Педаrоrи и родители поощряют учеников к созданию
простейшей домашней физической лаборатории.
Причины для поощрения ученика к созданию своей собст
венной лаборатории очевидны. Если он планирует свой собст
венный эксперимент и затем сам ею делает, он получает более
твердое понимание предмета, чем, если он делает эксперимент
только в школе. Лабораторию можно создать для каждых двух
учеников или для маленькой rруппы, чтобы весь класс Mor дe
лать эксперимент в одно и то же время. Для орrанизаuии дo
машней лаборатории учащимся необходимы стол, на котором
они будут проводить эксперименты, полотенuе, чтобы проти
рать приборы, простейшие измерительные приборы, инстру
менты, ящик (картонная коробка) для хранения оборудования.
Необходимо учесть, что:
· домашние экспериментальные задания не подменяют,
а дополняют и расширяют классный учебный экспери
мент;
. проведение домашних экспериментальных работ должно
быть подrотовлено и орrанизовано учителем;
. следует обратить внимание на задания по изrотовлению
приборов, от выполнения которых зависит дальнейшая
экспериментальная работа дома;
. uелесообразно включать в домашнюю работу учащихся
задания, которые предназначены для подrотовки к изу
чению HOBoro материала, т. е. предваряющие изучение
темы, а также для закрепления и повторения;
· большую роль иrрает формулировка заданий и обсужде
ние результатов проведенной учащимися раБотыI, pac
крывающие лоrическую связь выполнения домашних
экспериментальных работ с изучаемым на уроке материа
лом, а также контроль выполнения учащимися домашних
заданий экспериментальноrо характера;
· применение орrанизаuионных и эмоuиональных rpупп
стимулов, описанных в методической модели, усиливает
стимулирующее воздействие домашних эксперименталь
ных работ на развитие познавательноrо интереса и мыш
ления учащихся.
Для повышения эффективности домашней эксперимен
тальной работы оформлять ее нужно в спеuиальных тетрадях
32
для домашних опытов и наблюдений по физике. По каждому
заданию необходимо написать отчет по плану, соответствую
щему структуре учебноrо наблюдения или структуре учебноrо
исследования.
На первых уроках физики в 7 классе, при прохождении темы
«Введение» учитель нацеливает учащихся на проведение дo
машних опытов, наблюдений и лабораторных работ, проводится
инструктаж по орrанизации домашней лаборатории, о требова
ниях к тетради для домашних опытов и наблюдений, о системе
оценивания работ TaKoro рода. План отчета по наблюдению и
эксперименту записывается учащимися в тетради.
Для оптимизации процесса обучения, чтобы не было непро
дуктивных затрат времени на уроке, необходимо иметь:
1. Комплект размноженных описаний домашних опытов и
наблюдений и домашних лабораторных работ для каждоrо уче
ника (учебное пособие для учащихся).
Задания представлены по темам курса физики 7 8 9 класса
и пронумерованы. На дом задается номер домашнеrо опыта или
задание на выбор учащимся по теме, которую проходят на уроке.
В классе обсуждаются выполненные учащимися задания.
2. Задания MOryr быть предложены ребятам для выполнения:
а) фронтально, Т.е. их выполняют все ребята дома индивиду
ально и самостоятельно, примерно в одно и то же время
(например, в течение недели). Лучше Bcero выбрать один
день в неделю, к которому ребята должны представлять
свои задания. Например, уроки по физике в 7 классе CTO
ят в расписании по средам и пятницам. В этом случае луч
ше давать задания по пятницам, а проверять их выпол
нение по средам. Необходимо обязательно закрепить за
учащимися определенные дни для выполнения и провер
ки работ, что закрепит в сознании ребят обязательность
их выполнения и будет удобным для ребят распределить и
выбрать время для их выполнения;
б) некоторые задания или несколько заданий по теме MOryr
быть даны rруппам учащихся. Например, 7 класс, тема:
«Давление твердых тел, жидкостей и rазов». Класс раз
делен на три rpуппы по темам: «Закон Паскаля», «ATMO
сферное давление», «Закон Архимеда и плавание тел».
Руководителей rрупп может назначить учитель. Ученик
руководитель rpуппы может сам или вместе с учителем
отобрать те домашние опыты, которые иллюстрируют
данный закон, распределяет между учащимися, кто Ka
кие задания выполняет, учитывая желание ребят. К уроку
33
каждая rpуппа приносит свои приспособления, приrо
товленные дома, и воспроизводит их на уроке. Ученик,
проводящий опыт, рассказывает порядок ero проведения,
демонстрирует ход опыта и объясняет ero результаты. Py
ководителю rруппы достается наиболее ответственная
часть. Он должен рассказать о самом законе, затем пред
ставить каждоrо ученика и какой опыт он воспроизводит,
И, обобшив результаты всех опытов, сделать обший вы
вод. Четкость работы rpуппы зависит от взаимодействия
всех ее членов и, в первую очередь, от ее руководителя.
Лучше ставить оценку в данном случае всей rpуппе, это
повысит ответственность учеников друт перед друтом.
Для следуюшеrо обобшаюшеrо урока лучше менять Be
дущеrо, но все таки необходимо считаться с желаниями
и возможностями ребят. Если ученик еше не rOToB к такой
роли, нельзя авторитарно давить на Hero, нужно Tep
пеливо ждать, пока он пройдет этап только исполнителя
и сам захочет стать ведушим, выйти на новый этап cBoero
становления. С друтой стороны, часто ребята вызываются
быть лидерами, не будучи rOTOBbI к такой роли. Чтобы не
бьшо эмоциональных срывов, учитель, хорошо знаюший
возможности своих ребят по физике и их личностные пси
холоrические особенности, должен чутко координировать
их работу, особенно на первом roдy обучения;
в) некоторые исследования MOryт быть даны индивидуаль
но отдельным учашимся. Срок выполнения таких зада
ний может быть более длительным. Например, задание
в 7 классе: «Определить плотность семян по методу "TO
нет всплывает"». Результаты этоrо исследования бьши
представлены в классе на интеrpативном уроке по физике
и биолоrии, а также предложены практические peKOMeH
дации, как садоводы перед посадкой определяют непол
ноценные семена.
Мы рассмотрели применение исследовательскоrо метода
в соответствии с лоrикой научноrо эксперимента. Уже на первых
уроках нужно познакомить ребят с этапами научноrо познания
явления или свойств тел и полей, рассмотрим такую цепочку:
наблюдение явления объяснение ero свойством тела BBeдe
ние эталона для измерения явления или свойства проведение
измерения установление зависимости установление зако
номерности.
Усвоение этой последовательности шаrов должно про
ходить в процессе проведения серии опытов. Ученикам это
34
можно задать в виде призыва: «Давайте поэксперименти
руем!»:
1. Хорошо известно явление растяжения пружины в резуль
тате воздействия подвешенноrо к ней rруза. После снятия rpy
за форма пружины восстанавливается. Возьмите какую нибудь
пружину, выберите понравившийся вам rpузик эталон (rайку,
например) и, измеряя при помощи линейки или миллиметро
вой бумаrи величину растяжения (удлинения) пружины в зави
симости от числа подвешенных к ней эталонных rpузов, в дpy
rOM величина соответствующих им растяжений пружины.
Постройте rрафик этой зависимости. Каков характер получен
ной вами зависимости?
2. Повторите опыты с дрyrой пружиной или С дрyrими эта
лонами. Какова зависимость в этом случае?
3. Ознакомьтесь с результатами опытов своих товарищей.
Существует ли какая нибудь закономерность? Если существует,
то какова она?
Из всех вышеприведенных описаний проведения экспе
римента, из Bcero разнообразноrо набора правил деятельности
принципиально важно выделить два больших класса предписаний:
алrоритмы или алrоритмические предписания и эвристики эв
ристические предписания. Если первые жестко детерминируют
действия учеников и rарантируют успех в случае их точноrо BЫ
полнения, то эвристические предписания задают лишь стратеrию
и тактику наиболее вероятноrо направления поиска путей прове
дения эксперимента, исследования не rарантируют успех, учащие
ся сами должны ero добиться пyrем творческоrо поиска. Именно
последний путь заставляет ученика активно думать, искать пyrи
решения проблемы, творчески думать.
Развитие определенных качеств личности зависит от Toro,
насколько они проявляются в деятельности. Домашние зада
ния экспериментальноrо характера воспитывютT самостоятель
ность и ответственность. На уроке развитие этих качеств MO
жет бьrrь ЛШllЬ намечено, но не реализовано полностью, так как для
этоro необходимы постоянные осознанные действия ученика. У Hero
нередко нет выбора, коrда, в какой последовательности, за Ka
кое время и какими средствами выполнять задание на уроке.
Домашний же опыт требует от школьника умения правильно
распределять свое время и планировать, научиться делать это
самостоятельно. Moryт возникать ситуации HpaBCTBeHHoro ис
пытания, коrда ученику приходится преодолевать внутренние
конфликты, например, ситуация выбора между проведением
интересноrо занимательноrо опыта и, к примеру, просмотра Te
35
левизионной передачи. Такая ситуация может возникнуть, если
задание дано коллективное и ученик не может подвести своих
товарищей. Например, при подroтовке к обобщающим заклю
чительным урокам по темам курса физики, rдe ученики будут
представлять и защищать свои домашние экспериментальные
работы rpуппами или, если ученику дано ответственное задание
изrотовить прибор, который будет необходим на следуюшем
уроке, он не может подвести учителя и т.п. Таким образом, пока
он не сделает такое домашнее задание, он не может заняться
дрyrими делами, процесс преодоления закаляет волю. Закаляют
волю и трудности в ситуации, коrда не удается что то выпол
нить, несмотря на все усилия. Никак не удается сделать прибор
так, чтобы он хорошо работал и красиво выrлядел, лучше всех в
классе, или заданный учителем опыт не с первой попытки про
ходит так, как нужно и т.п. Эти трудности естественны и необ
ходимы для укрепления характера, точно так же, как и чувство
удовлетворения и rордость, коrда «невыполнимое» задание Bce
таки преодолено.
Выполнение домашних экспериментальных работ проходит
в спокойной обстановке и не оrpаничивается временем, как это
бывает на уроке. У каждоrо ребенка есть возможность довести
работу до конца. Кроме Toro, учитель может задавать индивиду
альные задания, учитывая уже имеющийся уровень сформиро
ванности умений у каждоrо отдельноrо ученика, руководствуясь
принципом, что обучение должно быть трудным, но посильным.
При этом хорошим стимулом и помощью в выполнении заданий
станут коллективные и индивидуальные консультации учителя.
Консультации MOryт быть общими и индивидуальными. Они
нужны, Korдa учащиеся обращаются за помощью по проведе
нию эксперимента. В помощи отказывать нельзя, но ее нужно
оказыиать в таком объеме, чтобы она стимулировала собствен
ную дальнейшую мыслительную деятельность ребенка, такая
помощь (или подсказка) может быть индивидуальной.
Для правильной орrанизации домашнеrо эксперименти
рования учащихся являются целесообразными встречи с po
дителями, которые MOryт быть осуществлены на родительских
собраниях, в ходе индивидуальных бесед и анкетирования. Oco
бенно важной является встреча в начале rода, на которой нужно
рассказать о целях и значении предлаrаемой методики, чтобы
родители были помощниками в создании домашней лаборато
рии, не запрещали ребятам использовать предметы домашнеrо
обихода для проведения экспериментов. Это является хорошим
орrанизационным стимулом.
36
Для TOrO, чтобы представить место и значение домашних
экспериментальных работ в общей системе домашних заданий,
рассмотрим виды основных учебных работ, которые ученик вы
полняет дома в определенном сочетании. Эти виды:
1) работа с текстом учебника;
2) решение задач;
3) выполнение заданий экспериментальноrо характера;
4) чтение научно популярной литературы;
5) работа со справочной литературой;
6) подrотовка к фронтальной лабораторной работе в классе;
7) выполнение чертежей, схем, рисунков, rpафиков;
8) подrотовка сообщений и докладов.
Между этими видами учебной работы существует определен
ная связь. Домашние экспериментальные работы учащихся свя
заны со всеми этими видами работ. Для выполнения домашней
лабораторной работы и объяснения опыта или наблюдения уча
щиеся сознательно обращаются к учебнику, работают со спра
вочной литературой, выполняют чертежи, rрафики, рисунки,
схемы, заполняют таблицы и Т.д. Можно сказать, что домашние
экспериментальные работы являются важным стимулом для
выполнения всех видов домашних заданий учащихся. Мы их
отнесли к предметной и практической rруппам стимулов.
Рассмотрим более подробно эмоциональные стимулы, уси
ливающие эффект применения домашних опытов и наблюде
ний и активизирующих познавательный интерес и мышление
подростков.
Уже на первом уроке нужно применить «эффект актуально
сти», который, несомненно, способствует повышению резуль
тативности воспитательноrо процесса, это может быть рассказ
учителя о развитии мышления подростков, которое будет aктy
ально вне зависимости от их дальнейшей деятельности, будет
она связана с физикой или нет, или это будет вдохновенный
рассказ о том, как интересно самим узнавать о явлениях и зако
нах природы из собственных исследований, стать участниками
деловой иrры в ученых исследователей, если же это ryманитар
ный класс, то им будет интереснее писать сочинения о прове
денных исследованиях и Т.П., rлавное, чтобы учитель учитывал
то, чем духовно живет данный детский коллектив.
Попробуем обобщенно представить структурные компонен
ты метода убеждения словом с точки зрения стимулирования у
школьников положительной эмоции. За основу возьмем coдep
жание разrовора и ero эмоциональную окрашенность, вырази
тельность.
37
Требования к содержанию:
· актуальность;
· информативность, новизна;
· выявление причинно следственных фактов;
· доказательное сравнение.
Эмоциональная окрашенность, выразительные средства речи:
· интонационные: понижение и повышение rолоса; CMЫ
словая, лоrическая пауза;
· эмоциональность и экспрессия речи:
риторические вопросы;
рассуждения и споры с воображаемым оппонентом
(с учениками в классе);
диалоrи, прямая речь;
выразительный повтор;
собственное оценочное отношение;
мимика, пантомимика (артистизм).
Вьщелим «антистимулы» В отношении содержания и эмо
циональной окрашенной речи учителя:
· стандартная, «дежурная» тематика;
· недостаточная информативная насыщенность, примити
визм содержания;
· однообразие, шаблон, бедность методики преоблада
ние монолоrической речи педаrоrа;
· отсутствие эмоциональной окрашенности, выразитель
ных приемов речи;
· преобладание авторитарноrо стиля отношений.
К эмоциональным стимулам относятся также иrpа, copeBHO
вание, романтика, проблемно поисковые ситуации, эмоцио
нально образные средства, общественное мнение, оценки.
Иrpа в качестве эмоциональноrо стимула рассматривается
как средство, включенное в друrие виды деятельности по
знавательную, трудовую, художественную и прочие. Это может
быть длительная иrpа в ученых исследователей, с подведением
итоrов в конце rода, с вручением премий, присуждением зва
ний и Т.п. Это MOryт быть соревнования, КВНы, rдe в качестве
домашнеrо задания командам дано про ведение эксперимен
тальных исследований, здесь же может присутствовать pOMaH
тика, возвышенное чувство «приподнятости» участников иrры
над обьщенным видением мира. В иrpе присутствует copeBHOBa
ние эмоциональный стимул, направленный на усиление MO
тивов и активизацию коллективной деятельности.
rоворя о проблемно поисковом стимуле, мы имеем в виду
преднамеренное создание педаrоrом ситуаций активноrо об
38
мена мнениями, коллективноrо поиска истины, спора, поиска
правильноrо решения экспериментальной задачи, хода прове
дения опыта, создания прибора из подручных средств.
Общественное мнение это, прежде Bcero, выражение общ
ности нравственных суждений и оценок в коллективе школьни
ков, коллективная установка на поддержку творческих усилий
каждоrо и отрицательное отношение к тем, кто не работает BMe
сте со всеми в классе.
Эмоциональные стимулы, взаимодействуя с дрyrими cpeДCT
вами и стимулами, описанными нами, создают ситуации, наи
более блаrоприятствующие решению воспитательных и учеб
ных задач.
Методика орrанизации
экспериментально исследовательской
деятельности учащихся по физике
в рамках лоrическоrо практикума
Мышление человека отличается от психики животных, преж
де Bcero тем, что человек способен обобщенно мыслить о пред
метах и явлениях ero окружающих, в форме понятий. Именно
образовывая новые понятия и, оперируя ими, человек познает
мир, причем понятие выступает и как исходный элемент, т. е.
то, с чеrо начинается познание, и как ero результат.
Поскольку катеrория понятия является междисциплинар
ной и пока не существует однозначной и общепринятой ero
трактовки, для нужд нашеrо исследования рассматривались,
прежде Bcero, те подходы к этой катеrории, в которых подчер
кивается структурообразующая роль понятий в представлении
знаний.
Очень важным в процессе формирования понятий и диаr
ностики успешности учащихся по их усвоению, является осоз
нанное владение учителем структурой процесса формирования
сложных понятий и введение данной структуры непосредствен
но в учебный материал по физике, что мы постарались сделать
как в явном, так и в неявном виде. Работе над физическими по
нятиями большое значение в своих научных работах и в дидак
тических разработках для учителя уделяет академик АВ. Усова
(1986, 1988). Мы приведем разработанную ею структуру процес
са формирования сложных понятий.
39
Структура процесса формирования
естественно научных понятий
1. Чувственно конкретное восприятие.
2. Выявление общих сушественных свойств класса наблю
даемых объектов.
3. Абстраrирование.
4. Определение понятия.
5. Уточнение и закрепление в памяти существенных при
знаков понятий.
6. Установление связей данноrо понятия с дрyrими поня
тиями.
7. Применение понятий в решении элементарных задач
учебноrо характера.
8. Классификация понятий.
9. Применение понятий в решении задач творческоrо xa
рактера.
10. Обоrащение понятий.
11. Вторичное более полное определение понятия.
12. Опора на данное понятие при усвоении HOBoro понятия.
13. Новое обоrащение понятия.
14. Установление новых связей и отношений данноrо поня
тия с дрyrими.
Кроме Toro, А.В. Усова (1988) предложила ряд условий, спо
собствующих успешному усвоению понятий учащимися. При
ведем их в кратком виде:
1. Знание учителем содержания и значения формируемых у
учащихся понятий в современной науке.
2. Знание учителем требований, предъявляемых к YCBoe
нию понятия, видение верхне20 уровня, до KOToporo
оно должно быть сформировано у учащихся к моменту
окончания средней школы. Видение перспективы в раз
витии понятия.
3. Знание учителем основных этапов развития формируе
Moro понятия, «узловых точею> обоrащения понятия.
4. Правильный выбор способа формирования понятия, Me
тодов и приемов, которые обеспечивают быстрейшее BЫ
деление существенных признаков понятий, ero сущест
венных связей и отношений с дрyrими понятиями.
5. Мотивировка введения каждоrо HOBoro для учащихся по
нятия.
6. Орrанизация активной познавательной деятельности на
всех этапах формирования и развития понятий.
40
7. Обеспечение правильноrо сочетания на2Лядно образно
20, словесно теоретичеСК020 и действенно nрактичеСКО20
компонентов мышления учащихся.
8. Орrанизация системы самостоятельных работ по овладе
нию понятием.
9. По возможности более раннее установление связей фор
мируеМО20 понятия с дРУ2ими nонятиями данной системы и
дрyrих систем понятий по предмету.
10. Своевременное установление связей и отношений между
понятиями, формируемыми при изучении данноrо пред
мета с понятиями, формируемыми в nроцессе изучения дpy
2их предметов.
11. Знание учителем имеющейся у учащихся nонятийной
базы и их жизнеНН020 опыта, на которые можно опереть
ся при формировании понятия.
12. Реализация межnредметных связей при формировании
понятий в направлении неnрерывНО20 развития понятий
и единства их интерпретации, устранения (предупрежде
ния) возможных различий в раскрытии их содержания.
Предупреждение возникновения ошибки в усвоении
понятий, называемой расщеплением понятия, суть этой
ошибки заключается в том, что одно и то же научное по
нятие в сознании учащихся расщепляется на два и более
не связанных дрyr с дрyrом понятий.
13. Обучение учащихся соответствующим мыслительным
операциям, прежде Bcero операциям анализа, синтеза, аб
страrирования, обобщения.
14. Использование обобщенных планов усвоения основных
классов понятий.
Структура процесс а формирования естественно научных
понятий является наrлядной иллюстрацией системно диффе
ренцированноrо подхода в познании. Общее недифференциро
ванное представление о предмете мысли (понятии) выражается
через чувственно конкретное восприятие, дальнейший процесс
дифференциации проходит этапы выявления общих сущест
венных свойств класса наблюдаемых объектов, процесс абстра
rирования, конкретизации и уточнения существенных призна
ков понятия, далее идет процесс первичноrо обобщения через
установление связей данноrо понятия с дрyrими понятиям и
данноrо класса, классификацию понятий. Понятие, обобщен
ное на первом уровне, при дальнейшем ero творческом приме
нении вновь дифференцируется и обоrащается новыми связя
ми И т. д. Таким образом, происходит восхождение в познании
41
к системному представлению о понятии. Обобщенные планы
изучения классов понятий, разработанные АВ. Усовой и пред
ставленные нами в конце книrи, представляют собой одну из
форм теоретическоrо обобщения, и выполняют роль ориенти
ровочной основы действия (ООД), психолоrические компонен
ты которой и значение .lUlЯ обучения были сформулированы в
работах пя. rальперина и значение которых .lUlЯ психическо
ro развития учащихся мы приводили при обсуждении типов
учения. «Ориентировка на TaKoro рода знания делает действия
независимыми от частных особенностей материала, позволяет
учащимся свободно переносить их на дрyrие области знания,
относящиеся к данному материалу» (rальперин, 1966. с. 55).
Формирование понятий тесно связано с лоrикой и психоло
rией в вопросах определения, классификации, конкретизации
понятий, а также в вопросах психолоrическоrо тестирования на
качество усвоения понятий и развитие связанноrо с ним Bep
бальноrо (понятийноrо) мышления.
Что же такое понятие?
Понятие это мысль о предмете, отражение предмета в ero
существенных признаках.
Предметом мысли может быть любая вещь, явление, про
цесс реальной действительности, а также представление об этих
предметах, образы нашей фантазии и проч.
Признаки это то, в чем предметы сходны или различны Me
жду собой.
Существенные признаки выражают коренную природу (сущ
ность) предметов, отличающую их от предметов дрyrих видов.
Содержание понятия раскрывается как совокупность сущест
венных признаков предметов, отраженных в понятии.
В содержание понятия входят общие и особенные (отличитель
ные) существенные признаки предмета мысли.
Определить понятие означает раскрыть существенные пpи
знаки ei!O содержания. Во всяком определении различают опреде
ляемое и определяющее, посредством которою данное понятие
определяется. Содержание определяемоrо понятия включает
общие и отличительные признаки; если они носят характер po
довидовых признаков, Torдa применяется типичный формаль
но лоrический способ определения через ближайший род и ви
довое отличие. Например: «Беспорядочное движение частиц, из
которых состоят тела, называют тепловым движением», в этом
определении родовым признаком является «движение», а видо
выми отличиями «беспорядочное движение» и «движение час
тиц, из которых состоит тело».
42
В естественных и математических науках применяется также
rенетический прием определения понятий, коrда раскрываются
существенные признаки предмета путем указания на способ ero
возникновения. Например, понятие «электричество» произош
ло от rpеческоrо слова «электрон», обозначающеrо янтарь, спо
собный при натирании притяrивать к себе различные тела.
Определение понятий опирается на ряд правил, которые необ
ходимо соблюдать во избежание ошибок:
1. Определение должно быть соразмерным, т. е. объем опре
деляемоrо понятия должен совпадать с объемом опреде
ляющеrо, они должны быть равнозначащими понятиями.
2. Нельзя допускать крую в определении, Korдa определяющее
само разъясняется через определяемое понятие. Нарушение
этоrо правила ведет к лоrической ошибке тавтолоrии.
3. Определение не должно быть отрицательным. Цель оп
ределения заключается в том, чтобы ответить на вопрос:
чем является данный предмет, отображенный в понятии?
Для этоrо необходимо выявить и перечислить в утверди
тельной форме ero существенные признаки.
4. Определение должно быть кратким, точным и ясным. Слиш
ком мноrocловное определение выходит за рамки своеro Ha
значения и может превратиться в простое Оffifсание. Объем по
няrия отражает предметы ЮlИ их совокупности, обладающие
признаками, состаRЛЯIOщими содержание этоro понятия.
Содержание и обьем понятия взаимосвязаны. Эта взаимосвязь
выражена в законе обратноrо отношения между объемом и co
держанием понятий, который формулируется следуюшим об
разом: «Если увеличивается обьем понятия, то соответственно
уменьшается ею содержание и наоборот». Рассмотрим отноше
ния между понятиями и представим их в виде KpyroB Эйлера.
Отношения между понятиям и по обьему делятся на две rруп
пы: совместимые и несовместимые. Совместимые понятия
это такие понятия, обьемы которых полностью или частично
совпадают. Несовместимые это такие понятия, обьемы Koтo
рых не совпадают.
Между совместимыми понятиями MOryт быть отношения:
тождества или равнозначности, пересечения или частичноrо
совпадения объемов, подчинения.
Равнозначащими называются такие (два или несколько) по
нятия, содержание и объемы которых совпадают.
Равнозначащие понятия способны замещать дРУ2 дРУ2а, ими
пользуются для Toro, чтобы оттенить ту или иную черту объ
екта мысли или придать большее разнообразие нашей речи.
43
,,'
. .
\ ''-'
,, )
@
ffi
8
о
44
Объемы понятий А и В полностью совпадают
(как на рисунке). Например, «фотон» «CBeTO
вой квант».
Подчиненными понятия называются в том
случае, коrда содержание первО20 составляет
часть содержания втОрО20, а обьем втОрО20 пол
ностью входит вобьем первО20 понятия.
Это понятия рода А и вида В, выражающие
подчиняющий и подчиненный классы предме
тов. Например, «ученый» И «ученый физик»,
«конвекция» И «вынужденная конвекция».
Перекрещивающиеся это такие понятия,
признаки которых не исключают дРУ2 дРУ20, и
поэтому их обьемы МО2ут частично совпадать.
Например, «внутренняя энерrия» «потенци
альная энерrия», так как совпадать будет толь
ко часть этих понятий «потенциальная энер
rия взаимодействия частиц тела».
Между несовместимыми понятиями MOryт
быть отношения соподчинения, противопо
ложности, противоречия.
Соподчиненными понятия называются в том
случае, коrда, будучи одинаково общими, они
подчинены более общему родовому понятию.
Соподчиненные понятия (В и С) это виды
одноrо общеrо понятия, но признаки различ
ны. Например, «теплопередача» «излучение»,
«конфекция», «теплопроводность».
Три последних понятия являются соподчи
ненными к первому, так как являются видами
теплопередачи со своими специфическими,
видовыми отличиями.
Противоположными называются такие по
нятия, в которых содержание одНО20 не только
исключает признаки дРУ2020, но и пpoтивoпo
ложно им. Примером противоположных поня
тий физике являются понятия «свет» И «тень».
Обьемы противоположных понятий А и В не
исчерпывают обьема родовО20 понятия, между
ними возможны промежуточные признаки (С)
«полутень» .
Противоречащими называются понятия,
у которых содержание одНО20 понятия отрицает
содержание дРУЮ20, не утверждая каких либо Ф
иных признаков. Противоречащие понятия пол
ностью ИСКlIючают объем известноrо класса
предметов, и промежуточноrо TpeTbero поня
тия быть не может.
А He A. Например, «излучение» «поrло
щение», «плавление» «кристаллизация».
В отношении противоречащих понятий дeй
ствует ЛО2ический закон исключеННО20 третьею.
Знания людей по своему происхождению делятся на непо
средственные, почерпнутые из опыта, и опосредованные, BЫ
водные. Решающую роль иrрает именно выводное знание, в KO
тором особенно ярко раскрывается активность человеческоrо
разума. Основной лоrической формой опосредованноrо мыш
ления служит умозаКlIючение.
Умозаключение это такая форма мышления, посредством
которой из одноrо или нескольких суждений с необходимостью
выводится новое знание о предметах реальноrо мира.
Отличительная особенность умозаключения состоит в дви
жении мысли от одних суждений и понятий к дрyrим, из одною
содержания знания выводится новое знание.
Во всяком умозаключении различают три составных момента:
а) исходное знание (посылки);
б) обосновывающее знание (лоrическое основание вывода);
в) выводное знание (заКlIючение).
Истинность выводноrо знания зависит от истинности посы
лок И лоrической правильности их связи.
По степени общности посьшок и вывода умозаключения дe
лятся на три rруппы:
1) дедуктивные, в которых мысль идет от большей к меньшей
общности знания;
2) индуктивные, коrда мысль развивается от знания одной
степени общности к новому знанию, большей степени общ
ности;
3) умозаКlIючения по анаЛО2ИИ, у которых посьшки и вывод
выражают знание одинаковой степени общности.
К дедуктивным умозаКlIючениям относятся катеrорические
силлоrизмы. СUЛЛО2ИЗМ это дедуктивное умозаключение, в KO
тором из двух катеrорических суждений посылок, связанных
общим термином, получается третье суждение вывод. Напри
мер: «Все планеты светят отраженным светом. Земля планета.
Следовательно, Земля светит отраженным светом». «Все метал
лы обладают высокой теплопроводностью. Алюминий Me
45
талл. Следовательно, алюминий обладает высокой теплопро
водностью».
Б повседневной практике мьшшения наши высказывания MO
ryr не иметь формы силлоrизма, но коrда мы стремимся прове
рить правильность наших рассуждений, то придаем мысли форму
умозаключения, прибеrаем (стихийно) к силлоrизму, дедукции.
В дедуктивном умозаключении подведение частноrо случая
под общий закон характеризует предмет с новой стороны, pac
крывает ero свойства, закономерно вытекающие из более широ
кой, родовой связи явлений, и тем обоrащает наше знание о дaH
ном предмете. Перенесение общих закономерностей на отдельные
предметыI yrлубляет познание KOHKpeTHoro, раскрывает ero новые
свойства и отношения, обоrашает наше представление о всеобщей
связи явлений объективноrо мира. Именно на основе дедуктив
Horo метода, те или иные конкретные явления или тела можно OT
нести к вьщеленным общим классам явлений или тел, обладаю
щих общими свойствами или признаками. Например, Бы знаете,
что все вещества в жидком состоянии текучи, т. е. не сохраняют
свою форму, но при этом сохраняют заданный объем. Бода обла
дает указанными свойствами, и мы относим ее к жидкостям, при
этом с необходимостью проецируем на воду дрyrие известные нам
свойства жидкости, такие как ПРОХОЖдение диффузии (с большей
скоростью, чем в твердых телах), броуновское движение на по
верхности жидкости, явление осмоса и др.
Например, работая над понятием «внутренняя энерrия», BЫ
деляем ero родовое понятие и видовое отличие, а также четы
ре существенных признака данноrо понятия. Далее, учащимся
нужно провести четыре опыта, ответить на вопросы и опреде
лить, какой существенный признак понятия «внутренняя энер
rия» отражает данный опыт. Следующий вид заданий опреде
лить связи и отношения меЖдУ понятиям и при помощи KpyrOB
Эйлера, например, внутренняя энерrия кинетическая энерrия
молекул тела; энерrия внyrpенняя энерrия; излучение по
rлошение и др.
Третий rод обучения посвящен ЛО2ическим основам ap2)lMeH
тации: умению рассуждать, включающим доказательство и оп
ровержение, формулировку тезисов и антитезисов, вьщвижение
apryмeHToB для доказательства и опровержения, обучение пра
вилам постановки простых и сложных вопросов.
Примером TaKoro рода заданий может служить следующее:
«Проведите доказательство истинности законов механики
Ньютона для инерциальных систем отсчета, используя прямое
и косвенное доказательства». Для прямоrо доказательства уча
46
щиеся должны привести apryмeHTЫ в ero защиту. Косвенное дo
казательство требует выдвижения антитезиса и доказательства
ero ложности, а также применение приема «сведение К абсурду».
Основные понятия дедуктивной лоrики, включенные в матери
ал физики, становятся cBoero рода операционными императи
вами. Используемые учащимися в самостоятельном домашнем
экспериментировании, они усиливают научный мировоззрен
ческий эффект самой науки, ее влияния на развивающуюся
личность и становление мыслящеrо, независимоrо в своих cy
ждениях индивида.
Методика орrанизации
экспериментально исследовательской
деятельности учащихся по физике в рамках
психолоrическоrо практикума
Учитывая возрастные особенности учащихся подростково
ro возраста, можно сформулировать следующие рекомендации
психолоrическоrо характера при орrанизации процесса обуче
ния в основной школе, особенно на первых этапах обучения.
1. При изучении принципа устройства приборов, дeMOH
страции наrлядных пособий и построении образных моделей
необходимо учитывать возможные ошибки учащихся в воспри
ятии пространственных соотношений. Не нужно забывать, что
как процесс, так и результат восприятия зависят от установки.
От нее зависит, какие объекты, детали будут восприниматься, а
на какие человек не обратит внимания. Поэтому перед демон
страциями необходимо уточнять, на что в первую очередь нуж
но обратить внимание.
2. При построении моделей на уроке учитель должен ши
роко применять цвет и учитывать, что предметы одноrо цвета
MOryт восприниматься учащимися как одинаковые или сделан
ные из одинаковоrо материала. Последнее особенно важно при
изучении понятия «плотность». Необходимо проводить упраж
нения, в которых бы выявлялось, что цвет несущественный
признак в определении плотности тела, и что вешества с разной
плотностью MOryт быть одинаковоrо цвета.
3. Упражнения, задания, выполняемые на уроке учащими
ся, должны способствовать не только усвоению знаний, но и
развитию воображения. Это MOryт быть специальные упражне
ния на развитие воображения, психотехнические иrры, перера
ботанные с учетом содержания физики.
47
Не менее важным является создание образа явления через
рисунок, rрафическое представление, чувственное восприятие.
Все это дает физический эксперимент и ero проведение в по
машних условиях.
Рассматривая развитие восприятия и воображения учащих
ся, покажем, какие затруднения испытывают учащиеся при изу
чении темы «Строение вещества».
Тема «Строение вещества» является сложной для восприятия,
так как в ней идет речь о телах, явлениях, невидимых HeBOOpy
женным rлазом и даже при помощи обычных микроскопов.
Учащиеся из мира реальных предметов, частью KOToporo яв
ляются они сами, попадают в заrадочный мир частиц, который
кажется неправпоподобным вслепствие скрытности ШlЯ че
ловеческоrо rлаза. В этом мире действуют свои законы, в нем
нельзя измерить массу, размеры, скорость частиц с помощью
приборов, методами, уже известными ученикам, и которые они
привыкли использовать в повседневной жизни и при изучении
предыдущих тем.
Усвоение данной темы учащимися предполаrает понимание
ими расположения частиц в веществе, соотношения размеров
частиц, характера их движения, изменения промежyrков между
частицами при диффузии, тепловом расширении и дрyrих явлени
ях. В действительности же они не MOryr наблюдать это непосреп
ственно. Об этом они MOryr судить косвенно, лишь по внешним
признакам явлений. Например, наблюдая тепловое расширение
тел, мы не видим, как изменяются промежyrки между частицами,
размеры самих частиц, мы предполаrаем, что сами частицы не MO
ryr расширяться, а промежyrки увеличиваются. Мы видим резуль
тат происходящих изменений: металлический шар проходит через
кольцо до наrpевания, а после Hero застревает.
Поэтому изучение темы «Строение вещества» требует BЫCO
KOro уровня развития воображения. Воображение это очень
сложный процесс, который основывается на воспринятых впе
чатлениях. При этом воспринятое разбивается на отдельные
элементы, одни из которых сохраняются, дрyrие забываются.
Л.с. Выrотский выделяет несколько этапов процесса воображе
ния. Одним из таких этапов является этап BHyтpeHHero измене
ния или искажения впечатлений. Примером TaKoro изменения
можно привести имеющий значение ШlЯ воображения вообще и
ШlЯ воображения подростка в частности этап преувеличения и
преуменьшения отдельных элементов впечатлений. При изуче
нии темы «Строение вещества» мы часто прибеrаем к преувели
чению и преуменьшению. Это связано с тем, что число частиц
48
в веществе выражается оrромными числами, при рассмотрении
массы, размеров частиц ученики сталкиваются с десятичными
дробями, очень малыми значениями. И те, и дрyrие числа плохо
воспринимаются учениками в данном возрасте, учашиеся при
БЫКЛИ работать с целыми числами, причем не очень большими.
В этом случае необходимо прибеrать к сравнениям, OCHOBaH
ным на преувеличении и преуменьшении.
Сложна тема «Строение вещества» и тем, что учащиеся стал
киваются с понятиями «материя», «система», «иерархичность».
Они узнают, что вещество состоит из частиц. Одним из видов
таких частиц является молекула. Молекула в свою очередь co
стоит из атомов. Атом также не является мельчайшей частицей:
он имеет ядро и электроны. Тело рассматривается как систе
ма взаимодействующих частиц (систем более низкоrо уровня).
Деление системы на подсистемы вызывает трудность: учащиеся
забывают, что является системой более низкоrо уровня.
Таким образом, тема «Строение вещества» является ДOCTa
точно сложной для понимания, и требует BbIcoKoro уровня Ta
ких психических процессов, как воображение и восприятие.
Упражнение 1
Направлено на усвоение характера расположения частиц
и Toro, что частицы одноrо и Toro же вещества одинаковы.
Задание. Какой рисунок наиболее правильно показывает
каплю воды в микроскопе при сильном увеличении? Укажите
ошибки (если они имеются) на каждом из рисунков.
3
2
4
49
Выполнение задания. Наиболее правильно отображает распо
ложение молекул воды четвертый рисунок, по нему видно, что
частицы вещества все одинаковые, между частицами есть проме
жyrки. На втором рисунке ошибка состоит в том, что молекулы
одноrо и Toro же вещества разные. На остальных рисунках части
цы вещества связаны между собой при помощи дополнительных
средств (приклеены, связаны при помощи пружинок, крючков).
Упражнение 2
Направлено на усвоение Toro, что между частипами вешества
есть промежyrки.
Задание. Показать при помощи модели, что объем воды
в сосуде не равен сумме объемов, составляющих ею молекул.
Смоделировать ситуапию смешивания двух веществ, например,
воды и сиропа.
Выполнение задания. Пусть пшено это молекулы воды, Ha
сыпаем ropox в стакан. Если внимательно пронаблюдать, то ви
дим, что между молекулами (зернами пшена) есть промежyrки.
Точно так же в веществе между молекулами есть промежyrки.
Таким образом, объем любоrо вешества равен сумме объемов,
составляющих ero молекул и объемов промежyrков. Пусть ro
рох это молекулы сиропа, насыпаем в стакан с пшеном ropox,
смешиваем, видим, что пшено попадает в промежyrки между
rорошинами молекулами. Так же в веществе: при смешивании
двух веществ более мелкие молекулы одноrо вещества попада
ют в промежутки между молекулами BToporo.
Упражнение 3
Направлено на усвоение механизма протекания явления.
Задание. Имея модели частип двух веществ, показать, что
происходит в веществе при их самопроизвольном смешивании.
Модели: вырезанные из бумаrи двух цветов кружки, которые
прикрепляются к маrнитной доске; шашки двух цветов у каж
доrо на парте.
Выполнение задания.
1. Учеников просят расположить модели частиц до протека
ния диффузии. Обращается внимание, каких размеров должны
быть промежyrки между частицами, чтобы смоrли пройти час
тицы дрyrоrо вешества; останавливаются ли на самом деле KO
rда нибудь частицы вещества.
2. Моделирование диффузии. Обсуждается, что происходит
при диффузии; как показать движение частиц. Каждый из уче
ников двиrает модели «cBoero» вещества руками, располаrая
50
888
888
888
частицы одноrо вещества между частицами дрyrоrо. Конечная
картина:
8 8
I1 8
8 8
8
8
y8
8
3. Обсуждаются недостатки модели (одновременно можно
двиrать только оrpаниченное число частиц), ее особенности
(скорость движения частиц в веществе rораздо выше, размеры
частиц моделей во MHoro раз больше настоящих).
Упражнение 4
Направлено на усвоение характера движение чаСТИIl. Бро
уновское движение является доказательством Toro, что части
цы в веществе движутся хаотично, Т.е. нет KOHKpeTHoro направ
ления, и направления движения частиц в конкретный момент
в большинстве случаев не совпадают.
Задание. Выберите рисунок, на котором направление CTpe
лок, по вашему мнению, правильно указывает направление
движения двух частиц в веществе. Опишите, как движутся час
тицы в веществе.
1 1 i
2/'"
3 1
4
1EfJi
Способ учебной деятельности: восприятие, описание.
Ответ: правильным является четвертый рисунок, так как
все частицы в веществе движутся хаотично, Т.е. направление все
время меняется.
51
Упражнение 5
Направлено на усвоение существенноro признака строения
вещества зависимости скорости движения частиц вещества от
температуры.
Задание. С какими танцами или мелодиями можно сравнить
движение частиц пальмы, растущей в Африке, и частиц кедра,
растущеrо в Сибири?
Выполнение задания. В Африке температура высокая, а в Си
бири низкая, поэтому скорость движения частиц пальмы ro
раздо больше, чем скорость движения частиц кедра. Движение
частиц кедра, как любоrо дрyrоrо вещества, при низкой темпе
ратуре можно сравнить с медленным танцем, например, валь
сом. Движение частиц пальмы, как любоro дрyrоrо вещества,
при высокой температуре можно сравнить с быстрым танцем,
например, полькой.
Недостаток модели: конечно, на самом деле скорость движе
ния частиц вещества roраздо больше, чем скорость движения
людей в любом из танцев, но степень сравнения эта модель по
казывает хорошо.
Упражнение 6
Направлено на усвоение Toro, что между частицами сущест
вуют силы отталкивания.
Задание. Перед вами модели частиц различных веществ. За
рисуйте силы взаимодействия между парой частиц каждоro
вещества, учитывая, что они находятся на равновесных pac
стояниях, Т.е. тело не растяrивают и не сжимают. Сделайте по
яснения к рисунку.
Выполнение задания. Каждая частица вещества «связана»
С любой друrой силами отталкивания и притяжения. В paBHO
весном расстоянии они равны.
++
Ji
Jf
t
....
1
+
..,.
1
,:
Примечание: разное расположение моделей молекул в плос
кости позволяет избежать стереотипа, заключающеrося в том,
что силы взаимодействия действуют только по rоризонтали.
При выполнении этоrо задания у доски работают четверо уче
ников, остальные выполняют на местах.
52
Упражнение 7
Направлено на усвоение особенностей arperaTHblx состояний
вещества и развитие воображения.
Зрдание. Придумать физическую сказку, по приключениям
rлавноrо rероя которой мы можем сделать вывод о том, что он
находится в жидком состоянии.
Способ учебной деятельности: описание.
Примечание: на сочинение дается 3 5 мин, затем зачитыва
ются сказки, обсуждаются.
Упражнение 8
Направлено на усвоение характера движения частиц в TBep
дом теле, rаза, жидкости.
Задание. Работа с рисунками, изображенными в учебнике.
На рисунках даны траектории движения частиц в твердом,
жидком и rазообразном состоянии. Какая траектория COOTBeT
ствует какому состоянию?
@
Способ учебной деятельности: восприятие, описание.
Упражнение 9
Направлено на усвоение расположения частиц в rазах, жид
костях и твердых телах и характера их движения.
Задание. Имея модели молекул, показать, как расположены
частицы и какие движения они Moryт совершать в:
. твердых телах;
. жидкостях;
. rазах.
Способ учебной деятельности: моделирование.
Выполнение задания.
.. ::+.
в [-верды,,- IСJlЮIt. IШСПIЦЫ
находятся n стр,)в)м лоrя l.KC
и соверШ<ПОI 1(0 J {}JШIЯ на
J\-lеСП1л.
53
+ .+/
. .
Ilло'flШЯ упаКО8ка жидкости
\,ак бы имеет ; ефе\пы
пустые leCTa. Частицы
tlекоторое премя СО8ершают
колебаllИЯ lIа !\-\естах. '.Ш reM
переСК8К1l8аЮl 8 пустые.
- /--;:- ,.,: -_.---- ..
" '................. ......... \
I .... \
" ...:................ :... \
_: ,/.,'-: - - <
.... -- ..:>. .-\:/:/е
....... '
Час", ИНЫ В rазах
раСIIО:ЮЖСНЫ на БОJlЫJJИХ
расстояниях, они \юr)'т
евоБОllНО IIсрсдвша IЪСЯ.
.
.
Стрелки указывают
направление движения
Примечание: недостатком этой модели является то, что очень
трудно показать движение всех частиц одновременно. В этой
модели мы сильно увеличиваем размеры частиц, а опускаем Ta
кую характеристику движения частиц, как скорость.
Психотехнические иrры
Психотехнические и2рЫ направлены на развитие психических
процессов. Познакомимся с одной из таких иrр.
В этой иrре участвуют четыре человека. Первые трое участ
ников rоворят поочередно три существенных признака пред
мета или явления, четвертый участник oTraдbIBaeT этот предмет
или явление. Данную иrру можно провести при изучении темы
«Arреrатные состояния вещества». Три arperaTHbIx состояния
вещества можно определить по трем признакам: расстояние Me
жду частицами вещества, характер движения частиц, величина
сил взаимодействия между частицами вещества. Трое участни
ков называют один из признаков определенноrо состояния Be
54
щества. Четвертый участник какое arperaTHoe состояние Be
щества имеет данные признаки.
Пример.
1 й у ч а с т н и к: «Частицы находятся близко друr от дрyrа
в фиксированных положениях».
2 й у ч а с т н и к: «Силы взаимодействия достаточно боль
шие» .
3 й у ч а с т н и к: «Частицы совершают колебания на месте,
не MOryт перейти в друrое место».
4 й у ч а с т н и к: «Данными признаками обладает твердое
тело».
В этой иrpе задает условие первый участник, ответы дрyrих
участников зависят от ero ответа. Эта иrра развивает беrлость
мышления, иrрает существенную роль при выявлении сущест
венных признаков предметов и явлений.
ТеРМUНОЛО2uческuе и2рЫ это и2РЫ, направленные на ycтaHoв
ление связей между различными понятиями данной темы.
Примером такой иrры является иrpа «Путь прокладывает ло
rика», предложенная В.Н. Петровым.
Класс делится на rруппы по пять человек. Каждой rруппе
выдаются карточки, на которых записаны понятия. Задание
состоит в том, чтобы за 5 мин составить письменный текст, в
котором будут фиryрировать данные понятия. Для обострения
ситуации лучше Bcero написать понятия, которые будут лиш
ними. Существует друrой вариант задания: учащиеся не только
сочиняют рассказ, но и обыrрывают ero в лицах. Условия иrры
можно изменить таким образом: каждая из rрупп сама подби
рает понятия, затем rруппы обмениваются понятиями и сочи
няют рассказ. Этот вариант иrpы хорош тем, что при выборе
понятий учащиеся должны вспомнить все понятия темы, Bыдe
лить в каждом понятии те существенные признаки, которое оно
отражает.
В психолоrический практикум для 8 класса включены зада
ния на развитие памяти и восприятие физических терминов.
Задания этоrо практикума MOryт быть расширены самим учи
телем, так как принцип их построения не сложен и может быть
дан учащимся в начале урока (так называемые пятиминутки)
с теми терминами, которые изучаются по той или иной теме.
Заданные в такой форме упражнения неизменно вызывают
интерес учащихся, способствуют концентрации их внимания
и проверяют не только знания по теме, но и тренируют произ
вольную память.
55
Методика орrанизации экспериментально
исследовательской деятельности учащихся
по физике через исследовательскии практикум
Домашние экспериментальные работы, лабораторtIый и ло
rический практикум подrотавливают учащихся к работе над ca
мостоятельным учебным и научным исследованием в рамках ис
следовательскоrо практикума, который мы вводим для учащихся
в 8 классе. Начинается исследовательская работа с простых иссле
дований по физике, истории физики, естествознанию, эколоrии.
В дальнейшем, в 9 классе и в рамках научноrо общества учащихся,
которое продолжает свою работу в старшей школе (1 О 11 класс),
исследовательская работа обоrащается новыми, более сложными
взаимосвязями между понятиями, усложняются и дифференци
руются задачи исследования, привлекаются методы исследования
из смежных с физикой наук, дополняются психолоrическими Me
тодами исследования и философскими обобщениями.
Исследовательская работа дополняется обсуждениями co
временных научных проблем в рамках дискуссионною клу
ба (9 класс). Работе клуба способствует и общий подход к по
строению тематическоrо курса физики 9 класса, основанный на
теории арryментаuии, включающий в себя как теоретические и
практические задания на доказательность суждений, так и по
становку вопросов, умение вести дискуссию.
При мерами преемственности сформулированных тем иссле
дований Moryт служить следуюшие. В 8 классе учащимся пред
лаrается провести исследование по теме «Принцип симметрии
Пьера Кюри и ero роль в кристаллоrрафии», в дальнейшем эта
тема может трансформироваться в исследование межпредмет
Horo и мировоззренческоrо характера «Универсальность прин
ципа симметрии в естествознании, философии и искусстве»,
которое уже может выйти на научный уровень. Учашимся, KOTO
рые проводили в 8 классе физические исследования по оптике,
в 9 классе можно предложить очень интересную научную тему
исследования «Связь физических, психофизических и психоло
rических характеристик пвета» или «Оптические И психолоrи
ческие особенности зрительноrо восприятия».
Вода, являясь самой интересной и леrко доступной жидко
стью на Земле, изучается в курсах физики и химии, поэтому
в 8 классе мы предложили несколько тематических заданий,
целью которых является исследование физико химических
свойств воды. На примере одной из таких тем, в таблице 4 преk
ставлена структура деятельности учащихся при выполнении
экспериментальной исследовательской работы по физике.
56
Таблица 4
Структура деятельности учащихся при Вblполнении домашнеrо
экспериментальноrо исследования
N2 Действие Цель действия Умения, формируемые в про Пример.Тема:.Исследование
п/п цессе выполнения действия быстроты замерзания rорячей
и холодной воды»
I этап мыслительно ориентировочный
1 Определение цели экс Формулировка цели работы Умение формулировать Определить, какая вода, rорячая
перимента цель или холодная замерзает быст
рее и при каких условиях
2 Выдвижение rипотезы Выдвинуть предположение Умение проrнозировать pe Учащиеся MOryт выдвинуть rи
о конечном результате зультат (интуитивно науч потезы:
ное предположение) 1) холодная вода замерзнет
быстрее;
2) rорячая вода замерзнет
быстрее;
З) зависит от первоначаль
ной разности температур
3 Мысленный экспери Выработать проrрамму Умение построить цепь pac Учащиеся мысленно проводят
мент мыслительных действий по суждений на базе наrлядных эксперимент, отвечая на вопро
пере работке исходной ин образов сы: что будет, если?, как лучше?
формации и Т.п. Измерять температуру
воды в стаканах через одинако
вые промежутки времени, пока
вода в одном из них не замерзнет
4 Определитьусловияпро Формулировка условий Умение ориентироваться в Условия:
ведения эксперимента успешноrо прохождения условиях опыта 1 ) одинаковое количество
опыта воды;
2) первоначальная разница
температур;
З) опознавательные знаки на
стаканах: хол., rop.
UI
......:J
\Jo
00
N2 Действие Цель действия Умения, формируемые в про Пример.Тема:«Исследование
п/п цессе выполнения действия быстроты замерзания rорячей
и холодной воды»
11 зтап технико подrотовительный
1 Изучение литературы, Сведения о свойствах KOH Умение обосновать выбор Тема: .Изменение arperaTHbIx
описание работы KpeTHoro объекта и физи объекта и метода, приводя состояний вещества»
ческих основах метода ero щеrо к достижению цели
исследования
2 Отбор приборов и MaTe Научиться самому выбирать Умение в домашних усло Два стакана с водой, термометр,
риалов необходимые для выполне виях подобрать необходи морозильная камера домашнеrо
ния данноrо исследования мые материалы или изrото холодильника
приборы и материалы вить приборы из подручных
средств
3 Подrотовка к проведе Схема установки, протокол Умение обосновывать по Записать в тетради название
нию опыта с таблицами для записи pe следовательность дейст опыта, цель, rипотезу, условия,
зультатов измерений вий, умение анализировать последовательность действий,
схему установки, rотовить заrотовитьтаблицу
таблицы для записи резуль 1. Возьмем два стакана с хол. и
татов rop. водой. 2. Измерим темпе
ратуру в них. 3. Поставим CTaKa
ны в морозильник. 4. Будем за
мерять температуру в них через
каждые 15 мин. 5. Достанем, KO
rдa на поверхности одноrо будет
лед. 6. Замерим температуру
111 этап опытно-измерительный
1 Непосредственное про Научиться самостоятель Умение работать с прибо Из работы Ершова Андрея (8а
ведение эксперимента но проводить эксперимент, рами, надежно снимать класс шк. NQ 31 r: Челябинск,
соrласно ero проекту производить измерения показания, записывать их, 1990 rод): .Я взял два сосуда с
выдерживать и фиксировать водой по 100 r с температурой
условия опыта 35 ос и 20 ОС, поставил в холо
дильник, следил за изменением
температуры через каждые 15
МИН)
Продолжение табл. 4
Продолжение табл. 4
N2 Действие Цель действия Умения, формируемые Пример. Тема: "Исследование
п/п в процессе выполнения быстроты замерзания f"орячей
действия и холодной воды"
2 Заполнение таблицы Оформить результаты из Умение заполнять таблицу Таблица:
мерений в виде таблицы измерений
rn() rn()
I 0.0 0.0
:s: --= --=
::!: a rn.tJ
ri 0.<:I:
фО фО
::!: !:: ID !:: ID
Ф ::!:а. ::!: .:;
о. e
CD
35 20
15 7 15
30 4 9
45 3 5
60 О 1
плавает лед
IV этап математически обрабатывающий
1 Обработка результатов Научиться определять зна Умение обрабатывать pe Построение rрафиков зависимо
измерений. Оценка по чение величин, измерен зультаты и оценивать по сти температуры от времени для
rрешности определения ных прямо или косвенно и rрешность измерений rорячей и холодной воды. CpaB
искомых величин вычислять их поrрешности нение rрафиков температур xo
лодной и rорячей воды
2 Кодирование результа Умение вычислять по фор
тов В виде таблиц, rpa мулам искомые величины,
фиков, рисунков заполнять таблицы, CTpO
ить rрафики, делать ри
сунки
VI
\D
0\
О
Окончание табл. 4
N2 Действие Цель действия Умения, формируемые Пример.Тема:.Исследование
п/п в процессе выполнения быстроты замерзания rорячей
действия и холодной воды»
V этап осмыслительный (аналитико-синтетический)
1 Анализ результатов опыта Проведение мыслитель Умение построить лоrиче По rрафику видно, что первона
ных операций сравнения, ские умозаключения, уме- чально падение температуры бо
анализа,обобuцения,уста ние сравнивать результат лее заметно у rорячей воды, чем
новление причинно след- с rипотезой, проанализи у холодной; падение температуры
ственных связей ровать правильность вы- происходит по экспоненте и быст-
бранных условий опыта рее приближается к нулю
2 Обобuцение результатов Умение обобuцать данные По данным этоrо опыта, учитывая
опыта (вывод) опыта на целый класс по первоначальные данные опыта,
добныхявлений формулируем вывод: теплая вода
замерзла быстрее, чем холодная
УI этап контролирующий
1 Составление отчета о ра- Научиться упорядоченной
боте работе в тетради для дo
маш них опытов и наблю
дений
2 Ответить на контрольные Научиться применять зна Умение применять полу- 35 .Температура
вопросы: ния ченные знания, объяснять 30 rop. воды, ос
1) Какая вода замерз явления природы 25 DТемп ература
ла быстрее и по- 20 Л:"ОДЫ'ОС
чему? 15
2) Почему rлубокие 10
озера и полновод- 5
ные реки не замер О
зают дольше, чем О 15 30 45 60
мелкие? Время, мин
В исследования, которые мы предлаrаем проводить в 9
11 классах, физический эксперимент входит лишь составной
частью. Как уже отмечалось, цели и задачи таких исследований
носят обобщенный, мировоззренческих характер, а эмпириче
ские методы исследования и о-б работки физических данных дo
полняются эмпирическими и теоретическими методами иссле
дования, при меняемыми в дрyrих науках.
В качестве примера приведем фраrмент научно исследова
тельской работы, выполненной в рамках научною общества
учащихся (НОУ), бывшими учениками физико математическо
ro лицея NQ 37 r. Челябинска Прохоровой Анной и Смирновой
Екатериной (2002).
Тема: Физические, математические и психолоrические об
раЗbl и представления в МУЗblке (на при мере пьеСbl м.п. My
coprcKoro «Избушка на курьих ножках» из цикла «Картинки
с Вblставки»)
Цель: изучить свойства музыки с различных точек зрения
физической, математической и психолоrической. Построить еди
ный образ.
Задачи: 1. Необходимо описать rармоничный звук и выделить
ero музыкальные, математические и физические характеристики.
2. Рассмотреть музыкальное произведение с точки зрения психо
лоrии; образы, возникающие у композитора и слушателей. з. Yc
тановить связи между физическими и психолоrическими xa
рактеристиками музыкальноrо произведения. 4. Что нам дает
изучение музыки с физической, математической и психолоrи
ческой точек зрения для ее применения в различных жизнен
ных ситуациях?
Объект исследования: музыкальная пьеса «Избушка на Kypb
их ножках» MycoprcKoro из цикла «Картинки с выставки».
Предмет исследования: взаимосвязь физических, музыкаль
ных и психолоrических характеристик данноrо музыкальноrо
произведения.
Методы исследования: Из орzанизационных методов ис
пользуется комплексный метод (один объект исследуется Me
тодами разных наук, в частности физики, музыкальной rpaMoTbI
и психолоrии), который позволяет установить связи и зависимости
между явлениями разноro типа (в частности, между физическими
явлениями, такими как частота, амплитуда колебаний и время;
музыкальными высота, тембр, темп, длительность, сила звука,
а также психолоrическими эмоции, переживания и образы).
61
Эмпирические методы включают в себя наблюдение и caMO
наблюдение, лабораторный и психолоrический эксперимент, aHa
лиз продуктов деятельности.
К методам обработки данных относится качественный Me
тод, который позволяет провести дифференциацию и анализ Ma
териалов, выявление причинно следственных связей при помощи
сравнения и сопоставления.
Для проведения лаборатОРНО20 эксперимента мы использо
вали следующие приборы и материалы: осциллоrраф школьный,
маrнитофон, фотоаппарат, кассета с записью музыки.
Метод анализа продуктов деятельности позволил нам най
ти описание рисунков r артмана эскизы бронзовых настольных
часов, который леr в основу музыкальноrо произведения Mycopr
CKoro, а также описание Toro, как увидел сам композитор образ
Бабы Яrи, как осмысливал это явление в русском фольклоре.
К этому методу относится анализ музыкальной партитуры произ
ведения.
К псиХОЛО2ическому эксперименту мы относим описание Me
тодом интроспекции эмоций, переживаний, а также образов (Kap
тинки на внутреннем экране), которые возникают в описании при
прослушивании данноrо музыкальноrо произведения.
Результаты исследования:
Чтобы проследить связь физических и музыкальных xapaKTe
ристик звука, мы провели лабораторный эксперимент. В резуль
тате получили осциллоrрамму музыкальноrо произведения.
Проанализировав осциллоrрамму, мы увидели соответствие сле
дующих физических и музыкальных характеристик: частота BЫ
сота: чем больше частота колебаний, тем выше звук; амплитуда
rpoMKocTb: чем больше амплитуда колебаний, тем rромче звук.
Интерпретация результатов психолоrическоrо исследования
показана в сопоставительной таблице.
Проделав психолоrический эксперимент на слушателях, мы по
няли, что возникающие эмоции и образы зависят от вербальной
культуры человека, ero интеллекта и начальных знаний о пьесе.
Также оказывают влияние на формирование представлений reH
дерный фактор (зависимость от пола).
Надо заметить, что одна из авторов научно исследователь
ской работы А.А Прохорова окончила музыкальную школу,
поэтому мы с полным основанием можем считать ее подrо
товленным слушателем. Ее познавательные способности как
тренированноrо субъекта в восприятии музыки представляют
тонкую дифференцированную структуру. АА Прохорова пред
62
ставила анализ музыкальной миниатюры, сопоставив данные
партитуры музыкальноrо произведения, в частности темпа, вы
соты движения музыки, динамики, длительности и штрихов и
соответствующие им возникающие в сознании образы и описа
ние эмоциональноrо состояния слушателя. При этом надо заме
тить, что предварительно бьт проведен физический лаборатор
ный эксперимент с использованием осциллоrрафа, который дал
возможность соотнести частоту звуковых колебаний и высоту
как соответствующую l'v1Узыкальную характеристику, а амплитуду
колебаний поставить в соответствие с rpомкостью звучания.
Вьщелив в произведении три композиционных части,
А.А. Прохорова вьщелила в каж.цой из них четко отдифферен
цированные музыкальные фразы и отношения между ними.
Например, по ее описанию, в первой части произведения, во
вступлении, восьмые и шестнадцатые длительности создают
живость, быстроту, движение, что то зовущее вперед. ВО BTO
рой четвертные и половинные придают опору, фундамент,
напористость, основательность. В третьей не связные штри
хи поп legato точность, уверенность, настойчивость.
Для проведения следующеrо психолоrическоrо эксперимен
та нами бьти сформированы две экспериментальные rруппы из
учащихся 1 О класса, по 12 человек в каж.цой rруппе, примерно
одинаковое количество мальчиков и девочек. Суть эксперимен
та заключалась в следующем. Каждой rруппе бьто предложено
прослушать запись музыкальноrо произведения М.П. Mycopr
cKoro «Избушка на курьих ножках». Во время прослушивания
ребятам необходимо бьто отследить свои впечатления, эмоции
и образы, которые возникли, и записать их после прослуши
вания. Первой rpуппе бьта дана установка, что в основу про
слушиваемоrо произведения положена сказка о борьбе добрых
людей с Бабой Яrой. А второй rpуппе бьта предложена данная
пьеса без заданной тематики музыки. По ero итоrам можно cдe
лать следующие выводы:
Все респонденты вьщелили четкую лоrическую структуру
развития сюжета:
а) зарож.цение и развитие темы;
б) кульминация темы;
в) развязка.
Эмоции у больщинства слушателей возникли одинаковые.
В начале произведения: TpeBora, страх, беспокойство. Во второй
части пьесы: ожидание, боль, страх. И в конце: радость, покой.
у обеих rрупп возникает одно представление борьба между
KeM TO или чем то.
63
у rруппы без установки возникли различные носители
борьбы: армия, собаки, болезнь, а у первой rруппы: Баба Яrа
и люди.
Анализируя полученные результаты, можно сказать, что эмо
циональная окрашенность музыкальных отрывков COOTBeTCTBY
ет эмоциональным проявлениям слушателей как подrотовлен
ных, так и не подrотовленных к их восприятию.
Выводы по экспериментам
Лабораторный эксперимент. Проанализировав осциллоrрам
му музыкальноrо произведения, мы увидели соответствие сле
дующих физических и музыкальных характеристик:
· частота высота: чем больше частота колебаний, тем выше
звук;
· амплитуда rpOMKocTb: чем больше амплитуда колебаний,
тем rромче звук.
Псuxолоzический эксперимент М J. Сочетание, накладывание
друт на друта эмоций при каждой музыкальной характеристи
ке влияет на возникновение неповторимоrо образа для каждоrо
человека.
Психолоzический эксперимент М 2. Возникающие эмоции и
образы зависят от вербальной культуры человека, ero интел
лекта и начальных знаний о пьесе. Также оказывают влияние
на формирование представлений rендерные различия (зависи
мость от пола).
Таким образом, мы выполнили задачи нашею исследования.
Bo пepвыx, описали rармонический звук и выделили ero xa
рактеристики, а именно физику звука, арифметику музыки и
музыкальные характеристики звука.
Bo втopыx, рассмотрели музыкальное произведение с точки
зрения психолоrии: образы композитора и слушателей.
B тpeтbиx, установили связи между физическими и психо
лоrическими характеристиками музыки.
В четвертых, изучение музыки с различных точек зрения
дает возможность для ее применения в различных жизненных
ситуациях, так как разная музыка по разному влияет на состоя
ние, настроение человека. В философском, мировоззренческом
плане мы выявили связи между естественно научными (звук
как rармоническое колебание), математическими (построение
музыкальной шкалы произведения) и ryманитарными, психо
лоrическими ее характеристиками (эмоции, образы, вербальное
описание), что дает нам целостное представление о музыке.
В заключение, rоворя об этом исследовании, хотелось бы OT
метить, что данная работа проводилась в течение трех лет и по
64
лучила диплом за третье место на Международной конференции
научно исследовательских работ школьников «Старт в науку»,
проводимой Московским физико техническим университетом
(МФТИ).
Контроль знаний учащихся и психолоrо
педаrоrическая диаrностика экспериментально
исследовательской деятельности учащихся
по физике
Важное стимулирующее значение имеет осуществление KOH
троля за выполнением данноrо вида работ. Домашняя экспе
риментальная работа оценивается наряду с дрyrими работами
учащихся.
Применяемые в процессе обучения контрольные мероприя
тия являются следующими:
· текущий контроль осуществляется во время индивидуаль
Horo и фронтальноrо опроса учащихся. Он может быть
проведен в различной форме: в виде сообщения ученикам
вывода по результатам домашнеrо эксперимента, ответа
на вопрос, поставленный учителем о ero домашней экс
периментальной работе, проверка оформления домашней
лабораторной работы в тетради и Т.п. В текущий контроль
входят фронтальная, выборочная и специальная проверка
выполнения домашнеrо задания экспериментальноrо xa
рактера. Фронтальная проверка заключается в просмотре
тетрадей ШIЯ домашних опытов и наблюдений всех уча
щихся, выборочная некоторых учащихся, специальная
проверка это ответы учащихся по домашней экспери
ментальной работе с демонстрацией проведенноrо опыта,
прибора или модели;
· тематический контроль знаний обычно проводится после
завершения определенной темы учебноrо материала. По
сле изучения темы желательно подвести итоrи выполне
ния домашних экспериментальных заданий по данной
части системы, провести проверку тетрадей, включить
в контрольную работу экспериментальные задания или
дать на дом экспериментальные задания, выполнение KO
торых требует знаний основных изученных положений,
понятий, законов;
· рубежный контроль письменные контрольные работы,
орrанизуемые по окончанию изучения учащимися OT
65
дельных смысловых частей изучаемоrо материала с по
следующим собеседованием с преподавателем по coдep
жанию зафиксированных решений;
· защита лабораторных работ контроль овладения учащи
мися методов решения задач на базе экспериментальных
исследований;
· итоrовое зачетное занятие каждый учащийся отчиты
вается о выполнении предусмотренных учебным rpафи
ком видов учебной работы, при этом выявляется COOT
ветствие качества этой работы установленным уровням
и критериям;
· промежуточная атrестация про водится в профильных
классах по итоrам полyrодия и учебноrо roда зачеты по
отдельным предметам во время зачетной недели; экзаме
ны по решению научно методическоrо совета школы;
· итоrовая атrестация про водится соrласно положению
об итоrовой аттестации в школе.
За четверть выставляется оценка по результатам текущей
проверки знаний и умений учащихся, сформированных в про
цессе выполнения экспериментальной деятельности, «накоп
ляемость» оценок бывает очень высокой, и они влияют на чет
вертные оценки. rодовой контроль заключается в следующем:
в полуrодовые контрольные работы следует включать задания
экспериментальноrо характера или задания на анализ явлений,
в конце rода можно провести домашнюю экспериментальную
контрольную работу для подведения итоroв домашней экспери
ментальной деятельности учашихся за rод.
ПсихОЛОlO педаzоzuческая auaZHocтUKa призвана вo пepвыx,
оптимизировать процесс индивидуальноrо обучения; вo втo
рых, обеспечить правильное определение результатов обучения;
в тpeтbиx, руководствуясь выработанными критериями, опре
делить уровень сформированности у учащихся знаний, умений,
навыков, уровень их развития и, с учетом полученных данных,
свести к минимуму ошибки при переводе учащихся из одной
rруппы в друryю.
В диаrностической деятельности мы вьщеляем, прежде Bcero,
следующие аспекты: а) сравнение; б) анализ; в) интерпретация.
В основе сравнения лежат три соотносительные нормы. Резуль
тат индивидуальной успеваемости учащеroся мы сравнивали:
1) с результатами дрyrих учащихся социальная соотноси
тельная норма;
2) с прежними результатами Toro же учащеrося иHдивидy
альная соотносительная норма;
66
3) с поставленными предметными целями предметная co
относительная норма.
В рамках внедрения нашеrо психолоrо педаrоrическоrо
комплекса применяется следующий диаrностический инстру
ментарий:
1) научное наблюдение;
2) методы опроса (устный и письменный анкетирование);
3) методы тестирования (контрольные работы). Контроль
ные задания подобраны таким образом, чтобы по их pe
зультатам можно бьmо судить о качестве усвоения уча
щимися, как способов деятельности, так и предметных
знаний в целом, поэтому мы вьщелили результативную и
процессуальную стороны усвоения учащимися методов
научноrо познания, выработки у них экспериментально
исследовательских умений.
На учебных занятиях для этоrо используется определенная
классификация домашних экспериментальных работ: по опре
делению rипотезы эксперимента; выделению условий ero yc
пешноrо проведения; установлению причинно следственных
связей между явлениями и закономерностей, которым они под
чиняются; моделирование; проведение мысленноrо экспери
мента (поэтапное планирование); систематизация результатов
эксперимента (таблица); наrлядное представление результатов
в виде rрафиков, рисунков и Т.П.; собственно измерения и сня
тие показаний с приборов И Т.д.
В контрольных работах процессуальная сторона выражена
в умении учащихся распознать все перечисленные действия
(операции), приемы и воспроизвести их.
О результативной стороне процесса можно судить по правИJIЬ
ности вьщелеШIЫХ операций, по качеству усвоения содержания
проrpаммноro материала. Таким образом, состаRЛена система KOH
трольных заданий, позволяющая проследить этапы формирования
у учащихся приемов самостоятельной учебной домашней экспери
ментально исследовательской деятельности установить влияние
реализуемой методики обучения на развитие познавательноro инте
реса учащихся, на развитие их исследовательских умений интеJШек
туальноrо характера, на умение наблюдать и на качество усвоения
учащимися системы физических понятий.
Рассмотрим некоторые контрольно диаrностические зада
ния, относящиеся к рубежному контролю, которые мы предла
raeM в 7 9 классах.
Тест, разработанный м.д. Даммер для учащихся 5 класса,
обучающихся по проrрамме пропедевтическоrо курса физи
67
ки, который можно применить в начале 7 класса для учащихся,
обучающихся по стандартной проrрамме.
Тест на выявление знаний о физических телах, веществе
и физических явлениях
1. Приведи примеры явлений
А) наблюдаемых в природе
Б) наблюдаемых в домашних условиях
2. С какими явлениями ты познакомился на уроках приро
доведения (естествознания)?
З. Что такое вещество?
4. Приведи примеры известных тебе веществ.
5. Сrруппируй следующие слова (понятия): стакан, стол,
стекло, чайник, вода. Раздели эти слова по колонкам:
Тело Вещество
6. Какие опыты тебе запомнились с уроков природоведения
(естествознания) ?
7. Пытался ли ты сам проделывать какие нибудь опыты
дома? Опиши их.
Контрольная работа М 1 (71Ulacc)
1. Определить цену деления линейки, сантиметровой лен
ты, рулетки.
2. Определить объем бруска или цилиндра и выразить pe
зультат в СИ.
З. Определить цену деления мензурки.
4. Определить объем воды в сосуде и выразить результат
вСИ.
5. Определить цену деления термометра и зарисовать шкалу
термометра.
Эти пять заданий явились основаниями для подсчета резуль
тативНО20 аспекта выполнения контрольной работы. Задание
считалось выполненным, если ученик не только измерил пра
вильно, но и перевел единицы измерения в СИ. Последнее за
дание засчитывалось, если ученик не только записал формулу
определения цены деления шкалы прибора, записал значение
цены деления шкалы термометра, но и это значение совпадало
с рисунком щкалы термометра.
В nроцессуальном аспекте мы выделили семь компонентов:
1. Определение цены деления:
а) линейки; б) мензурки; в) термометра.
68
2. Измерение:
а) длины; б) объема.
3. Перевод единиu в СИ:
а) длины: мм см м; б) объема: мл см 3 м 3 .
Целью этих заданий является выяснение уровня сформиро
ванности экспериментальных (измерительных) умений, при
этом мы рассматриваем измерительные умения как базовые для
проведения более сложных экспериментов.
Контрольная работа М 2
Усвоение пОllЯтия «диффузuя»
Условия прохождения диффузии:
а) имеются различные вещества;
б) между ними существует тесный контакт;
в) наблюдается самопроизвольное смешивание.
Закон диффузии чем выше температура, тем быстрее про
ходит диффузия.
Рассмотрите следующие опыты и выберите ответ:
1. В сосуд с водой осторожно (при помощи пипетки) наливают
слой медноrо купороса (или марrанuево кислоrо калия).
2. В сосуд с водой опускают кусочек льда.
3. На стекло насыпают кучу мелких песчинок.
4. В чай положили кусочек сахару и размешали ложкой.
5. OryPUbI бьти одновременно залиты: одна банка холод
ным рассолом, вторая банка rорячим. Во второй банке
oryPUbI просолились быстрее.
Ответы:
1. Наблюдается диффузия.
2. Диффузии нет, так как отсутствует условие а).
3. Диффузии нет, так как отсутствует условие б).
4. Диффузии нет, так как отсутствует условие в).
5. Опыт отражает закон диффузии.
В nроцессуальном аспекте мы выделили три компонента:
1. Наблюдение диффузии.
2. Умение вьщелить хотя бы одно условие для прохождения
диффузии.
3. Распознавание закона диффузии.
В результативном аспекте усвоения понятия «диффузия» мы
вьщелили три компонента:
1. Распознавание явления по ero существенным признакам.
2. Определение внешних признаков явления.
3. Распознавание закона, которому подчиняется данное явление.
69
Для проверки влияния экспериментальной методики сти
мулирования домашней экспериментально исследовательской
деятельности учащихся на уровни сформированности исследо
вательских умений интеллектуальноrо характера бьша проведе
на контрольная работа NQ 3 по теме «Взаимодействие тел» (см.
в тексте для 7 класса), включающая следующие задания:
1. Проверить, увеличивается или уменьшается плотность
веществ при наrpевании и у каких тел: твердых, жидких
или rазообразных это изменение наибольшее. Сформули
руйте rипотезу и обоснуйте ее.
2. Имея мерный стакан и воду, определить массу раститель
Horo масла, которая может войти в данный флакон. Про
верить взвешиванием. Провести мысленный экспери
мент. Записать проект эксперимента.
3. Провести эксперимент так, чтобы два тела, приведенные
в движение, после столкновения приобрели равные CKOpO
сти. Сформулируйте условие проведения эксперимента.
4. Как определить скорость cBoero движения, если у Вас нет
часов? Выберите эталон времени. Выберите способ коди
рования информации.
5. Выпишите следующие парные явления, связанные при
чинно следственной связью и укажите, какое явление
причина, какое следствие.
1) воздействие одноrо тела на друrое;
2) падение яблока с дерева на поверхность Земли;
3) изменение скорости движения молекул;
4) хаотическое (беспорядочное) движение молекул Be
щества;
5) мальчик стоит на cHery на лыжах;
6) изменение скорости движения тела;
7) изменение температуры тела;
8) сила притяжения Земли;
9) созревание яблока;
1 О) мальчик провалился rлубоко в cHer;
11) диффузия;
12) мальчик может идти по cHery, почти не проваливаясь
в Hero.
В nроцессуальном аспекте деятельности мы выделили пять
компонентов, отражающих исследовательские умения учащих
ся интеллектуальноrо характера:
1. Формулировка rипотезы.
2. Запись проекта эксперимента (про ведение мысленноrо
эксперимента).
70
3. Формулировка условия проведения эксперимента.
4. Выбор внесистемноrо эталона времени.
5. Установление причинно следственной связи.
В результативном аспекте мы вьщелили пять компонентов,
отражающих качество усвоения материала при выполнении за
даний контрольной работы.
В процессе проведения экспериментальной работы по раз
витию мышления учащихся мы выделили четыре уровня сфор
мированности исследовательских умений интеллектуальноrо
характера.
Первый уровень умения исследовательскоrо характера не
сформированы, ученик не имеет представления о методах науч
Horo познания.
Второй уровень диффузно рассеянное представление о Me
тодах научноrо познания, ученик знает отдельные элементы
структуры деятельности при использовании данноrо метода, он
может их распознать, но не может применить их при усвоении
учебноrо материала.
Третий уровень ученик в состоянии указать методы науч
Horo познания, знает структуру деятельности при использова
нии данноrо метода, но не может реализовать ее на практике,
не Bcerдa верно отражая учебный материал.
Четвертый уровень ученик владеет методами научноrо по
знания, знает структуру деятельности и может применить ее на
практике, при этом вьщвиrает rипотезы, rлубоко анализирует
явления, пользуясь лоrическими приемами и обобщая учебный
материал.
Для проверки влияния экспериментальной методики сти
мулирования домашней экспериментально исследовательской
деятельности учащихся на уровни сформированности у уча
щихся 7 классов умения наблюдать и уровни усвоения понятий
была проведена контрольно экспериментальная работа N2 4
«Наблюдение превращения потенциальной энерrии в кинети
ческую и обратно при колебании тела, подвешенноrо на нити».
Используя структуру деятельности при осуществлении учеб
Horo наблюдения, разработанную АВ. Усовой, вьщелим OCHO
вания для подсчета коэффициента полноты сформированности
умения наблюдать по контрольной работе N2 4 (по лаборатор
ной работе N2 16).
1. Уяснить цель наблюдения. Пронаблюдать действие зако
на превращения и сохранения энерrии.
2. Определить объект наблюдения: шарик, подвешенный на
нити.
71
3. Создать необходимые условия Д1Iя наблюдения, обеспе
чить хорошую видимость наблюдаемоrо явления. С помо
щью каких средств это достиrается:
а) шарик с нитью подвешен на штативе. Чем Д1Iиннее
нить, тем дольше не затухают колебания;
б) метроном (часы), для определения числа ударов в еди
ницу времени;
в) при затухании колебаний, применение вынуждающей
силы (отвести шарик от положения равновесия).
4. Выбрать наиболее приrодный для данноrо случая спо
соб кодирования (фиксирования) информации, полу
чаемой в процессе наблюдения. Рисунки. Обозначение
энерrии Ер и Е к .
5. Провести наблюдения, осуществляя одновременно фик
сирование (кодирование) наблюдаемоrо выбранными
способами. Сделать рисунки:
а) положение шарика, коrда он имеет наибольшую по
тенциальную энерrию;
б) наименьшую потенциальную энерrию;
в) наибольшую кинетическую энерrию;
r) наименьшую кинетическую энерrию.
6. Проанализировать результаты наблюдения:
а) как происходит превращение энерrии;
б) почему колебания с течением времени затухают;
в) на что расходуется энерrия колеблющеrося тела.
7. Сделать вывод: подтверждается ли на опыте справеД1IИ
вость закона превращения и сохранения энерrии?
Используя обобщенный план изучения законов, разработан
ный А.В. Усовой, выделим основания для контроля усвоения
содержания понятия закон превращения и сохранения энер2ии.
С одной стороны, закон рассматривается как связь между
понятиями (в данном случае понятиям и потенциальной и ки
нетической энерrии), с дрyrой стороны сам закон рассматрива
ется как методолоrическое понятие.
1. Связь между какими явлениями (процессами или величи
нами) выражает закон. Между величинами потенциаль
ной и кинетической энерrии.
2. Формулировка закона.
3. Математическое выражение закона (в 7 классе мы не pac
сматриваем). Рассмотрим такие вопросы: Какая энерrия
называется потенциальной (от чеrо зависит значение по
тенциальной энерrии тела) и Korдa тело обладает кинети
ческой энерrией?
72
4. Опыты, на основе которых бьш открыт и сформулирован
закон, или опыты, подтверждающие справедливость за
кона. Описание опыта.
5. Использование закона на практике. Обобщить наблюдае
мый закон на друrие явления природы. Привести примеры.
6. Iраницы применимости закона. Наблюдение затухания
колебаний шарика вследствие сопротивления воздуха.
Для оценки качества усвоения системы физических понятий
использовались уровни усвоения понятий, предложенные в трудах
психолоroв (НА. Менчинская), дополненные АВ. Усовой и нами.
Первый уровень ученик отличает одно понятие от дрyrоrо,
но отдельные признаки указать не может.
Второй уровень ученик в состоянии указать признаки по
нятий, но не может отличить существенные признаки от Hecy
щественных.
Третий уровень ученик усвоил все существенные признаки,
но понятие еще не обобщено.
Четвертый уровень понятие обобщено, усвоены сушест
венные связи данноrо понятия с дрyrими: ученик свободно опе
рирует понятием в решении различноrо рода задач.
Пятый уровень установлены связи между понятиями раз
личных систем:
l й подуровень понятия общие для всех естественно науч
ных дисциплин (работа, взаимодействие, энерrия);
2 й подуровень связь с понятиями, формируемыми в про
цессе обучения по дрyrим учебными курсам, без которых невоз
можно формирование понятий по физике (в частности, мноrие
математические понятия, необходимые нам в формировании
физических понятий);
З й подуровень философские понятия катеrории, такие как:
матеРИЯ,ДВИlКение,простраНСТВО,время.
Так как в 7 классе изучаемые физические понятия еще не
обобщаются на высоком уровне естественно научных понятий,
то при выяснении качества усвоения отдельных физических по
нятий мы применяем четыре уровни сформированности физи
ческих понятий.
Экспериментальная методика позволила сформировать
у учащихся высокий уровень усвоения понятий. Следует OTMe
тить, что ученики экспериментальноrо класса во всех работах:
показывали rлубокий анализ явлений; устанавливали связи
между явлениями и величинами и смоrли в последней работе
сформулировать самостоятельно закон превращения и coxpaHe
ния энерrии, который не рассматривался в учебнике 7 класса;
73
смоrли обобщить ero для всех явлений природы, исходя из
наблюдаемоrо опыта, и определили rраницы применимости за
кона, чеrо не смоrли сделать учащиеся контрольных классов.
Надо отметить, что, несмотря на важность этоrо материала,
часто в школе мало уделяется внимания этому важному закону
из за нехватки времени на ero изучение в конце учебною rода.
Наша методика позволяет значительно повысить качество yc
воения учащимися этою материала.
Следующий тест предлаrается с целью проверки уровня YCBoe
ния учащимися в конце 9 класса фундаментальных физических
понятий. Общее время выполнения 2 ч, можно провести в 5 эта
пов, для чеrо выделяется 1 o 15 мин в начале или в конце урока.
Тест «Фундаментальные физические понятия»
Задание 1.
1. Что такое сила?
2. Что вы знаете о силе?
3. Что такое работа?
4. Что вы знаете о работе?
5. Что такое энерrия?
6. Что вы знаете об энерrии?
7. Какие законы энерrии вы знаете?
Задание 2.
1. Что такое вещество?
2. Что вы знаете о веществе?
3. Что вы знаете о научном факте, юворящем о движении
молекул вещества?
Задание 3.
1. Что такое материя?
2. Что вы знаете о материи?
3. Какие формы движения материи вы знаете?
Задание 4.
1. Что такое поле?
2. Что вы знаете о физических полях?
Задание 5.
1. Вам дан следующий ряд понятий: испарение, твердое,
плавление, жидкое, парообразование, кипение, rазооб
разное, конденсация, отвердевание, плазма. Разделите
их на rруппы и укажите обшее (родовое) понятие для
каждой rруппы. Результаты rруппировки и деления на
виды изобразите в виде классификационных схем или
таблиц.
74
2. Вам дан ряд понятий виды двиrателей: ветряной, rид
равлический,реактивный,электрический,тепловой,тур
бинный. Перечисленные виды двиrателей разделите по
двум существенным признакам:
а) по виду энерrии, превращаемой в двиrателе в механи
ческую, удобную для работы;
б) по принципу действия (конструкции) двиrателя. По
стройте классификационные схемы.
Обработку результатов данной контрольной работы также
можно осуществлять, при меняя обобщенные планы изучения
понятий и вьщеленные нами уровни усвоения понятий.
Н. В. Шаронова предложила тестовые задания для изучения
формирования научноrо мировоззрения учащихся на уроках
физики. Внутри каждой rруппы: первое задание составлено на
уровне применения знаний к анализу физическоrо явления без
использования философской терминолоrии; второе на уровне
уверенности в истинности своих знаний и третье на уровне
выявления rотовности и умения отстаивать свою точку зрения
(без разделения на уровни rотовности отстаивать свои взrляды
и применять знания при наличии препятствий).
Задание. Вам предлаrается выполнить задания мировоззрен
ческоrо характера, в которых необходимо поразмышлять над
противоречивыми инеоднозначными проблемами философ
cKoro характера по теме «Основы динамики».
1. Физические величины масса и сила
1. для чеrо введены такие физические величины, как масса
и сила? Дайте полный ответ.
2. Существуют ли силы и массы действительно или это мы
придумали такие физические величины? Ответ поясните.
3. Что Вы ответите Вашему собеседнику, если он станет yт
верждать: «Все наши знания по механике нельзя считать
правильно отражающими мир, потому что мы сами ввели
такие понятия, как сила, масса, ускорение, а ведь ни сила,
ни масса, ни ускорение самостоятельно в природе не cy
ществуют»?
П. Причинно следственные связи силы и ускорения
1. При каких условиях тело изменяет скорость cBoero дви
жения?
2. Как Вы считаете, сила определяет направление скорости
движения тела или направление ускорения, с которым
движется тело? Ответ поясните.
3. Верно ли утверждение: «Для Toro, чтобы тело ДВИl"алось, на
Hero должно действовать дрyrое тело»? Ответ поясните.
75
I//. Взаимодействие в механике
1. Сравните силы, с которыми взаимодействуют Земля и
мяч, падающий на Землю.
2. Возможно ли «действие» без «взаимодействия»? Ответ по
ясните.
3. Какая из сил, фиryрирующих в 111 законе Ньютона, явля
ется силой действия, а какая силой противодействия: F I
или Р2? Ответ поясните.
lV. Законы Ньютона
1. В чем Вы видите значение законов Ньютонов? Дайте пол
ный ответ.
2. Что дает нам право быть уверенными в правильности за
конов Ньютона? Ответ поясните.
3. Существовали ли законы Ньютона в природе до открытия
их Ньютоном? Ответ поясните.
Для диаrностики результатов задания, выполненноrо учащи
мися, необходимо составить возможный вариант поэлемент
Horo анализа содержания предполаrаемых ответов учащихся.
Н.В. Шаронова предлаrает избеrать оценивания учащихся по
пятибалльной шкале при выполнении ими заданий мировоз
зренческоrо характера, rораздо важнее для учителя получить
материал для последующеrо анализа особенностей формирова
ния мировоззрения учащихся. Выявленные коrнитивные oco
бенности мировоззренческоrо плана MOryт стать предметом об
суждения на учебно праКТl1ческой конференции учащихся.
Тест на выяснение предпочтений видов учебной деятельности
и сложившихся способов обработки информации школьниками
1. Korдa ты лучше усваиваешь знания?
1) из объяснений учителя;
2) при самостоятельной работе с учебником;
3) при сочетании объяснения учителя и работы с учеб
ником;
4) на основании самостоятельных наблюдений и опытов.
2. Выполняешь ли ты записи в целях лучшеrо усвоения Ma
териала?
1) по ходу изложения учителем;
2) в процессе выполнения опытов и наблюдений в классе;
3) в процессе выполнения домашних опытов и наблю
дений;
4) в процессе выполнения домашней самостоятельной
работы с учебником;
76
5) слушая телепередачи по физике;
6) слушая теле и радиопередачи на научно популярные
темы.
3. Какие записи ты выполняешь в своих тетрадях?
1) записываю все подряд что слышу;
2) записываю все, что читаю;
3) переписываю с доски все, что на ней пишут на уроке;
4) записываю то, что диктует учитель;
5) выделяю только основные положения:
· формулировки законов;
· формулировки определений;
· существенные признаки понятий;
· основные формулы;
· только математические преобразования.
4. Что из плана выполнения домашней лабораторной работы
ты выполняешь?
1) записываю название опыта, наблюдения, домашней
лабораторной работы;
2) записываю формулируемую rипотезу эксперимента,
что намереваюсь получить в результате исследования;
3) приборы, необходимые для выполнения домашнеrо
опыта, лабораторной работы;
4) ход опыта;
5) рисунок, чертеж, rрафик, таблицу;
6) результаты опыта или наблюдения;
7) вывод по результатам эксперимента;
8) сравнение полученных результатов с rипотезой.
5. Какие приемы ты используешь для упорядочения (систе
матизации) своих знаний?
1) заполняю таблицы;
2) составляю схемы, выражающие связи между поня
тиями;
3) составляю rрафы;
4) выписываю основные положения;
5) сравниваю записи в тетради на уроке с учебником;
6) сравниваю результаты лабораторной работы и домаш
Hero эксперимента с данными из учебника и справоч
ников.
6. Пытаешься ли ты формулировать выводы и обобщения на
основе работы с учебником и литературой?
1) да;
2) нет;
3) иноrда.
77
7. Удается ли тебе самостоятельно делать выводы и обоб
шения?
]) Bcerдa;
2) никоrда;
3) изредка;
4) почти всеrда.
8. Как часто ты используешь прием сравнения в процессе
изучения новою материала?
]) использую только на уроке;
2) по требованию учителя;
3) систематически использую самостоятельно;
4) иноrда использую;
5) не использую.
9. Осуществляешь ли ты самооценку результата своей pa
боты?
]) да;
2) нет;
3) иноrда.
]0. Какими критериями ты пользуешься при оценке результа
та своей работы?
]) проверяю в процессе пересказа:
. усвоен ли весь материал;
. формулировки законов дословно по учебнику;
. умею ли воспроизвести основное содержание материа
ла своими словами;
2) умею ли использовать знания:
. для решения задач;
. для объяснения явлений природы;
. для объяснения принципа работы прибора, устройства;
. для объяснения технических процессов;
. для выполнения и объяснения домашних опытов.
]]. Используешь ли ты обобшенные планы?
]) при изучении физических явлений;
2) при изучении физических величин;
3) при изучении физических приборов;
4) при выполнении фронтальных лабораторных работ в
классе;
5) при выполнении домашнеrо эксперимента;
6) при написании отчета по фронтальной лабораторной
работе;
7) при написании отчета по домашнему эксперименту.
Данный тест можно про водить в конце каждою учебноrо
rода, сравнивая результаты продвижения учащихся, выявляя
78
индивидуальную соотносительную норму и личностный рост
учащихся, с этими данными необходимо обязательно ознако
мить учащихся.
Учащимся очень нравится выполнять психолоrические тесты
интеллектуальноrо характера. Ассоциативный эксперимент явля
ется одним из старейших приемов экспериментальной психоло
rии. Исследование словесных ассоциаций является отражением
интереса исследователей к высшим интеллектуальным процес
сам у человека. При предъявлении слов стимулов предлаrается
записать первые, пришедшие на ум слова. Выполнять задание
надо быстро, до тех пор, пока не наступит команда стоп. Время
проведения 3 мин.
Задание. После сиrнала о начале работы запишите слова,
словосочетания и фразы, которые возникают у Вас в созна
нии по ассоциации со следующим понятием: Вешество это ...
Электрический ток это... Импульс это ...
По результатам исследования составляется сводная таблица
результатов:
Класс Изучаемые Житейское Личностное Научное пред
понятия представле отношение ставление
(образы) ние
Слова ассоциации
7 Вещество
8 Электриче
ский ток
9 Импульс
Критерии анализа полученных результатов составлялись на
основе исследований т.к. Поддубной (2000).
1. Коrнитивная сложность изучаемых образов представле
ний о физическом понятии. Коrнитивная сложность отражает
степень катеrориальной расчлененности (дифференцированно
сти) сознания индивида, которая способствует избирательной
сортировке впечатлений о действительности, опосредующей
ero деятельность и знания. Коrнитивная сложность определя
ется количеством оснований классификации, которыми соз
нательно или неосознанно пользуется субъект при дифферен
циации какой либо содержательной области (мы выделили три
основания в таблице).
79
2. Особенности семантических пространств образов пред
ставлений с учетом в них личностных особенностей, эмоцио
нальноrо фона. Например: <<Электрический ток одно из ca
мых лучших достижений человечества» (из работы учащеrося).
3. Дифференцированность понятийноrо семантическоrо
поля исследуемых образов представлений (катеrорий). Данный
критерий учитывает перечисление всех научных характеристик
понятия, основанием для анализа служат обобщенные планы
характеристики понятий.
4. Интеrрированность семантических полей исследуемых
образов представлений (катеrорий). Рост интеrрированности
личностноrо отношения и научноrо представления отражает
процесс формирования научноrо мировоззрения, уровень ero
сформированности.
Для исследования места и роли образных компонентов в op
rанизации понятийных структур, мы использовали модифи
цированный М.А. Холодной (2002) вариант IIИктоrрафической
методики, использующийся для характеристики особенностей
образноrо «языка,> понятий разной степени общности. Для
наших задач диаrностирования системноro eCTeCTBeHHO Ha
учноrо мышления школьников мы выбрали слова стимулы,
которые MOryr дать представление об особенностях образноrо пе
ревода в условиях работы четырех типов понятийных структур по
мере увеличения степени их обобщенности. Степень обобщенно
сти определялась по «индексу частоты слова» характеристике
частоты встречаемости данноrо слова в речевом опыте человека
(ero субъективная вероятность). По мнению М.А. Холодной,
ero можно трактовать как косвенный показатель меры общно
сти понятия ([63], с. 123 124). Мы подбирали слова с учетом их
употребляемости как в житейском, так и в естественно научном
значении.
Задание: Максимально быстро зафиксировать в виде рисун
ка то первое образное впечатление, которое возникает у Вас при
анализе содержания следующих слов: «рычаr»; «машина,>; «CKO
рость»; «элементарная частица,>.
Выбор слов стимулов определялся по следующим крите
риям:
1) минимальная степень общности (конкретные слова фи
зические понятия с минимальными значениями «индек
са частоты слова,> типа: «рычаr», «барометр,>, «маrнит»);
2) средняя степень общности (конкретные слова с макси
мальными значениями «индекса частоты слова,> типа:
«машина,>, «лампа», «топливо,»;
80
3) высокая частота общности (абстрактные понятия типа:
«информация», «время», «скорость»);
4) максимально высокая степень общности (абстрактные
научные физические понятия типа: «энтропия», «энер
rия», «элементарная частица», «поле» И т. д.).
Качественный анализ образов, с помощью которых учащие
ся воспроизводят заданные в содержании соответствующих по
нятий объекты, позволил вьщелить несколько основных вари
антов образноrо перевода, по которым составляется следующая
таблица:
Степень общно
сти понятий
..
о
'"
са
Q,
\о
О
(1)
:s:
..
...
u
>.
u
...
О
:i
. '"
о са
u Q,
"\О
са О
Ь !!!
:1: ...
... :1:
(1) ..
Q,:s:
" ...
:1: са
О :s:
:00: ::r
..
>-
e-:ii
u '"
. са
о Q,
:1:\0
... О
(1) (1)
:i
(1) :1:
Q,Q,
Е:
:i
'"
са
Q,
\о
. О
О (1)
:ii
(1) :1:
.. Q,
... о
u u
.. :1:
>-(1)
;r u
(1)
:i
:1:
:1:
(1)
3" ...
\о '"
О са
\Оа.
o'g
:s:
"
са
:1:
'"
(1)
:i
:1:
..
О
<:;
Низкая
Средняя
Высокая
Макс. высокая
Психолоrический эксперимент «Сформированность инди
видуальных понятийных структур». Время выполнения каждоrо
задания: 10 мин.
Методика «Формулировка проблем» (Холодная, 1983, 2002).
Задание: Сформулируйте ряд проблем, возникающих в связи
с соответствующим объектом, пред став ленным понятием «Bpe
мя». В вашем распоряжении 10 мин.
Критерии оценки:
О баллов проблема формулируется на основе ситуативных
оценок или субъективных впечатлений испытуемоrо;
] балл проблема формулируется за счет вьщеления каких
либо конкретных признаков, свойств заданноrо объекта;
2 балла проблема формулируется посредством подключе
ния заданноrо слова к дрyrой, достаточно отдаленной семанти
ческой области.
81
Показатели:
1) сложность всех сформулированных проблем в баллах;
2) количество проблем, оцененных в 2 балла (т. е. количест
во максимально сложных проблем).
Психолоrический эксперимент «Особенности орrанизации
метакоrнитивноrо опыта».
Методика «Идеальный компьютер» (rельфман, Холодная, Дe
мидова, 1993; см.: Холодная, 2002, с. 189 190). Диаrностируется
мера открытости познавательной позиции (особенности инди
видуальноrо yмcTBeHHoro круrозора, проявляющеrося в особен
ностях репрезентаций событийноro содержания мира).
Задание: Представьте себе, что существует некий идеальный
компьютер суперновоrо поколения, который знает абсолют
но обо всем и который может ответить на любой обрашенный
к нему вопрос. Запишите, пожалуйста, любые вопросы, KOTO
рые Вы сочтете для себя важными и интересными и на которые
Вы хотите получить ответ.
Показатели:
1) количество объективированных вопросов, т. е. вопросов,
направленных на уяснение проблематики внешнеrо мира
и связанных с актуализацией тех или иных элементов
объектноrо знания (вопросы типа: «Существует ли конец
Вселенной?», «Может ли компьютерный разум победить
человеческий?» и т.д.);
2) количество субъективированных вопросов, т. е. вопросов,
связанных с актуализацией Я проблематики и cocpeДOTO
ченных в rраницах личностно значимых ситуаций;
3) количество катеrориальных вопросов, характеризую
щихся максимально обобщенным охватом Toro или ино
ro аспекта действительности с ориентацией на уяснение
ее причинно следственной основы (вопросы типа: «Что
ждет человечество в будущем?», «Каковы законы взаимо
отношений людей?» и т.д.);
4) количество фактических вопросов, касающихся KOHKpeT
ных фактических данных (вопросы типа: «Что такое
черная дыра?», «Что я получу на экзамене по физике?»
ит.д.).
Мера открытости познавательной позиции обнаруживает
себя в преобладании объективированных и катеrориальных BO
просов, тоrда как мера закрытости познавательной позиции, Ha
против, в преобладании субъективированных и фактических
вопросов. Таким образом, уровень сформированности MeTaKor
нитивноro опыта в данном случае проявляется в эффекте pery
82
ляции познавательных интересов в направлении роста их дeцeH
трации и соответственно расширении ментальноrо крyrозора.
Методика «Эколоrический проrноз будущеrо развития Земли»
(Шавинина, 1993; см.: Холодная, 2002, с. 189). Оценивается xa
рактер проrноза будущих событий.
Задание: Представьте, что Вы один из писателей фанта
стов, которые, как известно, отличаются умением проrнозиро
вать будущее. К Вам обращается американский журнал «Таймс»
с просьбой спроrнозировать состояние эколоrии Земли через
50 лет в виде KOpOTKOro рассказа в течение 1 О мин.
Показатели:
1) дифференцированность проrноза (количество «увиден
ных» аспектов будущеrо, т. е. тех конкретных изменений,
которые испытуемый сумел предвосхитить в эколоrиче
ском состоянии Земли через 50 лет);
2) оптимистичность, пессимистичность или нейтральность
проrноза (в случае позитивноrо видения событий испы
туемый получал + 1, в случае неrативноrо проrноза 1,
нейтральный проrноз оценивается О).
По аналоrии с этим заданием можно оценить проrноз уча
щихся по основным направлениям развития научных проблем,
например: в каком направлении пойдет развитие атомной энер
rетики; космических исследований и Т.П.
Психолоrический эксперимент рекомендуется проводить
вместе со школьным психолоrом. Надо заметить, что в настоя
щее время, учителя осознают необходимость психолоrических
знаний, стремятся получить второе психолоrическое образова
ние. В Челябинском [осударственном педаrоrическом универ
ситете мною была открыта специальность в рамках Института
дополнительных педаrоrических профессий для студентов фи
зическоrо и естественно технолоrическоrо факультетов «Пси
холоr исследователь в преподавании естественно научных
дисциплин». Некоторые эксперименты и задания с психоло
rическим и лоrическим содержанием, представленные в этой
книrе, бьmи разработаны студентами физиками. получившими
дополнительную квалификацию «Психолоr исследователь».
В заключении, хотелось бы обратить Ваше внимание на то,
что в книrе представлены дидактические разработки домашних
экспериментальных работ, лоrическоrо, исследовательскоrо и
психолоrическоrо практикумов для учащихся 7, 8, 9 классов.
Особенность стиля изложения этоrо комплекса состоит в том,
что он обращен непосредственно к ученику от имени автора
(или от имени учителя).
83
Дидактические разработки домашних
экспериментальных работ, лоrическоrо,
исследовательскоrо и психолоrическоrо
практикумов ,..
7 класс
Научные методы познания
Наука о природе физика, открывающая суть и основы Ma
териальноrо мира, ведет нас строrим и нелеrким путем к исти
не. Любопытство и удивление толкают человека на этот путь,
заставляя ero учиться всю долryю вечную дороrу. За это при
рода дарит ему великое блаrо знание, и оно служит челове
ку, облеrчая ero труд на Земле, открывая путь в Космос. Итак,
пусть любопытство заставит Вас сделать усилие для понимания,
и «вперед без страха и сомненья!»
Мы предлаraем Вам проверить свои способности, выполняя
физические опыты и наблюдения в домашних УСЛОВИЯХ. При
этом, нам бы хотелось, чтобы Вы почувствовали себя исследо
вателями, создали простейшую домашнюю физическую лабо
раторию и научились познавать окружающий Вас мир, т. е., как
rоворят ученые, освоили основные методы познания. Научное
познание чаще Bcero начинается с наблюдения.
Наблюдение длительное, целенаправленное и планомер
ное восприятие предметов и явлений окружающей действи
тельности.
Наблюдение является не только элементарным способом по
знания, но и составной частью эксперимента, который без Ha
блюдения лишен всякоrо смысла.
Эксперимент (испытание) это наблюдение и анализ иссле
дуемоrо явления в определенных условиях, позволяющих сле
дить за ходом явления и воссоздавать ero всякий раз при фикси
рованных (искусственно создаваемых) условиях.
Методы теоретическоrо познания измерения, сравнения,
анализ явлений, синтезирование (обобщение) фактов, YCTaHOB
ление причинно следственных связей и друrие мыслительные
операции.
84
Планировать и проводить наблюдения
нужно в следующем порядке:
1. Формулируем цели наблюдения. (Для чеrо наблюдаем?)
2. Выбираем объекты наблюдения. (Что наблюдаем?)
3. Исследуем условия наблюдения. ([де наблюдаем?)
4. Составляем план наблюдения. (Как наблюдаем?)
5. Выбираем способ фиксирования информации, получае
мой в ходе наблюдения. (Чем наблюдаем?)
6. Проводим собственное наблюдение, сопровождающее
ся фиксированием полученной информации выбранным
способом. (Наблюдаем !!!)
7. Анализируем полученные в ходе наблюдения данные (что
получилось?)
8. Формулируем выводы. (Как описать?)
А планировать и проводить эксперимент
нужно так:
1. Формулируем цели эксперимента. (Реши, что ты хочешь
делать и для чеrо!)
2. Формулируем rипотезы эксперимента. (Что предполаrа
ешь получить!)
3. Выявляем условия, необходимые для достижения постав
ленной цели. (Устрани все помехи!)
4. Проектируем эксперимент (мысленный эксперимент).
(Подумай, а потом делай!)
5. Отбираем необходимые приборы и материалы. (Найди,
изrотовь!)
6. Собираем установку. (Собери, проверь!)
7. Проводим опыты В запланированной последовательно
сти, сопровождаем их фиксированием получаемых pe
зультатов. (Зарисуй, заполни таблицу!)
8. Обрабатываем результаты измерений. (Вычисли, построй
rрафик!)
9. Анализируем результаты эксперимента. (Проверяй, cpaB
нивай, выясняй причину!)
10. Формулируем выводы. (Обобщай, подтверждай или оп
роверrай свою rипотезу!)
85
О, СКОЛЬКО нам открытий чудных
rотовят просвещенья x,
И опыт, сын ошибок трудных,
И i!eHUU, парадоксов apYi!,
И случай, БОi! изобретатель.
Ас. Пушкин
Учимся изrотовлять простейшие
при60РЫ и модели
Опыт 1. Изrотовить из плотной бумаrи масштабную ленту
длиной 1 м с делениями на дециметры, причем первый деци
метр разделить на сантиметры и МИJШиметры. Можно исполь
зовать миллиметровую бумаry.
Опыт 2. Сделать и принести в класс кубический сантиметр из
мела, шины, дерева, резины или дрyrоrо материала.
Лабораторная работа .NP 1
/jJадуирование мензурки
Цель: изrотовить простейший измерительный прибор в дo
машних условиях; научиться rрадуированию измерительноrо
прибора: усвоить принцип rpадуирования; научиться понимать
смысл понятия цены деления измерительноrо прибора.
Приборы: измерительная лента;
Материалы: баночка из под майонеза, полоска бумаrи, клей,
ножницы, одноразовый шприц.
Порядок выполнения:
Возьмите баночку из под майонеза или дрyrой подходящий
сосуд. Наклейте сбоку полоску бумаrи. При помощи одноразо
Boro шприца вместимостью lO 25 МЛ, нанесите деления на по
лоску бумаrи. Вы получили проrpадуированную в миллилитрах
мензурку для измерения объема жидкостей.
Учащиеся MOryт сделать вывод, что пена деления мензурки
это объем жидкости, приходящийся на одно деление прибора.
Можно изrотовить мензурку с любой выбранной ценой деле
ния. Чем меньше цена деления прибора, тем он точнее. Мож
но прийти к общему выводу, что цена деления измерительноrо
прибора определяется количеством единиц измеряемой вели
чины приходящимся на одно деление прибора.
Фиксирование и кодирование информации:
Сделайте рисунок участка шкалы мензурки, указав на нем
пену деления прибора.
86
Анализ результатов: опишите последовательность ваших дей
ствий при rpадуировании мензурки.
Вывод: что является ценой деления мензурки? Что называют
ценой деления измерительноrо прибора?
Учимся измерять
Опыт 3. Пользуясь изrотовленной масштабной лентой: а) из
мерить длину карандаша; б) определить площадь поверхности
тетради; в) среднюю длину cBoero шаrа и т.п. Осуществить пере
вод единиц в СИ.
Вычисленuя:
Лабораторная работа .JV2 2
Измерение обьема тела правильной формы
Цель: научиться определять объем твердоrо тела правильной
формы, пользуясь измерительной лентой; уметь определять
цену деления измерительной ленты.
Приборы: измерительная лента (масштабная линейка).
Тела и материалы: твердые тела правильной формы дeT
ские кубики, карандаш, коробка и т.п.
Порядок проведенuя:
1. Определить цену деления измерительной ленты.
2. Измерить длину а, ширину Ь, высоту С.
3. Вычислить объем V == а-Ь'с.
4. Перевести см 3 в м 3 (СИ).
5. Определить объем цилиндрическоrо карандаша.
Измерить диаметр карандаша d, длину карандаша [.
V == тc.d 2 .[
4
Определить объем любоrо флакона цилиндрической формы.
Лабораторная работа .JV2 3
Определение вместимости сосудов различной емкости
Цель: научиться определять вместимость различных eMKO
стей: флаконов, кастрюль, ваз и т.п.
Приборы: литровая банка, мензурка, измерительная лента.
Тела и материалы: флакон из под шампуня, кастрюля, CTa
кан, ваза, вода.
Порядок проведенuя:
1. Измерить вместимость кастрюли при помощи литровой
банки с водой (сколько литров воды входит в кастрюлю).
87
2. Вычислить объем кастрюли по размерам дна и высоте Ka
стрюли.
V==S' h.
3. Воду из флакона из под одеколона или шампуня перелить
в мензурку и записать полученное значение V по шкале.
4. Воду из вазы для цветов перелить в мензурку в несколько
приемов, если это необходимо. Подсчитать общее количество
воды.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
N2 Емкость Вместимость, объем, v
п/п (сосуд) мл/м 3
1 Кастрюля
2 Флакон
3 Ваза
Анализ полученных результатов проводится сравнением BMe
стимости исследованных сосудов.
Сформулируйте выводы, отвечая на вопросы:
1. Блаrодаря каким свойствам вода может наливаться в cocy
ды разной формы?
2. Можно ли измерить вместимость сосудов при помощи co
судов известной емкости (0,5 л; 1 л и т.п.)?
3. Каким прибором необходимо пользоваться для более точ
Horo измерения?
Лабораторная работа М 4
Измерение обьема твердОlО тела неправильной формы
Цель: научиться пользоваться подручными домашними cpeд
ствами для определения объема тел неправильной формы; Hay
читься измерять объем в мл и переводить их в системные еди
ницы объема; сравнивать объемы различных тел.
Приборы: мензурка, изrотовленная дома.
Тела и материалы: вода; 2 3 предмета: камень, rайка или
болт; маленькая керамическая или пластмассовая иrрушка,
дрyrие мелкие предметы, которые найдутся дома.
Порядок выполнения:
1. Налить в мензурку воды. Измерить ее объем.
2. Опустить в мензурку предмет до ero полноrо поrружения.
3. Измерить объем воды с предметом. Вычислить объем преk
мета.
88
Фиксирование информации:
Заполнитетаблиц
N2 Тело непра Объем воды, Объем воды Объем тела,
п/п вильной мл/м 3 с телом, мл/м 3 мл/м 3
формы
1
2
Запишите в тетради сделанные Вами вычисления.
Анализ результатов: запишите, как при помощи мензурки
можно определить объем тела неправильной формы.
Сделайте вывод.
Лабораторная работа .JV2 5
Определение размеров малых тел
Цель: научиться вьmолнять измереJШЯ способом рядов.
Приборы: масштабная линейка, иrолка.
Тела и материалы: пшено, рис, ropox, крупный сахарный пе
сок, мак, различные семена и т.п.
Условия: располаrать крупинки точно вдоль линейки при по
мощи иrолки. Начинать с более крупных тел, переходя с более
крупных тел к мелким.
Порядок выполнения:
1. Расположить крупинки вдоль линейки и пере считать их.
(Для расположения и пересчета крупинок сахара можно
воспользоваться лупой.)
2. Измерить длину ряда линейкой.
3. Вычислить диаметр одной крупинки.
Подrотовиться к классной лабораторной работе на определе
ние размеров молекулы золота по фотоrpафии.
Фиксирование результатов:
Заполнитетаблиц
N2 Название Ma Число частиц Длина ряда Диаметр одной
п/п лоrо тела в РЯДУ Н, шт. L,MM частицы d, мм
1 ropox
2 Пшено
3 Рис
4 Семена
5 Мак
6 Сахарный
песок
89
Сделайте вычисления в тетради.
Анализ полученных результатов: сравнить размеры измерен
ных Вами малых тел. В чем преимущество 3Toro метода по cpaB
нению с друrими, в чем недостатки?
Вывод: в каких случаях для измерения можно пользоваться
способом рядов?
Вы познакомились с тремя способами измерения объема тел:
1. Непосредственным измерением сторон предмета при по
мощи измерительной ленты. Этот способ используется
для измерения твердых тел правильной формы.
2. При помощи мензурки (измерительною цилиндра) изме
ряют объем жидкостей и объем тел неправильной формы.
3. Способом рядов измеряют размеры малых тел.
Контрольная работа М 1
На измерительные умения
1. Определить цену деления линейки, сантиметровой лен
ты, рулетки.
2. Определить объем бруска или цилиндра и выразить pe
зультат в СИ.
3. Определить цену деления мензурки.
4. Определить объем воды в сосуде и выразить результат в СИ.
5. Определить цену деления термометра и зарисовать шкалу
термометра.
Опыт 4. Домашнее практическое контрольное задание.
Пользуясь изrотовленным измерительным сосудом или
лентой, определить объем кубика, объем небольшой KapTO
фелины, вареною куриноrо яйца, rорошины, емкость KaKoro
либо сосуда. Выбрать способ измерения, осуществить перевод
единиц в СИ.
Домашнее практическое контрольное задание
Опыт 5. Взять 10 кусков сахара рафинада. При помощи из
мерительной ленты измерить их объем. В домашнюю мензур
ку налить теплой воды, положить сахар, полностью растворить,
измерить объем поднявшейся воды. Получили ли Вы разницу
в измерениях? Почему? Вопрос проблема к следующей теме
«Строение вещества». После ознакомления с теорией CTpoe
ния вещества можно сделать вывод по этому заданию: все тела
состоят из отдельных частиц (молекул), между ними есть про
90
межутки. Молекулы сахара проникают в промежутки между
молекулами воды, поэтому объем кусков HepacTBopeHHoro ca
хара рафинада больше разницы между объемами чистой воды и
воды с растворенным сахаром.
Первоначальные сведения о строении вещества
Учимся моделировать
Опыт 6. Из разноцветноrо пластилина сделать модели атомов
водорода, кислорода. Составить из них модели молекул воды,
водорода, кислорода. Какой материал можно использовать BMe
сто пластилина?
Опыт 7. Изrотовить модель, показывающую, что тело COCTO
ит из молекул и промежутков между ними. Например: стакан
заполнить шариками от шарикоподшипников, дробью, ropo
хом и т.п. Залить стакан водой и вычислить соотношение между
объемом молекул и пустот между ними (соотношение общеrо
объема шариков и общеrо объема воды). Проследить, как из
меняется объем пустот при изменении объема шариков. Какой
можно сделать вывод о соотношении объема молекул в теле и
объема промежутков между ними.
Опыт 8. Придумайте модель устройства для демонстрации
хаотическоrо движения молекул. Сделайте рисунок, принесите
модель в класс.
Учимся выдвиzать zипотезу и обосновывать её
Опыт 9. Сформулируйте rипотезу о том, почему чай завари
вают rорячей, а не холодной водой. Дать обоснование Вашему
предположению. Проверить опытом.
Опыт 10. Выдвиньте rипотезу о том, в каких телах: твердых,
жидких или rазообразных диффузия происходит быстрее и по
чему, проверьте свое предположение опытом. Придумайте и
проведите опыты на прохождение диффузии в твердых телах,
жидкостях и rазах и произведите нужные измерения на CKO
рость прохождения диффузии.
Опыт 11. Что произойдет, если стеклышко (зеркальuе) при
вести в соприкосновение с поверхностью воды? Проверить
91
опытом, прикрепив к стеклу резинку пластилином. Попытай
тесь оторвать стеклышко от поверхности воды. Осмотрите по
верхность стекла, дайте объяснение увиденному. Почему для
отрыва от воды потребовалось усилие? Выдвиньте rипотезу и
обоснуйте ее.
Учимся наблюдать и обмснять явления.
Учимся находить причину и следствие
Опыт 12. Налить в стаканы воды и капнуть в них по разному
количеству капель марrанцовокислоrо калия или чернил. Пе
ремешать. Обратить внимание на цвет, сравнить окраску воды
в стаканах. Объяснить. В чем причина наблюдаемой разницы
окраски воды в стаканах? Сделайте рисунки.
Опыт 13. Возьмите соль, сахар крупноro помола, рассмотри
те форму кристаллов, разотрите крупинки. Порошок высыпьте
в воду, попробуйте на вкус, объясните. Какое явление вы Ha
блюдаете? Что является причиной, а что следствием данноrо
явления?
Опыт 14. Используя линейку, определить объем десяти кyc
ков сахара рафинада. Положить сахар в мерный стакан с BO
дой И полностью растворить (размешать). Сравнить, на сколько
делений должна была подняться вода в мензурке и на сколько
она поднялась фактически. Объяснить разницу. Какое вещество
можно взять вместо сахара? Предложите и проведите собствен
ный опыт на наблюдение и объяснение данноrо явления. Bыдe
лите причину и следствие данноrо явления.
Выявляем условия, соответствующие
данному явлению
Опыт 15. На дно стакана опустить кусочек rрифеля хими
ческоrо карандаша (или кристаллик марrанца). Наблюдать
не взбалтывая. Какое явление наблюдаете? Как ero ускорить?
Сформулируйте условия, при которых Вы наблюдаете явление
диффузии. Будет ли наблюдаемое явление диффузией, если
костьвзболтать?
Условия диффузии:
92
Опыт 16. Взять сырую картофелину и разрезать ее пополам.
В центре среза положить кусочек марrанца и соединить обе по
ловинки. Через некоторое время разъединить их. Назвать Ha
блюдаемое явление и объяснить. Нужен ли для более быстроrо
прохождения диффузии тесный контакт между половинками?
Пронаблюдайте разные варианты опыта. Сделайте рисунки.
Условия диффузии:
Проектирование эксперимента,
фиксирование полученной информации и ее анализ
Опыт 17. На дно сосуда опустите несколько кристалликов
перманrаната калия. Налейте воду. Измерьте ее температуру.
Наблюдайте за изменением rраницы окрашенной и неокрашен
ной жидкостей.
Как быстро перемещается rраница? Как изменяется цвет
окрашенной части жидкости и почему? Измеряйте положение
rраницы через равные промежутки времени. Запишите проект
эксперимента, ero последовательность. Составьте таблицу, по
стройте rpафик зависимости изменения положения rpаницы от
времени. Сделайте рисунки. Сравните Ваши результаты с резуль
татами опытов Ваших товарищей. Почему у Вас получились раз
ные данные опытов? Обсудите в классе.
Проект эксперимента:
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
N2 °t Промежутки времени; Положение I"раницы;
п/п t, С L,CM
1
2
3
4
5
IjJафик зависимости изменения положения rраницы между
окрашенной и не окрашенной жидкостью от времени:
Анализ результатов и вывод: Что можно назвать скоростью
прохождения диффузии?
Опыт 18. Пустую пластмассовую бутьшочку из под шампу
ня плотно закрыть и сжать руками. В дрyryю бутьшочку налить
воду, закрыть и попробовать сжать. Сделать рисунки и проана
лизировать результаты опытов.
93
Выполнение учебноrо исследования по общему
плану экспериментальной деятельности
Лабораторная работа М б
Определение времени прохождения диффузии
Цель: определить при каких температурах, высоких или низ
ких, диффузия происходит быстрее.
Приборы: термометр, часы.
'kла и материалы: 2 стакана; марrанцовокислый калий или
медный купорос; вода.
Fипотеза: предполаrаем, что при высоких температурах диф
фузия будет происходить быстрее.
Условия успеШНО20 проведения опыта:
1. Тщательность измерений. Минимизирование поrрешно
стей измерений.
2. Одинаковые начальные условия (по температуре и коли
честву воды).
3. Не производить взбалтывания воды в стаканах.
Порядок выполнения:
1. Возьмите 2 стакана с водой (200 мл) комнатной темпера
туры.
2. Определите цену деления термометра и измерьте началь
ную температуру воды в стаканах.
3. Опустите в них по одинаковому количеству марrанцово
кислоrо калия.
4. Один стакан поставьте в морозильную камеру холодиль
ника, второй на батарею.
5. Отметьте время начала эксперимента.
6. Определите путем неоднократных измерений, через какое
время марrанец полностью раствориться в воде в обоих
стаканах.
7. Измеряйте температуру воды через определенные проме
жутки времени и конечное значение температуры в обоих
стаканах.
Фиксирование информации:
1. Заполните таблицу.
N2 Начальная Промежуточная Конечная Время
п/п температура, температура, температура, эксперимента,
t.C t.C t'C t, с
1
2
94
2. Постройте rрафик зависимости времени прохождения
диффузии от температуры.
3. Покажите на рисунках, как происходит смешивание моле
кул в обоих случаях. Красным цветом изобразите молеку
лы марrанца, синим молекулы воды.
Анализ результатов: rде вода окрашивается быстрее, в холо
дильнике или на батарее? Сравните время: сутки, часы, мину
ты, секунды.
При какой температуре диффузия происходит быстрее? Что
происходит с молекулами вещества при наrревании, как изме
няется их скорость и проникающая способность?
Опишите и сделайте вывод.
Контрольная работа N2 2
На усвоение понятия «диффузия»
Условия прохождения диффузии:
а) имеются различные вещества;
б) между ними существует тесный контакт;
в) происходит самопроизвольное смешивание.
Закон прохождения диффузии чем выше температура, тем
быстрее происходит диффузия.
Рассмотрите следующие опыты и выберите ответ.
Опыты:
1. Оryрцы были одновременно залиты: одна банка холод
ным рассолом, вторая банка rорячим. Во второй банке
оryрцы просолились быстрее. Почему?
2. В сосуд с водой осторожно, при помощи пипетки, нали
вают слой раствора медноrо купороса.
3. На стекло насыпают кучу мелких песчинок.
4. В сосуд с водой опускают кусочек льда.
5. В чай положили кусочек сахару и размешали ложкой.
Ответы:
1. Наблюдается диффузия, так как выполняются все условия.
2. Диффузии нет, так как отсутствует условие а).
3. Диффузии нет, так как отсутствует условие б).
4. Диффузии нет, так как отсутствует условие в).
5. Опыт отражает закон диффузии.
95
Взаимодействие тел. Система тел отсчета.
Определяем положение тела в пространстве
Опыт 19. Определите положение заданною тела в простран
стве (в классе и в комнате дома). для этоrо выберите систему тел
отсчета, совместите с ней систему координат. Запишите время,
соответствующее этому положению тела. Сделайте рисунок в TeT
ради. Измените положение тела, запишите время и зарисуйте
новое положение тела относительно выбранных тел отсчета.
Опыт 20. Попросите коrо нибудь (одноклассника, pOДCTBeH
ника, товарища) по Вашему описанию, в выбранной Вами сис
теме отсчета найти заданное тело «<клад,».
Опыт 21. Определите положение заданноrо тела на поляне
(лужайке, в саду, в лесу). Попросите коrо нибудь отыскать это
тело по вашему описанию в выбранной вами системе отсчета.
Устанавливаем зависимости
Опыт 22. Составить зависимость числа шаrов от интервала
времени. Интервалом времени может быть время полною BЫ
ливания воды из перевернутой бутылочки. Составить таблицу.
Построить rрафик зависимости числа шаrов от интервала Bpe
мени у == Кх.
Опыт 23. Определить среднюю скорость cBoero движения от
школы до дома или от дома до ближайшей остановки TpaHC
порта. Вывести зависимость числа шаrов от времени движения.
Сравнить с линейной зависимостью у==кх.
Лабораторная работа М 7
Определение скорости равномерноzо движения
Цель: наблюдать прямолинейные равномерные движения;
научиться определять скорость paBHoMepHoro прямолинейно
ro движения; уточнить, закрепить понятия «скорость», «путь,>,
«время,> движения.
Приборы: измерительная лента, часы.
Материалы: изrотовленный из полиэтилена или шелка пара
шют, poraTKa.
Условия для опыта: необходимо выбрать ориентир (столб,
дом или забор), рядом с которым запускать парашют вертикаль
но вверх.
96
Порядок выполнения:
1. Изrотовить парашют и poraTКY.
2. Выбрать ориентир.
3. Запустить парашют из роrатки. После раскрытия парашюта,
он начнет двиrаться вниз равномерно и прямолинейно.
4. Отметить время падения парашюта.
5. Определить высоту, с которой падал вниз парашют (BЫCO
ту, до которой он поднялся), используя ориентир.
6. Вычислить скорость равномерною прямолинейноrо дви
жения по формуле: s == v .(
Вычисления:
Фиксирование и кодирование информации:
1. Зафиксировать данные в таблице.
2. Построить rpафики:
1) зависимости перемещения парашюта от времени па
дения;
2) зависимости скорости парашюта от времени падения.
Проанализировать результат и сделать вывод о том, является
ли скорость paBHoMepHoro прямолинейноrо движения величи
ной постоянной. Докажите, что парашют движется равномерно.
Лабораторная работа NP 8
Определение средней скорости неравномерноzо прямолинейноzо
движения
Цель: наблюдать неравномерное движение; научиться опре
дел ять среднюю скорость HepaBHoMepHoro движения; сравнить
средние скорости разных тел.
Приборы: измерительная лента; часы.
Тела и материалы: мячик; детская иrрушечная машинка;
вода.
Порядок выполнения:
1. Измерить расстояние в комнате от стенки до стенки.
2. Прокатить мячик. Измерить время движения.
3. Прокатить машинку. Измерить время движения.
4. Измерить расстояние от рожка душа до дна ванны. Дo
биться тою, чтобы вода капала из душа. Измерьте время
движения капли.
5. Вычислить средние скорости движения различных тел по
формуле:
SCP
P=
(
и сравнить их.
97
Фиксирование и кодирование информации:
1.Заполнитетаблиц
NQ Движущееся тело S,M t, с V cp , м/с
п/п
1 Мячик
2 Машинка
Э Капля воды
2. Постройте rpафики
1) зависимости пройденноrо телами пути от времени дви
жения;
2) скорости движения от времени.
Анализ результатов:
В каждой точке траектории скорость тел различна, но можно
определить среднюю скорость движения, Т.е. какое расстояние
в среднем проходит тело в единицу времени. Сравнить средние
скорости мяча, машинки и капли воды.
Изrотавливаем простейшие приборы
из предметов домашнеrо обихода
и проводим измерения с их помощью
Опыт 24. Изrотовить отвес из нитки длиной 50 см и rpузи
ка. В качестве rрузика можно взять rвоздь или винт. Проверить
с ero помощью вертикальность косяков двери. На чем основан
принцип действия этorо прибора?
Опыт 25. Изrотовить прибор «уровень» для проверки rори
зонтальности поверхностей. Объясните принцип действия это
ro прибора.
Лабораторная работа М 9
Определение массы различных тел при помощи рычажных весов
Цель: научиться определять массы тел.
Приборы: рычажные весы, изrотовленные в домашних усло
виях, разновесы в виде медных и серебряных монет.
Материалы: иrрушки и предметы домашнеrо обихода, из
rотовленные из разных материалов (керамика, стекло, дepe
ВО,пластмасса, фарфор и т.д.), деревянная рейка или карандаш,
полиэтиленовые крышки, нитки или проволока.
Порядок выполнения:
1. Изrотовить рычажные весы, для этоrо взять деревянную
рейку или карандаш, по середине просверлить отверстие
98
и вставить проволоку так, чтобы рейка или карандаш
моrли свободно вращаться и устанавливаться в rоризон
тальном положении. Из полиэтиленовых крышек при
помощи ниток изrотовить чашечки к весам и подвесить
их к концам рейки, уравновесить весы, для этоrо можно
использовать пластилин.
2. Взвесить поочередно все предметы, используя в качестве
разновесов старые монеты достоинством 1 коп., 5 коп.,
10 коп. или дрyrие мелкие предметы (детали) известноrо
Вам веса.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
N2 Предметы Вещество Масса т, КI"
п/п
1 Кружка Керамика
2 Кружка Фарфор
3 Кубик Дерево
4 Кубик Пластмасса
Анализ полученных результатов.
Выводы.
Разные тела, изrотовленные из различных материалов, име
ют разную массу. Массу можно измерить при помощи весов и
разновесов снекоторой поrpешностью. Обратите внимание на
то, что 2 кубика и две кружки одинаковых объемов, но изrотов
ленные из разных материалов, имеют разную массу. Почему?
Проблемный вопрос для перехода к теме «Плотность».
Лабораторная работа М 10
Определение плотности твердых тел
Цель: научиться определять плотность твердых тел, зная их
массу и объем.
Приборы: весы рычажные, мензурка, измерительная лента.
Материалы: предметы домашнеrо обихода, иrpушки.
Порядок выполнения:
1. Определить массу всех тел поочередно.
2. Определить объем тел измерительной лентой или MeH
зуркой.
3. Вычислить плотность тел по формуле:
т
p== .
V
Перевести единицы плотности в СИ, r/cM 3 в кr/M 3 .
99
Фиксирование информации:
Заполнитетаблиц
N2 Тело Вещество Масса Объем V, Плотность
п/п m,1" мл/см З р, I"/СМ З , КI"/М З
1
2
3
4
5
Анализ результатов:
Почему тела одинаковоrо объема MOryт иметь разную массу,
а тела одинаковой массы разный объем?
Чем отличаются молекулы разных веществ друr от дрyrа
и как это связано с плотностью веществ?
Вывод: Что показывает плотность?
Лабораторная работа JVP 11
Определение плотности воды, раститеЛЬНО20 масла и молока
Цель: определить плотность воды, растительноrо масла и MO
лока; показать, что различные вещества имеют разную плот
ность.
Приборы: рычажные весы, мензурка.
Тела и материалы: стаканы, вода, растительное масло, MO
локо.
Порядок выпОЛllения:
1. Определить массу мензурки на рычажных весах.
2. Налить в мензурку 100 мл воды.
3. Определить массу мензурки с водой. Вычислить массу
воды.
4. Налить в мензурку 100 мл растительноrо масла.
5. Определить массу масла.
6. Определить объем и массу молока.
7. Вычислить плотность воды, масла и молока.
8. Перевести единицы плотности в СИ; r/cM 3 в кr/M 3 .
Фиксирование иllформации:
Заполнитетаблиц
NQ Вещество Масса Объем Плотность
п/п т, 1" V, МЛ/СМ З р, I"/СМ З , КI"/М З
1 Вода
2 Масло
3 Молоко
100
Анализ результатов:
Вы брали равные объемы масла, воды и молока, но масса Ka
Koro вещества оказалась меньше, чем у воды? Значит ли это,
что оно менее плотное, чем вода, что это означает? Полученные
плотности веществ сравните с табличными данными из учебни
ка и сделайте вывод.
Выявляем закономерности
Лабораторная работа N! 12
Обнаружение и измерение веса тела
Приборы: динамометр, изrотовленный в домашних условиях.
Тела и материалы: лист картона, шнур резиновый, мешочек
с песком или СОЛЬЮ, твердое тело, лист фанеры, лист бумаrи,
пружина.
Порядок выполнения:
]. Изrотовить динамометр, используя лист фанеры, лист
белой бумаrи и пружину. Проrрадуировать динамометр
можно в школе, используя разновесы в 1 н. Нанести шка
лу с ценой деления О,] н.
2. Положите мешочек с песком на середину листа картона.
Поднимите лист картона с мешочком ДВУМЯ руками за
края. Обратите внимание на изменение формы картона и
мешочка с песком.
3. Прикрепите к резиновому шнуру твердое тело и подни
мите ero, держась за свободный конец резиновою шнура.
Обратите внимание на увеличение длины шнура. Можно
это сделать при помощи отметок на шнуре.
4. Прикрепите мешочек с СОЛЬЮ, затем твердое тело к пру
жине, пронаблюдайте растяжение пружины. Если BMe
сто пружины взять динамометр, то можно измерить силу,
действующую на шнур.
Фиксирование информации:
Сделать рисунки и показать направление сил, действующих
на тела и точки их приложения.
Анализ результатов:
Почему лист картона изменил свою форму? Почему растя
нулся резиновый шнур, пружина?
Как направлены сила упрyrости и вес тела? К какому телу
приложен вес?
101
Лабораторная работа М 13
Изучение зависимости силы трения скольжения
от рода трущихся поверхностей
Цель: сравнить силу трения скольжения и силу трения качения.
Приборы: динамометр.
Тела и материалы: деревянный кубик, деревянная доска, лист
бумаrи, лист наждачной бумаrи, машинка с резиновыми шина
ми, кусок резины.
Порядок выполнения:
1. Определите цену деления шкалы динамометра.
2. Измерьте силу трения скольжения кубика:
а) по поверхности деревянной доски;
б) по rладкой бумаrе;
в) по наждачной бумаrе;
r) по резине.
3. Измерьте силу трения качения машины:
а) по поверхности дерева;
б) по мяrкой поверхности (поролон, подушка);
в) по наждачной бумаrе.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
Виды трущихся поверхностей Вес Сила трения Сила трения
Р,Н скольжения качения
FCK' Н F кач , Н
Дерево по дереву
Дерево по rладкой поверхности
Дерево по наждачной бумаrе
Дерево по резине
Резина по дереву
Резина по мяrкой поверхности
Резина по наждачной бумаrе
Анализ результатов:
Выяснить, зависит ли сила трения скольжения от рода тpy
щихся поверхностей, от шероховатости трущихся поверхностей,
от однородности и разнородности трущихся поверхностей.
Сравнить силу трения скольжения с силой трения качения.
Сделать вывод.
Контрольная работа М 3
по теме «Взаимодействие тел»
1. Цель: проверить, увеличивается или уменьшается плот
ность веществ при наrpевании и у каких тел: твердых,
102
жидких или rазообразных это изменение наибольшее.
Сформулируйте rипотезу и обоснуйте ее.
2. Имея мерный стакан и БОДу, определить массу раститель
Horo масла, которая может войти в данный флакон. Про
верить взвешиванием. Провести мысленный экспери
мент. Записать проект эксперимента.
3. Провести эксперимент так, чтобы два неподвижных тела
после столкновения приобрели равные скорости. Сфор
мулируйте условие проведения эксперимента.
4. Как определить скорость cBoero движения, если у Вас нет
часов? Выберите эталон времени. Выберите способ коди
рования информации.
5. Выпишите следующие парные явления, связанные при
чинно следственной связью и укажите, какое явление
причина, какое следствие.
1) воздействие одноrо тела на дрyrое;
2) падение яблока с дерева на поверхность Земли;
3) изменение скорости движения молекул;
4) хаотическое (беспорядочное) движение молекул вешества;
5) мальчик стоит на cHery на лыжах;
6) изменение скорости движения тела;
7) изменение температуры тела;
8) сила притяжения Земли;
9) созревание яблока;
10) мальчик проваливается rлубоко в cHer;
] ]) диффузия;
12) мальчик может идти по cHery, почти не проваливаясь
в Hero.
Выполнив предложенную Вам контрольную работу (тест), Вы
можете вместе с учителем определить уровень сформированно
сти у Вас исследовательских умений интеJШектуальноrо xapaктe
ра. для этоrо, поставьте себе необходимое количество баллов по
каждому пункту работы по критериям, указанным в таблице.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
N2 Виды интеллектуальной Не указал Не верно Почти все Указал все
п/п деятельности верно верно
О баллов 1 2 балла З 4 балла 5 баллов
1 Формулировка rипотезы
2 Запись проекта экспери
мента (проведение MЫC
ленноrо эксперимента)
103
Окончание табл.
N2 Виды интеллектуальной Не указал Не верно Почти все Указал все
п/п деятельности верно верно
О баллов 1 2 балла З 4 балла 5 баллов
3 Формулировка условия
проведения экспери
мента
4 Выбор внесистемноrо
эталона времени
5 Установление причинно
следственной связи
Посчитайте сколько баллов Вы набрали и определите на Ka
ком уровне Вы находитесь.
Первый уровень (от О до 5 баллов) умения исследователь
cKoro характера не сформированы, Вы не имеете представления
о методах научноrо познания.
Второй уровень (от 6 до 10 баллов) Вы знаете отдельные
элементы структуры деятельности при использовании методов
научноrо познания, можете их распознать, но не можете приме
нить их при усвоении учебноrо материала.
Третий уровень (от 11 до 20 баллов) Вы в состоянии указать
методы научноrо познания, знаете структуру деятельности при
использовании данноrо метода (умеете формулировать цель,
выдвиrать rипотезу, про водить мысленный эксперимент, aHa
лизировать и делать выводы), можете частично реализовать их
на практике, не всеrда верно отражая учебный материал.
Четвертый уровеllЬ (от 21 до 25 баллов) Вы владеете MeTO
дами научноrо познания, знаете структуру деятельности и MO
жете применить ее на практике, выдвиrаете rипотезы, rлубоко
анализируете явления, пользуясь лоrическими приемами (cpaB
ниваете, анализируете, выявляете причинно следственные свя
зи, умеете абстраrироваться, обобщать и т.д.), при этом верно
отражая учебный материал.
Если Ваш уровень сформированности исследовательских
умений интеллектуальноrо характера еще пока низок, не отчаи
вайтесь, работайте с нами, у Вас все получится!
Давление твердых тел, жидкостей и rазов
Класс разделен на три rруппы по темам: Закон Паскаля; aT
мосферное давление, закон Архимеда и плавание тел. Столы
сдвинуты так, чтобы BOKpyr них моrла расположиться rpуппа.
104
На столах, на подъемных столиках стоят приборы, изrотовлен
ные ребятами дома, предназначенные для демонстрации опы
тов. В каждой rpуппе есть руководитель, он излаrает кратко
теорию вопроса, затем предлаrает ребятам ПрОИJIЛюстрировать
данный закон экспериментами и объяснить их. Если КТO TO за
трудняется объяснить свой опыт, руководитель rpуппы должен
ему помочь, а затем делает обобщение по данному вопросу.
lzpyппa. Закон Паскаля
Опыт 26. Иллюстрация давления твердых тел, сыпучих Be
ществ и жидкостей. На штативах подвешены надувные резино
вые шарики. В один из них опущена rирька массой 100 r, во
второй соль и в третий вода. Показывается различие между
давлением твердых тел, в отличие от сыпучих веществ и жид
костей, а также сходство между распространением давления в
сыпучих веществах и жидкостях.
Опыт 27. Иллюстрация закона Паскаля. В мешочек из ткани
насыпана соль. Если сильно надавить на мешочек, соль будет
просачиваться сквозь ткань со всех сторон. Давление, по закону
Паскаля, распространяется во все стороны одинаково.
Опыт 28. Модель шара Паскаля. В бутылочку из под шампуня
налита вода. Вместо крышки, одевается резиновый шарик, в KO
тором иrолочкой сделаны дырочки со всех сторон. Коrда нажи
маешь на бутьточку, вода выходит сквозь дырочки в шарике.
Опыт 29. Модель фонтана. Полиэтиленовый мешок, напол
ненный водой. При нажатии рукой на один конец мешка, на
дрyrом ero конце бьет фонтан.
Опыт 30. Иллюстрация давления в жидкости на разных ypOB
нях. Во флаконе из под шампуня сбоку сделаны три дырочки
на разных уровнях, в них вставлены спички или заточенные об
резки карандашей. Наливаем воду, вынимаем спички, вода BЫ
ливается под разным давлением. Внyrpи жидкости существует
давление, и на одном и том же уровне оно одинаково по всем
направлениям. С шубиной давление увеличивается. Это давле
ние зависит только от плотности и высоты столба жидкости.
2 zpyппa. Атмосферное давление
Руководитель rpуппы рассказывает об атмосфере и атмосфер
ном давлении. Существованием атмосферноrо давления MOryт
быть объяснены мноrие явления. Рассмотрим некоторые из них.
Опыт 31. Стакан с водой накрыть листом бумаrи и быстро
пере вернуть. Вода не вьтивается. Объяснить, почему.
105
Опыт 32. Наказанное любопытство. Во флаконе из под шам
пуня в дне ero проколоть MHoro мелких отверстий шилом или
раскаленной иrлой. Учащийся показывает, что в дне флакона
имеются отверстия. Флакон наполняется водой, завертывается
крышка. Вода не вьшивается. Открыв крышку, наблюдают душ.
Опыт 33. Как достать монету из блюдца с водой, не замочив
пальцы рук? В блюдце налить HeMHoro воды и поrрузить MO
нету. В стакан вносят зажженную бумаry или вату, смоченную
спиртом. Коrда воздух наrреется, стакан опускают в блюдце, не
покрывая монету. Вода входит в стакан, монета оказывается на
дне cyxoro блюдца.
Опыт 34. Как сваренное очищенное яйцо BorHaTb в бyrылку
из под молока, не разрушая яйца и не вталкивая ero в сосуд py
ками?
3 zpyппa. Закон Архимеда и плавание тел
Выходят царь rиерон, Жрец, Мастер и Архимед (Небольшая сценка.)
rи е р о н: Позвать сюда Мастера! (Выходит Мастер с KOpO
ной.) fлавный жреп храма Зевса! (Жрец выступает вперед, он
весь внимание.) В ознаменование победы над Римом дарую xpa
му золотую корону. Помести ее на rлавный алтарь.
Жр е Ц (беря корону). Великий царь! Блаrодарю! Ты дал Mac
теру на корону две меры золота. Mory я проверить, все ли золо
то он истратил?
fи е р о н: Проверь.
Ж ре Ц (достает пружинные вecы диHaMOMeтp и взвешивает
корону): Да, здесь ровно две меры. Но как узнать, из одноrо ли
золота сделана корона? Может быть Мастер добавил в нее ce
ребро, а часть золота взял себе? Это может вызвать rHeB Зевса.
fи е р о н: О, мудрый Архимед! Это задача достойная тебя.
Узнай, не ломая короны, нет ли в ней примеси серебра.
Арки мед (держа корону). Какая красивая корона! И какой
сложной формы! Жалко повредить ее. А мне необходимо узнать
объем короны. Зачем? Это понятно... Золото очень тяжелый Me
талл, а серебро MHoro леrче. Если корона сделана не из чистоrо
золота, а из ero сплава, то хотя вес остается прежним, объем
будет больше. Как же определить объем? Взвешу корону в воз
духе. (Смотрит на показания прибора.) А теперь опущу ее в воду.
(Опускает корону, подвешенную к динамометру.) И она стала леr
че!!! На корону действует выталкивающая сила, равная разнице
весов. Но эта же сила равна весу вытесненной воды! Так... Плот
ность воды известна. Можно подсчитать объем короны. Теперь
106
нужно вспомнить объем двух мер золота. Да, объем короны
больше, чем объем золота. Значит, здесь есть примесь серебра.
Так Мастер бьш наказан за свою жадность, а человечество по
лучило закон, которому теперь более 2 тысяч лет. При помощи
этоro закона можно объяснить мноrие удивительные опыты.
Опыт 35. «Картезианский водолаз». Бyrьтку из пол молока Ha
полняют водой. В ней находится стеютянный пузырек из под вали
дола или пеНИЦИJUIИНа с небольшим объемом воды, опрокинуrый
roрлышком вниз. Сверху бyrьшку JШОТНО затяrивaют резиновой
JШенкой. Если оказывать давление на резиновую JШенку, то creI01ЯН
ный пузырек тонет. Прекратите воздействие на JШенку пузырек
ВСJШывает. Ученик, показывающий этот опьп, объясняет наблюдае
мое явление и рассказывает, rдe оно используется на пракrике.
Опыт 36. «Водяной подсвечнию>. Взяли свечу. На нижнем KOH
це закрепили небольшой rpузик и опустили В стеклянную банку с
водой. Как долrо будет rореть свеча? Свеча будет rореть до конца
урока, затем ее rасят. Свеча может rореть почти до конца. Ученики
объясняют это явление на основе знаний о JШавании тел.
Опыт 37. «Удивительное яйцо». Опыт показывает учитель.
Опустим яйцо в стеклянный сосуд, наполовину заполненный
жидкостью. Оно плавает на поверхности. Что будет с яйцом,
если подлить в сосуд воды? Ученики отвечают, что яйцо долж
но всплыть. Подливаем осторожно воду по стенке сосуда, пока
он не наполнится. Яйцо остается внутри жидкости, на прежней
высоте. Как это объяснить? Ребята леrко ответили на этот BO
прос. Сначала в банке бьша соленая вода, поэтому яйцо плавало
на ее поверхности. Затем в банку наливаем чистую воду, плот
ность воды уменьшается, становится равной плотности яйца,
поэтому оно остается на том же уровне относительно банки.
Лабораторная работа М 14
Наблюдение плавания тел в зависимости от плотности вещест
ва, из KOmOpozo состоит тело, и плотности жидкости
Цель: пронаблюлать плавание тел в разноrо рола жидкостях,
установить зависимость, как ведет себя тело в жидкостях разной
плотности.
Приборы: мензурка, весы.
Тела и материалы:
1) набор тел из дерева, металла; картофель, яблоко или
яйцо;
107
2) стакан с чистой водой;
3) стакан с концентрированным раствором соли.
Порядок проведения работы:
1. Опустите в воду тела, которые Вы приroтовили. Какие из
этих тел в воде плавают, какие тонут?
2. Перенесите тела в концентрированный раствор соли. Ka
кие из этих тел в растворе соли плавают? Какие тонут?
3. Результаты наблюдений запишите в таблицу.
Сделайте вывод.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
Название жид- Название вещества и е..-о Плавает тело или тонет
кости и ее плот- ПЛОТНОСТЬ,
насть, к..-/м 3 к..-/м 3
Вода Дерево
Картофель
Яблоко
Раствор соли Дерево
Картофель
Яблоко
Анализ результатов:
Учащиеся должны установить, какие тела в данных жид
костях плавают, а какие тонут и сделать вывод о том, что если
плотность тела больше плотности жидкости, то оно будет TO
нуть, если меньше плавает на поверхности жидкости и если
плотности тела и жидкости примерно равны, то тело будет пла
вать внутри жидкости.
Выйдите к доске, расскажите и покажите, как ведут себя в
воде и в растворе соли деревянная ложка, картофель и желез
ный болтик из детскоrо конструктора. Дайте объяснение Ha
блюдаемым явлениям.
Ответьте на задачи вопросы и обсудите дрУl с дрУlОМ.
1. Удерживая Северное море. Помните историю о roлланд
ском мальчике, который спас свой rород, заткнув паль
цем дырочку в плотине? Как Mor маленький мальчик про
тивостоять натиску Bcero CeBepHoro моря?
2. Прав ли капитан? Капитан сухоrруза, находясь в Ленин
rралском порту, взял на борт дополнительный rруз, так,
что вода поднялась HeMHoro выше ватерлинии. Кораблю
нужно бьто выходить из Невы в Балтийское море. Оп
равдан ли риск капитана?
108
Работа и мощность. Энерrия
Лабораторная работа М 15
Равновесие сил на рычаzе
Цель: изrотовить рычаr, условие равновесия рычаrа.
Приборы: динамометр, измерительная лента.
Тела и материалы: деревянная рейка, различные твердые тела
в качестве rрузов.
Порядок выполнения:
1. Уравновесить метровую рейку, пока она не станет rори
зонтальной. Заметить точно, rде находится центр Bpa
щения (точка опоры) и делать измерения от этой точки
(можно использовать rвоздь).
2. Определите вес тела динамометром. Подвесьте ero к ли
нейке, измерьте расстояние до опоры.
3. Уравновесьте тело динамометром с дрyrой стороны от
опоры. Запишите показания динамометра.
4. Используя условие равновесия рычаrа, рассчитайте, на
каком расстоянии должен быть динамометр и сравните
с экспериментальными данными.
Фиксирование и кодирование информации:
1.Заполнитетаблиц
N2 Вес тела Плечо Уравновешенный Расстояние от точки
п/п Р,Н L"M вес опоры
Р,Н L 2 ,M
1
2
2. Сделайте рисунки.
Анализ результатов:
Подтверждается ли правило рычаrа в каждом случае? Bcerдa
ли момент силы с одной стороны от точки равновесия равен
моменту силы по дрyryю сторону от точки опоры рычаrа, Korдa
он уравновешен?
Сделайте выводы.
Лабораторная работа М 16
Наблюдение превращения потенциальной энерrии в кинетическую
и обратно при колебании тела, подвешенноrо на нити
Цель: пронаблюдать действие закона превращения и coxpa
нения энерrии.
Приборы и материалы: твердое тело, нить.
109
Порядок выполнения:
1. Привяжите тело (маленькая иrрушка, шарик) на нить.
2. Поднимите нить с телом.
3. Отклоните тело от положения равновесия и отпустите.
4. Наблюдайте за колебаниями тела в течение HeKoToporo
времени.
Фиксирование и кодирование информации:
Сделать рисунки:
Положения шарика, Korдa он имеет:
а) наибольшую потенциальную энерrию;
б) наименьшую потенциальную энерrию;
в) наибольшую кинетическую энерrию;
r) наименьшую кинетическую энерrию.
Анализ результатов: проанализировать положения шарика,
как происходит превращение энерrии, почему колебания тела
с течением времени затухают, на что расходуется энерrия колеб
лющеrося тела.
Сделайте вывод: подтверждается ли на опыте справедливость
закона превращения и сохранения энерrии?
Анкета для семиклассников
Дороrие ребята! Вы выполнили все наши задания и MHoro
му научились. Нам бы хотелось задать Вам несколько вопросов,
чтобы узнать, насколько понравилось Вам работать с нами.
1. Как Вы относитесь к выполнению домашних опытов и
наблюдений?
2. Хотели бы Вы какие либо из опытов продемонстрировать
в классе перед товарищами, дома своим младшим ceCT
ренкам и братишкам, друзьям?
3. Сложно ли самим придумать, спланировать и провести
эксперимент?
4. Что сделать сложнее: самим придумать опыт или поста
вить заданный эксперимент?
5. Что для Вас является более интересным: придумать идею
эксперимента, спланировать ход опыта или провести ero?
6. Можно ли делать эксперимент, не продумав ero идею и не
спланировав ход эксперимента?
7. Сколько примерно времени в неделю Вы затрачиваете на
про ведение домашних опытов и наблюдений?
110
8. Помоrают ли домашние опыты и наблюдения понять Ma
териал учебника, данную тему, явление, закон. Приведите
примеры.
9. Побуждают ли домашние опыты и наблюдения к чтению
дополнительной литературы по физике? Приведите при
меры.
10. Нужны ли подобные задания и для чеrо?
11. Как к ним относятся Ваши родители?
Таблица мер и весов
ЕДИНИllЫ ДЛИНЫ
lкм (километр) == 1000 м (метров)
1м (метр) == 10 дм (дециметров) == 100 см (сантиметров) ==
== 1000 мм (миллиметров)
световой rод == 9463000000000 км
морская миля == 1852 м, кабельтов == 185,2 м
ярд == 0,9144 м, фут == 0,3048 м, дюйм == 25,4 мм
микрон== 0,000001 м, aHrCTpeM == 0,00000001 см
ЕДИНИЦЫ ПЛОЩАДИ
1 км 2 == 1000000 м 2
1 м 2 == 100 дм 2 == 10000 см 2
1 ra (reKTap) == 100 а (арам) == 10000 м 2
1 акр == 4046,86 м 2
ЕДИНИllЫ ОБЪЕМА
1 м 3 == 1000 дм 3 == 1000000 см 3
1 л (литр) == 1 дм 3
1 барель (нефтяной) == 158,987 дм 3
1 бушель (США) == 35,2391 дм 3
1 rаллон (Аншия) == 4,54609 дм 3
1 пинта (Лншия) == 0,568261 дм 3
ЕДИНИЦЫ МАССЫ
1 т (тонна) ==1000 Kr (килоrpамм) == 1000000 r (rpaMM)
1 r == 1000 Mr (миллиrpамм)
1 ц (центнер) == 100 кr
1 фунт (торrовый) == 0,453593 кr
1 унция == 28,3495 r
I rpaH == 0,0647989 r
111
Дидактические разработки домашних
экспериментальных абот, лоrическоrо,
..
исследовательскоrо и психолоrическоrо
практикумов
8 класс
Мышление с помощью ПОНЯТИЙ
Мышление человека отличается от психики животных, пре
жде Bcero тем, что человек способен обобщенно мыслить о пред
метах и явлениях ero окружающих, в форме понятий. Именно
образовывая новые понятия И оперируя ими, человек познает
мир, причем понятие выступает и как исходный элемент, т. е.
то, с чеrо начинается познание, и как ero результат.
Формирование понятий тесно связано с лоrикой и психоло
rией в вопросах определения, классификации, конкретизации
понятий, а также в вопросах психолоrическоrо тестирования на
качество усвоения понятий и развитие связанноrо с ним Bep
бальноrо (понятийноrо) мышления.
Не менее важным является создание образа явления через
рисунок, rрафическое представление, чувственное восприятие.
Все это дает физический эксперимент и ero проведение в дo
маш них условиях.
Таким образом, мы сможем rоворить о создании в Вашем
мозry целостноrо представления о предмете или явлении, о
развитии целостноrо, системпоrо мышления.
Что же такое понятие?
Попятие это мысль о предмете, отражение предмета в ezo
существенных признаках.
Предметом мысли может быть любая вещь, явление, про
цесс реальной действительности, а также представление об этих
предметах, образы нашей фантазии и прочее.
Приемы образования nонятий
Составить попятие о предмете означает прежде Bcero yмe
ние отличить ero от дрyrих сходных с ним предметов. Для этих
целей лоrика использует операции: сравнение, анализ, синтез,
абстраrирование и обобщение.
112
Сравнение лоrический прием, при помощи KOToporo YCTa
навливается сходство и различие предметов действительности.
Анализ мысленное расчленение предмета на составные части.
Синтез мысленное соединение составных частей предмета.
Абстраzирование процесс отвлечения от свойств и отноше
ний изучаемых предметов с целью более детальноrо изучения
интересуюших исследователя особенностей изучаемоrо пред
мета.
Обобщение переход от ряда фактов, ситуаций, событий к их
отождествлению в каких либо свойствах с последующим обра
зованием множеств, соответствующих этим свойствам.
Итоrом применения перечисленных операций и является
образование одной из основных форм абстрактноrо мьште
ния понятия.
Содержание поnятия раскрывается как совокупность сущест
венных признаков предметов, отраженных в понятии.
В содержание понятия входят общие и особенные (отличи
тельные) существенные признаки предмета мысли.
Признаки это то, в чем предметы сходны или различны Me
жду собой.
Существенные признаки выражают коренную природу (сущ
ность) предметов, отличающую их от предметов дрyrих видов.
Объем поnятия отражает предметы или их совокупности, об
ладающие признаками, составляющими содержание этоrо по
нятия.
Содержание и объем понятия взаимосвязаны. Эта взаимо
связь выражена в законе обратноrо отношения между объемом
и содержанием понятий, который формулируется следующим
образом: «Если увеличивается объем понятия, то COOTBeTcтвeH
но уменьшается ero содержание и наоборот».
Умозаключение это такая форма мышления, посредством
которой из одноzо или нескольких суждений с необходимостью вы
водится новое знание о предметах реальноzо мира.
Отличительная особенность умозаключения состоит в дви
жении мысли от одних суждений и понятий К дрyrим, из одноrо
содержания знания выводится новое знание.
Во всяком умозаключении различают три составных момента:
а) исходное знание (посылки);
б) обосновывающее знание (лоrическое основание вывода);
в) выводное знание (заключение). Истинность выводноrо
знания зависит от истинности посьток и лоrической
правильности их связи.
113
Тепловые явления
Лоrический практикум
Выделение существенных признаков понятий
Внутренняя энерrия энерzия (родовое понятие) движения и (Jзаи
модеuствия частиц, из которых состоит тело (видовое отличие).
Внутренняя энерrия макроскоnическоro тела равна сумме KиHeти
ческих энерzий беспорядОЧНО20 движения всех молекул (или атомов)
относительно центра масс тела и потенциальных энерzий взаимо
действия всех молекул друz с друzом (но не с молекулами дРУ2их тел).
Способы изменения внутренней энерzии тела:
1. Внутреннюю энерrию тела можно изменить, совершая
над ним работу.
11. Внутренняя энерrия тела может измениться, если тело
само совершает работу.
111. Внутренняя энерrия тела изменяется при теплопередаче.
IV. Внутренняя энерrия тела изменяется при взаимодействии
вещества с электромаrнитным полем.
V. Внутренняя энерrия изменяется при прохождении хими
ческих реакций.
VI. Внутренняя энерrия тела не зависит от Toro, обладает ли
само тело потенциальной или кинетической энерrией.
Существенные признаки изменения внутренней энерzии тела:
А. Изменение температуры тела (охлаждение, наrревание).
Б. Изменение объема (расширение, сжатие).
Задание 1. Про ведите следующие опыты, ответьте на вопро
сы и определите, каким способом произошло изменение BHYТ
ренней энерrии тела (номера 1 11 III IV V VI) и по какому
признаку вы определили это изменение (буквы А Б), обведя
кружком соответствующие номера и буквы.
Опыт 1. Возьмите два куска пластилина. Раскатайте из них
плоскую плошадку и шарик. Положите плошадку на пол. При
подняв шарик над полом, бросьте ero на пластилиновую пло
щадку. Что вы при этом наблюдаете на поверхностях площадки
и шарика? Видоизмените условия проведения опыта: измените
расстояние между шариком и полом, положите площадку на стол
и Т.П. Зависит ли кинетическая энерrия и потенциальная энерrия
взаимодействия молекул шарика от ero положения над площад
кой, от Toro движется шарик или поднят над площадкой?
1 11 111 IV V VI А Б
114
Опыт 2. Изменится ли температура воды и как, если в ней
растворить соль? Проверить и объяснить данное явление.
1 11 111 IV V VJ А Б
Опыт 3. Возьмите леrко сжимаемый капроновый или пла
стмассовый флакон из под шампуня, наполните ero водой до
краев и заткните пробкой или плотно сжатым куском ваты или
бумаrи. Сожмите флакон руками. Что и за счет чеrо произош
ло? Как изменяется внутренняя энерrия тела при ero сжатии?
1 IJ 111 IV V VJ А Б
Опыт 4. Возьмите медную монету, положите ее на лист KapTO
на или на деревянную, не покрытую лаком поверхность. Начи
найте интенсивно двиrать монету по поверхности. Посчитайте,
сколько раз нужно передвинуть монету, чтобы она стала теплой,
rорячей. Почему монета наrpелась? Как изменилась внутренняя
энерrия монеты и за счет чеrо?
1 11 IП IV V VI А Б
Опыт 5. Возьмите rвоздь и деревянную палочку (можно Ka
рандаш). Опустите их в сосуды с rорячей водой. Что чувству
ют ваши пальцы? Какой предмет наrрелся больше и почему? За
счет чеrо изменяется внутренняя энерrия этих предметов?
1 11 111 IV V VI А Б
Способы теплопередачи: теплопроводность конвекция, излучение
Задание 2. Про ведите следующие опыты и определите способ
теплопередачи.
Опыт 6. Исследуйте теплопроводность алюминиевой KaCT
рюли с такой же по размеру железной или латунной. Наrpейте
одинаковые количества воды в каждой из них, одну за дрyrой,
на одинаковом orHe, за одно и то же время и найдите изменения
температуры в каждой из их. Сравните результаты. Какая KaCT
рюля обладает большей теплопроводностью?
Опыт 7. Вырежем змейку из бумаrи, оденем ее на острие Ka
рандаша, кнопки или иrолки и подносим к включенной элек
трической лампе, приподняв змейку над ней. Через некоторое
время змейка начинает медленно вращаться, затем ускоряет
свое вращение. Объяснить наблюдаемое явление.
Опыт 8. Возьмите два кусочка льда. Оберните один из них в
черную, дрyrой в белую ткань, положите на блюдца и направьте
на них свет электрической лампы. Под какой тканью лед paCTa
. ет быстрее, почему? Придумайте опыты на поrлощение и изу
115
чение энерrии. Ребята из физико математическоrо лиuея NQ 31
[. Челябинска предложили такие опыты:
1) полоски белой и черной бумаrи положить на солнечный
свет, падающий от окна. Они наrрелись по разному, чер
ная больше, чем белая;
2) берем два кусочка ткани: черная в белый [орох и белая
в черный ropox. Кладем их на одинаковом расстоянии до
лампы. Включаем лампу. Через 5 6 мин лампа накаляет
ся, свет падает на ткань, через 7 мин участки черноrо пве
та сильно наrреваются, белые остаются теплыми.
Какие свои ориrинальные опыты Вы можете предложить на
теплопроводность, конвекцию и излучение?
Установление связей и отношений AaHHoro понятия
с друrими понятиями
Отношения между понятиями по объему делятся на две
большие rруппы: совместимые и несовместимые. Совместимые
понятия это такие понятия, обьемы которых полностью или
частично совпадают. Несовместимые понятия это такие пo
нятия, обьемы которых не совпадают.
Между совместимыми понятиями мо<ут быть отношения тo
ждества или равнозначности, пересечения или частичною coвпa
дения обьемов и подчинения.
Между несовместимыми понятиями соподчинения, пpoти
воположности, противоречия.
Задание 3. Напишите, к каким отношениям между понятия
ми относятся следующие ряды понятий:
1. Внутренняя энерrия энерrия движения и взаимодейст
вия частиц, из которых состоит тело.
2. Внутренняя энерrия кинетическая энерrия молекул тела.
3. Энерrия внутренняя энерrия.
4. ТеIUIопередача теIUIопроводность излучение конвекция.
5. Излучение поrлощение.
6. Естественная конвекция вынужденная конвекция.
Классификация понятий
Классификация распределение предметов по rpуппам (Юlассам),
rдe кюlщый Юlасс имеет свое постоянное определенное место.
116
Классификация может быть естественной и вспомоrательной.
Естественная классификация это распределение предметов
по 2руппам на основании их существенных признаков , что дает
возможность сделать несколько утверждений о свойствах это
ro предмета. Классическим примером естественной классифи
кации является периодическая система химических элементов
Д.И. Менделеева.
ВспОМО2ательная классификация создается с целью наиболее
ле2КО20 отыскания тО20 или иною предмета среди множества lCЛас
сифицируемых предметов. Примерами MOryт служить таблицы
плотностей твердых тел, жидкостей и rазов, которые обычно BЫ
страиваются по мере уменьшения значений плотности (учебник
физики 7 класс). Найдите таблицу 1 в учебнике физики 8 класса.
По какому признаку произведена классификация веществ? В Ka
ком порядке расположены вещества в этой таблице?
Классификация может представлять собой мноrоступенча
тое деление.
При классификации очень важно правильно определить oc
нование деления существенный признак, по которому более об
щее (родовое) понятие делится на виды.
Задание 4. Постройте классификационную схему, выделив
основанием деления способы изменения внутренней энерrии.
Распределите в схеме следующие понятия: механическая рабо
та, химические реакции, взаимодействие вещества с электро
маrнитным полем, теплопередача, теплопроводность, KOHBeK
ция, излучение.
Конкретизация и применение понятий
Задание 5. Исследуйте термос и сделайте чертеж, показываю
щий ero устройство. Какое физическое явление применяется в
устройстве термоса? Проведите опыты, конкретизируюшие по
нятия теплопередача и теплопроводность.
Опыт 9. Налейте в термос определенное количество rорячей
воды и найдите ее температуру. Пусть она постоит закрытой опре
деленное время (например, 12 ч), определите температуру воды и
посчитайте, какое количество теплоты теряет термос в час.
Опыт 10. Повторите то же самое с ледяной водой и посчитай
те, какое количество теплоты поступает в термос за час. Не Ha
117
ходите ли вы, что термос сохраняет вешество холодным лучше,
чем теплым? Объясните, почему.
Опыт 11. Показать, что пища наrpевается быстрее в посуде с боль
шим дном, чем с меньшим; в закрытой, чем в открытой посуде.
Контрольный тест М 1
I. Какую энерrию леrче и проще использовать для соверше
ния работы?
1. Механическую.
2. Внутреннюю.
11. Что является причиной увеличения внутренней энерrии
тела с ростом температуры?
1. Увеличение средней скорости движения молекул.
2. Увеличение промежутков между молекулами.
III. Что является причиной изменения внутренней энерrии
тела при сжатии?
1. Изменение промежутков между молекулами.
2. Изменение скорости движения молекул.
1V. В каких из указанных случаев внутренняя энерrия тела
не изменяется?
1. При деформации тела.
2. При наrревании тела.
3. При переходе твердоrо тела в жидкое состояние.
4. При перенесении тела с первоrо этажа на второй.
5. При переходе жидкости в пар.
V В каком из трех состояний воды ее молекулы обладают
наибольшей кинетической энерrией?
1. В жидком состоянии.
2. В rазообразном состоянии.
3. В твердом состоянии.
VI. В каком из трех состояний воды ее молекулы обладают
наименьшей кинетической энерrией?
1. В жидком состоянии.
2. В rазообразном состоянии.
3. В твердом состоянии.
Исследовательский практикум
Задание 6.
Проведите следующие творческие исследовательские экспе
риментальные задания.
118
Опыт 12. Исследуйте, зависит ли скорость распространения
теплоты вдоль проволоки от ее толщины.
Опыт 13. Кто из вас сделает наиболее наrлядный прибор по
обнаружению конвекционных потоков в жидкости? Принесите
прибор в школу. Сделайте рисунок.
Опыт 14. Каким образом можно сравнить излучение двух
различных наrревательных приборов (например, электриче
ской плитки И свечи, MOryт быть дрyrие вариантыI?? Сделайте
необходимые измерения и зарисуйте ваши опыты.
Опыт 15. Проверьте, какая вода быстрее замерзнет, rорячая
или холодная. Возьмите два стакана, с холодной и rорячей BO
дой, измерьте температуру воды при помощи термометра. По
ставьте стаканы в морозильную камеру холодильника. Через
одинаковые промежутки времени измеряйте температуру воды
в стаканах, пока на поверхности одноrо из них не появится лед.
Постройте rрафики зависимости температуры от времени. Ka
кая вода замерзла быстрее и почему? Почему rлубокие озера
и полноводные реки не замерзают дольше, чем мелкие?
Лабораторный практикум
Лабораторная работа М 1
Как измерить количество теплоты
Цель: показать физический смысл измерения количества Te
плотыI.
Приборы: весы, термометр.
Оборудование: кастрюля, rорелка и подставка для кастрюли,
измерительный цилиндр, утюr.
Часть 1.
Порядок выполнения:
1. Отмерить 1 кr (1 л) воды и вьmить ее в кастрюлю.
2. Определить температуру воды в ос.
3. Поместить кастрюлю над orHeM на 5 10 мин и снова из
мерить температуру.
4. Вычислить количество теплоты, полученное водой.
5. Поставить кастрюлю с наrpетой водой в прохладное место
на то же время и определить ее конечную темпера туру.
6. Вычислить количество теплотыl, потерянное водой.
119
Фиксирование и кодирование информации:
Заполните таблицу.
N2 Процесс Масса Началь Конеч Количество теплоты
п/п воды ная (', наяt', дж кдж
т l к.- .С .С
1 Вода наrревается
2 Вода охлаждается .
Вычисления.
Анализ результатов.
Часть IL
Продумайте способ измерения количества теплоты, получае
мое утюrом при наrpевании и отдаваемое им при охлаждении,
каким при бором лучше Bcero измерять температуру наrpетой
поверхности утюrа. Запишите порядок выполнения экспери
мента. Составьте таблицу и про ведите необходимые измерения
и вычисления. Проанализируйте полученные результаты.
Сделайте общий вывод по двум частям лабораторной работы:
1. Что общеrо в полученных Вами результатах эксперимента
по 1 и 11 частям работы?
2. Одинаковое ли количество теплоты Вы получили при
наrpевании и охлаждении воды (утюrа), если время этих
процессов бьшо одинаковым? Почему?
3. В чем состоит физический смысл измерения количества
теплоты?
4. Каковы существенные признаки понятия «количество Te
плоты» ?
Лабораторная работа М 2
Сравнение количеств теплоты отдаваемых при остывании воды
и растительноzo масла
Цель: показать, что равные массы воды и растительноrо Mac
ла при остывании отдают различное количество теплоты.
Приборы: термометр, весы.
Оборудование: 2 кастрюли, 2 стакана, две 0,5 л банки, вода,
растительное масло.
Порядок выполнения:
1. Возьмите равные массы воды и растительноrо масла, Ha
лейте в 2 стакана.
2. Поместите стаканы в кастрюлю с водой и наrревайте в Te
чение 10 мин.
120
3. Налейте в две пол литровые банки воду и измерьте ее
температуру.
4. Выньте стаканы из ведра и поместите их в банки с водой.
5. Через 1 О мин измерьте температуру воды в банках.
6. Вычислите количество теплоты, полученное водой в каж
дой банке.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
Жидкость Масса Начальная Конечная Количество теплоты,
жидкости, t1 воды В t2 воды;С полученное водой,
m,К'- банках, ос а,Аж
Вода 0.2
Масло 0.2
Вычисления:
Анализ результатов: сформулируйте вопросы для анализа по
лученных результатов по аналоrии с предьшущей лабораторной
работой и ответьте на них.
Сделайте вывод.
Лабораторная работа М 3
Из.мерение удельной теплоемкости различных веществ
Цель: найти удельные теплоемкости железа, алюминия, меди
и стекла.
Приборы: термометр, весы.
Оборудование: калориметр, кастрюля, кусочки железа, алю
миния, меди и стекла.
Чтобы найти удельную теплоемкость вешества необходимо
произвести следуюшие действия: известная масса тела (из опре
деленноrо вещества) при известной высокой температуре опус
кается в воду известной массы при известной низкой темпера
туре и определяется конечная температура.
Основным условием нахождения удельной теплоемкости веще
ства является: исходя из закона сохранения энерrии количе
ство теплоты, полученное водой при наrpевании, равно коли
честву теплоты, отданному телом (из определенноrо вещества)
воде. При этом считаем, что процессы происходят в закрытой
системе.
Условия проведения эксперимента:
1) большая разница между холодной и rорячей водой;
121
2) использование калориметра, кроме Toro, при помещении
в Hero измеряемоrо тела, закрывать калориметр крышкой, что
бы минимизировать потери теплоты в окружающее простран
ство.
Способ: Возьмем одинаковой массы стекло, железные rвозди,
кусочки алюминиевой и медной проволоки. Положим их в Ka
стрюлю и HarpeeM до температуры 100 ос. Пока вода HarpeBaeT
ся, нальем в калориметр воды при температуре на 5 10 ос ниже
комнатной. Опустим кусочки HarpeToro металла в холодную
воду, через некоторое время измерим температуру воды с метал
лом в каждом из трех стаканов. Вычислим, какое количество
теплоты получила вода и удельную теплоемкость каждоrо из
металлов.
Порядок выполнения: преобразуйте описанный выше способ
в пошаrовый алroритм проведения эксперимента.
Фиксирование инфор.мации:
Заполните таблицу.
Железо Стекло Медь АлЮМИНИЙ
Масса тела, т2, Kr
Температура тела, t2, .С
Macca BOДЫ, тl. Kr
Температура воды tl, .С
Температура смеси t, 'С
КоличествотеплотыQ,
Удельная теплоемкость,
С2, /Kr . .С
Вычисления:
1. Используйте следующие формулы для вычисления удель
ной теплоемкости вещества:
1) Q\ == С\ 'т\ . (1 lд;
2) Q2 == С2 .т2 . (12 1);
3) Q\ == Q2 , или С\ . т\ . (1 1.) == С2 . т2 . (12 1);
С1'Щ '(1 11)
4) С 2 = ( ) '
т 2 . 12 1
2. Для каждоrо случая подставьте в уравнение значение вели
чин, измеренных на опыте, вычислите удельную теплоемкость
каждоrо вещества.
122
Анализ результатов:
1. Классифицируйте вещества по мере убывания их удельной
теплоемкости, заполнив при этом таблицу:
N2 Название Расчетная удельная Табличное значение удельной
п/п вещества теплоемкость теплоемкости вещества
вещества с, Дж/кr.С
с, Дж/кr.С
1 АлЮМИНИЙ
2 Железо
3 Медь
4 Стекло
2. Что показывает сравнение расчетноrо (из опыта) и таблич
Horo значений удельной теплоемкости вещества. Каковы по
rpешности? На чем они основаны?
Вывод: Сделайте вывод по результатам эксперимента таким
образом, чтобы ответить на вопросы:
Каков физический смысл понятия «удельная теплоемкость
вещества», каковы ero существенные признаки?
Как можно измерить удельную теплоемкость вещества?
Почему возникают поrрешности в результатах измерений,
как их избежать?
Изменение arperaTHbIX состояний вещества
ВнутренllЯЯ энерzия тела изменяется при наzревании или охла
ждении, при парообразовании и конденсации, при плавлении и Kpи
сталлизации. Во всех случаях телу передается или от Hezo oтHи
мается некоторое количество теплоты.
Парообразование явление изменения а2ре2атНО20 состояния
вещества, характеризующееся переходом вещества из жидкоzо
состояния в zазообразное (пар).
Конденсация явление изменения a2pezamH020 состояния вe
щества, характеризующееся переходом вещества из zазообразноzо
состояния (пара) в жидкое.
Испарение это явление парообразования, происходящее с пo
верхности жидкости.
Кипение это явление интенсивноzо парообразования, xapaK
теризующееся образованием пузырьков пара по всему объему жид
кости при определенной температуре.
Температура кипения это температура, при которой жидкость
кипит, т.е. происходит парообразование по всему объему жидкости.
во время кипения температура жидкости не меняется.
123
Лоrический практикум
Существенные признаки понятия «испарение»
1. Все жидкости при любой температуре испаряются.
2. При испарении жидкость охлаждается.
3. Скорость испарения зависит от:
1) температуры;
2) рода жидкости;
3) площади поверхности;
4) скорости движения окружаюшеrо воздуха.
Задание 7.
Проведите следующие опыты, ответьте на вопросы и опреде
лите, какой существенный признак понятия «испарение» oтpa
жает данный опыт, присвоив им соответствующие номера 1; 2;
3 1),2), 3),4).
Опыт 16. Приrотовьте в стакане насыщенный раствор соли
в rорячей воде и дайте ему постоять несколько дней. Стакан
покроется снаружи и изнутри солью. Как соль попала снаружи
стакана? Насыщенный раствор соли в rорячей воде налейте на
блюдце и дайте постоять. По мере испарения соль откладыва
ется кольцами на блюдце. Почему? В каком случае испарение
происходит быстрее, в стакане или на блюдце? [де в природе
наблюдаются подобные явления?
1; 2; 3 1),2),3),4).
Опыт 17. При помощи термометра и мокрой тряпочки, про
верить опытом, что скорость испарения жидкости с поверхно
сти тела зависит:
а) от температуры;
б) от движения воздуха над испаряющейся жидкостью.
Объяснить набтодаемое ЯRЛение с молекулярной точки зрения.
1; 2; 3 1),2),3),4).
Опыт 18. В два широких сосуда налить поровну rорячей воды
одной и той же температуры. На поверхность воды одноrо из
них поместить 3 4 капли масла. Проверить с помощью TepMO
метра, одинаковая ли будет температура воды в этих сосудах че
рез некоторое время.
1; 2; 3 1),2),3),4).
Опыт 19. Если на холодную и наrретую металлические пла
стинки поместить по 3 4 капли воды, то с которой из них
124
вода испарится быстрее? Объяснить, почему и проверить на
опыте.
1; 2; 3 1),2),3),4).
Опыт 20. Имеются две пробирки (пузырьки из под пеницил
лина) с одинаковым количеством воды. Одна обернута марлей,
смоченной водой, дрyrая спиртом или эфиром. Проверить с по
мощью термометров, одинакова ли температура воды в обеих
пробирках. Ответ объяснить.
1; 2; 3 1),2),3),4).
Лабораторный практикум
Лабораторная работа М 4
Наблюдение за HazpeBaHueM и «ипением воды
и построение zрафи«а температуры
Цель: исследовать процесс кипения соленой и пресной воды
при различных вариантах снятия показаний термометра; Hay
читься вычерчивать rpафик по полученным из опыта данным
и сравнивать результаты разных rрафиков; объяснять свойства
воды на основе прочтения rрафиков.
Задачи:
1. Получение количественных данных исследования с ми
нимальной поrрешностью.
2. Построение экспериментальной кривой (rрафика зави
симости) температуры от времени для пресной и соленой
воды.
3. Объяснение результатов физическоrо эксперимента на
основе знаний физико химических свойств воды.
Приборы: термометр, прorрадуированный до 100 ос; часы
с секундной стрелкой.
Оборудование: стакан воды; соломинка; заварочный чайник
(лучше стеклянный); капроновая крышка для банок; электро
плитка, rазовая rорелка или спиртовка.
Порядо« проведения:
1. В заварный чайник налить воды 200 мл (1 стакан). Воду
предварительно охладить в морозильнике до О ос.
2. В носик чайника вставить соломинку, закупорив ватой
оставшееся пространство; таким образом, из чайника бу
дет выходить пар тонкой струйкой.
3. Вместо крышки чайника взять капроновую крышку для
банок, отрезать края, положить на чайник, постаравшись
плотно приrнуть, предварительно в середине крышки
125
сделав отверстие и вставив в Hero термометр. Moryт быть
дрyrие варианты.
4. Поставьте чайник на специальную подставку на rазовой
rорелке и сделайте медленный orOHb.
5. Через каждые 5; 10; 20; 30 с снимайте показания TepMO
метра и занесите их в таблицу. Чтобы наблюдать процесс
кипения, лучше, если чайник будет стеклянным.
6. Повторите опыт, предварительно сделав соляной раствор
воды, плотностью 1030 кr/мз, снимая показания TepMO
метра через 5; 10; 20; 30 с. Занесите показания в построен
ные Вами таблицы. Постройте rрафики.
Прuмечанuе: лучше в домашней лаборатории запастись кол
бой или стаканом из жаростойкоrо стекла (проконсультируй
тесь у учителя химии). Если вы будете работать с колбой, то ее
нужно закрыть резиновой пробкой, в отверстие которой BCTaB
лены стеклянная трубка для отвода пара и термометр.
Фиксирование и кодирование результатов:
1. Заполните таблицу.
Время Темп. Время Темп. Время Темп. Время Темп.
t с t 'С t с t. 'С t с t 'С t с t 'С
О О О О О О 30 О
5 10 20 60
10 20 40 90
15 30 60 120
20 40 80 150
2. По данным таблиц построить rрафики зависимости изме
нения температуры от времени для пресной и соленой воды.
Анализ результатов:
1) сравните 4 rpафика изменения температуры от времени
для пресной воды. Как изменяется вид rpафика в зависимости
от точности измерения (чаше снимаются показания TepMOMeT
ра); какая по rрафикам прослеживается зависимость температу
ры от времени?
2) сравните между собой rрафики для пресной и соленой
воды. Какие особенности Вы наблюдаете?
3) как можно объяснить поведение rрафиков на основе фи
зико химических свойств воды?
Сделайте выводы.
Лабораторная работа М 5
Сравнение количеств теплоты,
затрачиваемых на наzревание воды и льда
Цель: показать, что равные массы льда и воды при О ос имеют
различный охлаждающий эффект.
126
Оборудование: 3 кастрюли, лед или cHer, весы, термометр,
фильтр.
Способ: Температура таяния льда О ОС, температура ледяной
воды такая же. Сделайте немноrо ледяной воды, размешивая cHer
или лед в БОде, и Korдa вы rOToBbI использовать ледяную воду, про
фильтруйте ее через тряпочку, удалив весь cHer или лед. Взвесь
те пустую кастрюлю и добавьте в нее некоторое количество воды,
например, 0,5 кr. Закройте кастрюлю и наrpейте воду до кипения.
Ее температура будет 100 ОС. Налейте туда 0,5 кr ледяной воды и
измерьте температуру после размешивания в течение 1 мин. Под
считайте, какое количество теплоты получила ледяная вода от 0,5
кr кипятка. Повторите эксперимент, но используйте 0,5 кr льда
вместо ледяной воды. Подсчитайте, какое количество теплоты
получил лед от 0,5 кr воды при температуре 100 ос.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
Вещество Масса ве- Масса '1, '2, ос fз, Количество
щества, КI" кипятка, 'С ос теплоты,
КI" кдж
Ледяная вода 0,5 0.5 100 О
Лед 0,5 0.5 100 О
Вычисления:
Анализ результатов: Что означает фраза «равные массы льда
и ледяной воды при О ос имеют различный охлаждающий эф
фект»? Равное ли количество теплоты получают лед и ледяная
вода при наrревании? Объясните разницу на основе физико хи
мическоrо строения льда и воды.
Вывод: На какие физические процессы затрачивается энер
rия кипящей воды при наrpевании льда и ледяной воды?
Лабораторная работа JVi! 6
Удельная теплота плавления льда
Цель: найти количество теплоты, требующееся для превра
щения 1 кr льда в 1 кr воды при температуре О ОС, Т.е. найти
удельную теплоту плавления льда.
Способ: Взвесьте внутреннее ведерко калориметра и добавьте
в Hero 200 r воды при температуре на 10 ос выше комнатной.
Разбейте лед на мелкие кусочки, диаметром до 1 см и отмерьте
примерно 50 r льда. Определите температуру воды. Размеши
вайте лед в воде, пока он не растает. Взвесьте внутреннее Be
дерко калориметра снова и определите вес использованноrо
льда. Если тепло никуда не теряется, то теплота отданная
127
водой будет такой же, как получил лед и, таким образом, под
считав количество теплоты, отданное водой льду, мы узнаем
количество теплоты, полученное льдом. Нужно заметить, что
лед получает тепло в два этапа: во первых, коrда он превраща
ется изо льда в воду при температуре О ос и, BO BTOpЫX, Korдa
получившаяся ледяная вода наrревается от О ОС до конечной
температуры.
Фиксирование информации:
Заполнитетаблиц
N2 Масса Масса Масса Начальная Конечная Количество
п/п ведерка воды пьда температу темпера теплоты
калори- m,KI'" т,К'" ра воды тура воды а, дж
метра t, 'С t, 'С
т,К'-
1 1 1
Вычисления:
Анализ результатов: Сделайте самостоятельно анализ полу
ченных результатов и вывод, сформулировав вопросы, анало
rичные приведенным в работе N!! 5.
Вывод:
Лабораторная работа NP 7
Наблюдение процессов плавления и отвердевания
Цель: сравнить процессы плавления и отвердевания льда
(cHera) и фото закрепителя (rипосульфит).
Приборы: часы с секундной стрелкой, термометр.
Оборудование: вода; лед или cHer; фотозакрепитель; кастрю
ля или кружка (алюминиевая или эмалированная); небольшая
стеклянная баночка (бутылочка) с rорлышком, в которое BXO
дит термометр; деревянный Kpyr; электроплитка или rазовая ro
релка.
Порядок выполнения:
Часть L
Лед можно изrотовить в морозильной камере холодильника
в специальных формах, затем раздробить их на кусочки и пе
реложить в банку так, чтобы можно было поставить термометр
между кусочками льда. Будем снимать показания термометра
через каждые 1 О с.
Фиксирование и кодирование информации:
1. Занесите данные в таблицу.
128
Время Темп. Время Темп. Время Темп. Время Темп.
t, с t, .С t, с t,.C t, с t, .С t,c t, 'С
О 100 200 300
10 110 210 310
20 120 220 320
30 130 230 330
40 140 240 340
50 150 250 350
60 160 260 360
70 170 270 370
80 180 280 380
90 190 290 390
2. По данным таблицы постройте rрафик зависимости изме
нения температуры от времени 1UIя льда (cHera) и воды.
Трафик плавления льда (CHeza) и ezo дальнейшеzо наzревания.
Вопросы:
1. Какова была температура льда (cHera), Korдa Вы начали
наблюдение?
2. Через сколько минут от начала наблюдения температура
перестала расти?
3. За сколько минут расплавился лед?
4. Какова температура таяния льда (cHera)?
5. Как ведет себя rpафик после полноrо таяния?
Часть п.
1. Для начала необходимо в кристаллы закрепителя для фо
тоrpафий вплавить термометр. для этою в стеклянный
пузырек (баночка, пробирка, бутылочка и т.п.) насыпать
закрепитель, нафталин или rипосульфит (что найдете).
В металлическую кружку или кастрюльку с водой на дно
положить деревянный Kpyr (подставка), на нее поставить
стеклянный пузырек и начать HarpeBaTb. Коrда закрепи
тель полностью растворится, вынуть пузырек и опустить в
холодную воду так, чтобы он поrpузился примерно на 1 см.
От холодной воды закрепитель на дне пузырька быстро
затвердеет, а сверху останется жидким. В жидкую часть
поrружают термометр, который остается в пузырьке до
129
который обычно при водится в учебнике? Какие побочные яв
ления MOryт оказывать влияние на течение реальноrо процесса?
Проведите на рисунке пунктирную линию, соответствующую
действительной температуре rшавления и отвердевания. При
той скорости наrpевания и охлаждения, которая имела место
в опыте, каково отставание показаний термометра от проте
кающеrо процесса? Чем отличаются rpафики плавления льда и
закрепителя?
Сделайте вывод.
Задание 8.
Создайте лабораторию кристаллоrpафии и вырастите кри
сталлы по следующим предложенным вам вариантам.
Опыт 21. Возьмите кристаллики мирабилита. Это вещест
во продается в аптеке под названием «анrлийская соль», или
«rорькая соль». Ero необходимо взять 300 350 r. В чистую Ka
стрюлю налить три четверти стакана воды, поставить на oroHb,
вода быстро начнет наrpеваться, осторожно всыпать в нее мира
билит, постоянно помешивая. Коrда соль начнет, не растворяясь
оседать на дно, заполни этим rорячим раствором заранее приrо
товленный флакон, бутьточку и тут же плотно ее закройте. Дайте
время остыть раствору, затем бросьте в Hero кристаллик «анrлий
ской соли». Что вы видите? Попробуй нарисовать.
Опыт 22. Возьмите стакан rорячей воды и всыпьте в Hero
столько соли, сколько может раствориться, чтобы получить
насыщенный раствор, помешивайте, чтобы соль быстрее pac
творялась. Профильтруйте раствор через марлю или тонкую
тряпочку. Дайте раствору остыть. На дне должен образоваться
маленький монокристалл, аккуратно отделите ero от раствора,
отлив раствор в друrой стакан, а кристалл привяжите на нитку
к карандашу, или закрепите проволокой над стаканом с pac
твором. Это будет «затравка» для выращивания поликристалла.
Не торопитесь! У вас может получиться великолепный образец,
а может ничеrо не получиться. Не двиrайте банку с раствором,
не вынимайте «затравку», не подносите к теплу. Коrда вы BЫ
растите кристаллы, принесите их в школу на выставку. У Koro
получился лучше? Можно вместо поваренной соли взять Meд
ный купорос (порошок) или карловарскую соль.
Опыт 23. для Toro, чтобы увидеть кристаллики карловар
ской соли, нужно взять черную бумаry, ножницы, крышку от
131
большой банки, мерный стакан, купить пакетик карловарской
соли. На дно крышки положить вырезанный из черной бумаrи
Kpyr по размеру крышки. Налить полный стакан (250 мл) воды
и растворить в нем четыре столовой ложки карловарской соли.
Налить HeMHoro этой жидкости на дно крышки, чтобы она по
крывала дно и оставить на сутки. По мере высыхания воды MO
лекулы соли будут выстраиваться в длинные кристаллы. Cдe
лайте рисунок и описание опыта.
Опыт 24. Как написать записку, применив вместо чернил
кристаллы соли? Насыпьте 3 чайных ложки в четверть стакана
воды и хорошо размешайте. Наrpейте духовку. На листе черной
бумаrи напишите кисточкой какое нибудь послание, обмаки
вая ero в раствор соли. Положите бумаry на противень или pe
шетку. Выключите духовку. Пусть бумаrа полежит в наrретой
духовке, пока не высохнет. На белом фоне появится надпись
из белых блестящих кристаллов. Можно выбрать дрyrой цвет
бумаrи и, например, раствор медноrо купороса. Можно сделать
из бумаrи модель, например, самолетик и раскрасить ero пол
ностью или частями. Пробуйте! Экспериментируйте! Принеси
те в школу показать. Не забудьте рассказать, почему кристаллы
остаются на бумаrе.
Опыт 25. Как на черных кусочках древесною yrля получить
белые красивые кристаллы? Положите несколько кусочков дpe
BeCHoro yrля в миску. В отдельной чашке смешайте нашатырь
(столовая ложка), воду (две столовые ложки), поваренную соль
(одна столовая ложка) и синьку (две столовые ложки). Залейте
полученной смесью yrольки и оставьте их на трое суток. Ha
блюдайте как постепенно, слой за слоем на уrлях откладыва
ются (выпариваются) кристаллы. Сделайте рисунки. Принесите
в класс.
Лоrический практикум
Задание 9.
Вьщелите существенные признаки понятий «плавление»
И «кристаллизация». Поставьте следующие опыты и укажите,
какие вьщеленные вами существенные и видовые признаки по
НЯТИЙ «плавление» И «кристаллизация» В них проверяются.
Плавление явление изменения arperaTHoro состояния Be
щества, характеризующееся переходом вещества из твердоrо
состояния в жидкое.
132
Кристаллизация явление изменения arperaTHoro состояния
вещества, характеризующееся переходом вещества из жидкоrо
в твердое состояние.
Процесс плавления любоrо кристаллическоrо вещества и об
ратный процесс отвердевания происходят при постоянной TeM
пературе, называемой температурой плавления (крuстШUlUзацuu).
Опыт 26. Приrотовить охладительную смесь, смешивая при
мерно одну весовую часть соли с тремя частями CHera. Измерить
ее температуру. Заморозить воду в проб ирке (взять пузырек из
под пенициллина) с помощью этой смеси. Объяснить.
Опыт 27. Что происходит с замерзшей водой? Опустите соло
минку в воду и, коrда в нее наберется вода, вьпащите соломинку и
закройте верхнее отверстие языком или пальцем, а нижнее пла
стилином, после этоrо и верхнее отверстие закройте пластили
ном. Теперь нужно положить соломинку в морозильную камеру
холодильника на несколько часов. Что вы увидели? Объясните.
Опыт 28. Проверьте, как замерзают яблочный или апельсиновый
сок, вода, молоко и дрyrие жидкости. НаПОШIИТе формочку разны
ми жидкостями и поставьте на ночь в холодильник. Утром достаньте
формочку и проверьте, как замерзли кубики, надкусив их. Сравните
замерзшие молоко и сок с водой. Почему есть разница?
Опыт 29. Отливка новой иrрушки. У вашеrо младшеrо бра
тика или сестрички наверняка найдутся среди иrрушек наборы
пластмассовых или алюминиевых маленьких солдатиков, caMO
летиков, индейцев, поrpаничников, звездочек, кубиков и про
чее. Им будет очень интересно вместе с тобой сделать новые
такие же иrpушки. Положите иrрушку на плитку пластилина,
вдавите ero в пластилин, а затем аккуратно вытащите. Чтобы
это бьшо леrче сделать, предварительно смочите иrрушку и пла
стилин водой. Зажrите свечу и держите ее над выемкой в пла
стилине. Очень скоро со свечи начнут падать капли жидкости
и заполнять всю выемку. Поrасите свечу, дайте остыть парафи
НУ, аккуратно подцепите иrолочкой и вытащите из формочки
отлитую вами фиryрку. Я нисколько не сомневаюсь, что теперь
брат вас не отпустит, пока вы не скопируете тем же способом
все имеющиеся у Hero иrpушки. Ну, что ж, не отчаивайтесь, не
так уж часто вы с ним иrpаете, зато как поднялся ваш авторитет
в ero rлазах! Конечно, он не отдаст вам новые иrрушки в школу,
но ведь опыт довольно прост, И ero можно с успехом повторить
133
в классе, и не забудьте объяснить, какие физические процессы
лежали в ero основе. И еще. У вас дома наверняка скопилось
MHoro старых, заплывших свечей, подумайте, как можно cдe
лать из них новую, красивую свечу. И, может быть, это будет
неплохим подарком маме на Новый rод или 8 Марта!
Задание 10.
Определить отношения между следующими понятиями и OT
разить их в виде KpyrOB Эйлера:
1. Температура, при которой вещество переходит из TBepдo
ro в жидкое состояние температура плавления.
2. Arреrатные состояния вещества жидкое, твердое, rазо
образное.
3. Испарение парообразование.
4. Азот жидкий азот.
5. [аз кислород.
6. Наrpевание охлаждение.
7. Парообразование конденсация.
8. Плавление конденсация.
Задание 11.
Постройте классификационную схему, выбрав за основание клас
сификauии способы изменения аrperaтных состояний вещества.
Электрические явления
Задание 12. Создайте лабораторию электростатических эф
фектов и про ведите следующие опыты.
Опыт 30. Потереть эбонитовую палочку или пластмассовую
rpебенку шерстяной тканью и поднести к маленьким кусочкам
ваты. Что про изойдет? Почему?
Опыт 31. Ударить несколько раз резиновой трубкой по столу
и поднести ее к мелким кусочкам бумаrи или ваты. Пронаблю
дайте явление.
Опыт 32. Почему отклоняется струйка воды, вытекающая из
крана, при приближении к ней наэлектризованной палочки?
Опыт 33. Как, используя электрическое поле около заряжен
ной палочки, заставить кусочек ваты парить в воздухе? Пока
зать опыт и дать ему объяснение.
134
Опыт 34. Проверить с помощью леrкой сухой деревянной
рейки, подвешенной на тонкой нити, что около заряженной
расчески, палочки существует электрическое поле. Показать,
как зависит действие электрических сил на рейку от расстояния
до заряженноrо тела.
Опыт 35. Подвесьте карандаш на нитях. Натрите полиэтиле
новую пленку куском aueTaTHoro шелка. Поднесите полиэтилен
и шелк поочередно к концу подвешенноrо карандаша. Что вы
при этом наблюдаете? Проделайте подобные опыты с пластмас
совой ручкой, линейкой, бумаrой, натирая их о полиэтилен или
шелк. Положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку
и сильно прижмите полоски рукой. Разведите их. Взаимодейст
вуют ли они между собой?
Опыт 36. Маленькую полиэтиленовую пленку подвесьте на
нити и потрите кусочком бумаrи. Наэлектризуйте бумажную и по
ЛИЭТlUIеновую полоски. Поднимите полоски за концы, разведите
их и медленно поднесите дрyr к дрyry. Как они взаимодействуют?
Опыт 37. Свечение клейкой ленты. Если вы будете OTMaTЫ
вать клейкую ленту с катушки в темной комнате, то увидите,
что линия, по которой лента отрывается от рулона, слабо CBe
тится. Чем вызвано это свечение? Имеет ли оно какой то опре
деленный цвет? Если да, то почему?
Опыт 38. Просеивание сахара. Просейте сквозь сито caxap
ную пудру ИЛИ муку. Сначала пудра сыпалась прямо вниз, но
постепенно все большая ее часть стала отлетать в сторону. По
чему это произошло?
Опыт 39. Как заряженные частицы издают звук? Возьмите
большую металлическую скрепку и прикрепите ее ruшстилином
к краю стола. Отрежьте от ПОЛИЭТlUIеновоrо мешка полоску или
возьмите кусочек пластика, потрите ero о шерсть и поднесите
к скрепке. Вы услышите потрескивание. Как это происходит? Как
возникают звуковые волны, в результате которых слышен треск?
Опыт 40. В стеклянную бутьточку вставьте перьевую ручку.
Листок папиросной бумаrи нарежьте полосками, только не до
конца, а как rpебенку и оберните целой стороной BOKpyr руч
КИ. Получится как бы кисточка, только ее «волосики» обвиснут.
Возьмите линейку из орrаническоrо стекла, натрите ее бумаrой и
135
поднесите к изrотовленному вами «султанчику» полоски папи
росной бумаrи потянутся к ней. Делайте сразу два таких султан
чика на подставках в дальнейшем они нам понадобятся.
Опыт 41. Поставьте яйцо в рюмку и уравновесьте на ней ли
нейку. Поднесите к концу линейки натертую палочку (линейку
из орrаническоrо стекла). Линейка будет поворачиваться за па
лочкой, словно стрелка компаса. Поставьте свой султанчик под
линейку, посмотрите, как он себя ведет. Объясните.
Опыт 42. А если мы возьмем два султанчика? Как они будут
вести себя, если мы будем подносить к ним стеклянную палоч
ку (натертую шелком или бумаrой) и пластмассовую (натертую
шерстью)? Исследуйте разные варианты и объясните.
Опыт 43. Изrотовить простейший электроскоп. Бутьтка с
пробкой (бутьтка из под молока), rвоздьД/lИНОЙ 10 15 см, TOH
кая бумаrа. В пробку вбить rвоздь так, чтобы он торчал из нее
на 2 3 см. Шляпка rвоздя будет «шарик» электроскопа. Полоску
тонкой бумаrи наколоть на заостренный кончик rвоздя, чтобы
получились лепестки электроскопа. Вставить пробку в бутьтку.
Потереть стеклянную палочку бумаroй и поднести ее к «шарику»
изrотовленноrо электроскопа. Что происходит? Объясните.
Опыт 44. Поставьте на стол две чистые и сухие бутылки и
положите на их rорлышки деревянную линейку. К линейке
подвесьте на шелковой нитке авторучку так, чтобы ее нижний
конец бьт на высоте 1 см от стола. Под ручкой положите на
стол мелкие клочки бумаrи. Натрите линейку из орrаническоrо
стекла и коснитесь ею BepxHero конца ручки. Что происходит
с бумажками? По моему, ничеrо. А если вместо пластмассовой
ручки подвесить металлическую ложку? Что происходит и по
чему? Что же такое электростатическая защита? Объясните.
Лоrический практикум
Контрольный тест NP 2
Контрольное задание 1.
Составьте тексты из фраз А, Б, В, r под цифрами 1) 4).
А. Существенным (родовым) признаком ...
1) термоэлемента ...
2) фотоэлемента ...
3) аккумулятора о..
136
4) rальваническоrо элемента ...
Б. Является то, что это ...
1) источник электрическоrо тока ...
2) потребитель электрической энерrии ...
3) источник тепла ...
4) [енератор электрическоrо тока ...
В. Отличительным (видовым) признаком является то, что ...
1) он дает ток при наличии разности температур.
2) он после использования запаса ero химической энер
rии разряжается и этот запас восстановить нельзя.
3) он после использования запаса ero химической энерrии
разряжается, но этот запас можно восстановить (снова
зарядить от источника тока).
4) он дает ток при облучении светом.
r. При этом скорость распространения электрическоrо тока в
проводнике, поддерживаемоrо источником тока, это ...
1) скорость движения отдельных электронов.
2) скорость распространения электрическоrо поля.
3) скорость распространения тепла.
4) скорость движения заряженных частиц.
Контрольное задание 2.
Электрическая цепь состоит из аккумулятора, лампы и двух
yrольных электродов.
1. Коrда электроды не соприкасаются, лампа ...
1) «roрит». Следовательно, воздух не является изолятором.
2) «не rорит». Следовательно, воздух является изолятором.
11. Если замкнуть эти электроды, то лампа ...
1) «rорит». Следовательно, электроды проводят ток.
2) «не rорит». Следовательно, электроды являются изоля
торами.
111. Если в незамкнутом виде электроды вставить в дистилли
рованную воду, то лампа ...
1) «rорит». Следовательно, дистиллированная вода не яв
ляется изолятором.
2) «не rорит». Следовательно, дистиллированная вода яв
ляется изолятором.
IY. Если в воду добавить соль, то после поrружения электро
дов в раствор, лампа ...
1) «rорит». Следовательно, раствор соли является провод
ником электричества.
2) «не rорит». Следовательно, раствор соли не является
проводником электричества.
137
v. Если электроды вставить в сосуд с раствором серной ки
слоты, то лампа ...
1) «rорит». Следовательно, раствор серной кислоты явля
ется проводником электричества.
2) «не rорит». Следовательно, раствор серной кислоты не
является проводником электричества.
Контрольное задание з.
Составьте тексты из фраз А, Б, В.
А. Существенным (родовым) признаком понятий ...
1) Сила тока ...
2) Напряжение ...
3) Количество теплоты ...
4) Электризация тел ...
Б. Является то, что это это ...
1) физическая величина и...
2) относится к физическим явлениям и...
В. Отличительным (видовым) признаком является то, что
она (оно) ...
1) вычисляется, исходя из результатов измерения дрyrих
физических величин.
2) поэтому не измеряется каким либо прибором.
3) измеряется с помощью ... (допишите из следующих
слов: амперметра, вольтметра).
Контрольное задание 4.
Из утверждений L 4 найдите причины явлений 1 V.
1. Чем вызвано сопротивление металлических проводников?
11. Чем вызвано сопротивление электролитов?
111. Как изменяется сила тока с уменьшением напряжения в oд
ной и той же цепи, Т.е. при постоянном сопротивлении?
IV Как изменяется сила тока с ростом напряжения в одной и
той же цепи, Т.е. при постоянном сопротивлении?
V. Как изменяется сила тока при постоянном напряжении с
увеличением сопротивления цепи?
Ответы:
1. Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напря
жению на концах проводника.
2. Движущиеся под действием электрическоrо поля по
ложительные и отрицательные ионы взаимодействуют
(сталкиваются) с молекулами.
3. Сила тока на участке цепи обратно пропорциональна co
противлению этоrо участка (при неизменном напряжении).
138
4. Движущиеся под действием электрическоrо поля элек
троны взаимодействуют (сталкиваются) с ионами кри
сталлической решетки.
Контрольное задание 5.
В цепь одноrо и Toro же источника тока по очереди вклю
чают различные проводники. Сравните силу тока, проходящую
через эти проводники.
1. Включаются никелиновые проволоки одинаковоrо сече
ния, но разной длины. В этом случае больший ток прой
дет через ...
1) длинную проволоку.
2) короткую проволоку.
11. Включаются никелиновые проволоки одинаковой длины, но
разноm сечения. В этом случае больший ток пройдет через ...
1) тонкую проволоку.
2) толстую проволоку.
111. Включаются никелиновая и нихромовая проволоки оди
наковой длины и сечения. В этом случае больший ток
пройдет через ...
1) никелиновую проволоку.
2) нихромовую проволоку.
Контрольное задание 6.
Будет ли выполняться закон Ома в условиях невесомости
(например, на орбитальной космической станции)?
1) Будет, так как сопротивление проводников не зависит
от их веса.
2) Не будет, так как закон Ома справедлив только на
Земле.
Контрольное задание 7.
Из утверждений 1 4 найдите причины явлений 1 IV.
1. Пусть два проводника, изrотовленные из одноrо и Toro же
материала с одинаковой плошадью поперечноrо сечения,
подключены каждый к источнику тока одноrо и Toro же
напряжения и при этом через один проводник идет боль
ший ток. Чем это можно объяснить?
11. Пусть два проводника одинаковой длины с одинаковой пло
щадью поперечноrо сечения подключены каждый к источ
нику тока одинаковоrо напряжения и при этом через один
из них течет меньший ток. Чем это можно объяснить?
111. Пусть два проводника одинаковой длины, изrотовленные
из одноrо и Toro же материала, подключены каждый к ис
139
точнику тока одинаковоrо напряжения и при этом через
один из них идет ббльший ток. Почему?
IY. Пусть два проводника одной и той же длины с одинаковой
площадью поперечноrо сечения, изrотовленные из одноrо
и Toro материала, подключены каждый к источнику тока и
при этом через один из них идет меньший ток. Почему?
Ответы: Это объясняется тем, что ...
1) проводники имеют различную длину.
2) проводники изrотовлены из различною материала.
3) источники тока имеют различное напряжение.
4) проводники имеют различные поперечные сечения.
Контрольное задание 8.
Составьте тексты из фраз А, Б, В.
А. Сила тока, напряжение, сопротивление это взаимосвя
занные физические величины. Поэтому, если известны ...
1) напряжение на участке цепи и сила тока, ...
2) сила тока и сопротивление участка цепи, ...
3) напряжение и сопротивление, ...
Б. То можно подсчитать ...
1) напряжение по формуле:
2) силу тока по формуле:
3) сопротивление по формуле:
В.
1) [== и
R
Контрольное задание 9.
Из утверждений 1 4 найдите ответы на вопросы [ [У
[. Какой вид имеет rрафик зависимости силы тока от Ha
пряжения?
П. Какой вид имеет траектория движения электрона в атоме?
[п. Какой вид имеет rpафик зависимости силы тока от co
противлений?
[У Какой вид имеет траектория движения свободных элек
тронов в металле без подключения поля?
Ответы:
1. Прямая линия.
3. Ломаная линия.
2) R == и
1
3) и == 1. R
2. Кривая линия.
4. Окружность.
140
Лабораторный практикум
Лабораторная работа М 8
Определение мощности и работы тока в электрической лампе
и дРУ2их домашних электрических приборах
и расчет потребляемой ими электроэнеР2ии
Цель: научиться определять мощность и работу тока в домаш
них электрических приборах и вычислять стоимость потребляе
мой ими энерrии.
Приборы и материалы: электроприборы, паспортные данные,
часы.
Электроприборы: электрические лампы, музыкальный центр,
телевизор, видеомаrнитофон, машина стиральная, холодиль
ник и пр.
Порядок проведенuя:
1. Определить по паспортным данным потребляемое напря
жение и мошность.
2. Отключить все электрические приборы в доме. Опреде
лить начальные показания счетчика.
3. Включить машину в работу. Отметить начальное время
эксперимента.
4. Выключить все приборы.
5. Определить показания счетчика.
6. Вычислить работу тока для всех приборов за прошедшее
время.
7. Сравнить полученный результат со счетчиком.
8. Вычислить плату за потребляемую электроэнерrию.
Условие: чтобы не переrружать электрическую систему, жела
тельно включать электроприборы поочередно на 10 мин раБотыI
каждый.
Фиксирование информации:
Заполнитетаблиц
N2 Прибор Потребляемая Работа Стоимость
п/п мощность А ЗЛ.знерl"ИИ
Р,Вт дж Квт,ч С, руб.
1 Эл. лампы
2 Муз. центр
3 Телевизор
4 Машина стиральная
5 Холодильник
6 Видеомаl"НИТОфОН
141
Вычисления:
1. Эл. лампы. Количество п ==
р== 100 Вт; и== 220 В; t == 10 мин == 600 с
A==P.t==
2. Машина стиральная
р==
А==
3. Музыкальный центр
р==
А==
4. Телевизор
р==
А==
5. Холодильник
р==
А==
6. Видеомаrнитофон
р==
А==
6. Общая работа всех приборов
А == Аl+А2+Аз+ +А5 ==
lВт'ч == 3,6 кДж; lкВт'ч == 3600 кДж
А==
7. Подсчитаем общую стоимость израсходованной электро
энерrии
С == C1-A ==
C 1 стоимость одноrо кВт'ч, или тариф электроэнерrии.
Лабораторная работа .N9 9
Измерение кпд кипятильника
Цель: определить тепловую отдачу кипятильника и потери
энерrии при использовании кипятильника.
Приборы и материалы: сосуд с водой, кипятильник, две KaCT
рюли или чашки, термометр, часы.
Порядок выполнения:
1. Сделать калориметр из двух алюминиевых кастрюль или
чашек.
2. Во внутреннюю кастрюлю калориметра налить воды 1 л,
измерить ее температуру.
3. HarpeТb воду, определить время наrpевания.
4. Измерить температуру воды.
5. Используя паспортные данные кипятильника, узнать по
требляемую мощность.
142
6. Вычислить работу тока
А == р.(.
7. Вычислить количество теплоты, полученное водой
Q == с'т'«(2 (1).
8. Найти тепловую отдачу наrpевателя и КПД в %
1] == Q .100%
А .
Фиксирование информации:
Таблица
Масса Начальная Конеч Время Мощ Работа Кол во КПД
воды темпера- ная Ha"'pe ность тока тепло
тура темпера вания ты
т,Kr тура
t" 'С t2, 'С t, с Р,Вт А,Дж дж 1],%
1
Анализ результатов: Вы вычислили коэффициент полезноrо
действия, или тепловую отдачу кипятильника, как определить
потери тепла от наrpевателя? Куда они идут? Почему 11 не равно
100%? Объясните потери.
Вывод: В чем состоит сущность понятия «коэффициент по
лезноrо действия наrpевательноrо прибора» ? Что называют Te
пловой отдачей наrpевателя?
Световые явления
Лабораторный практикум
Лабораторная работа М 10
Опытное подтверждение закона прямолинейноzо pacпpocтpaHe
ния света: свет в прозрачной однородной среде распространяется
прямолинейно
Цель: экспериментальное рассмотрение и объяснение явле
ния образования тени.
Приборы и материалы: лампочка от KapMaHHoro фонарика S,
белый экран Э, металлический шар Т.
Порядок выполнения: возьмем маленький источник света S и
расположим, на не котором расстоянии от Hero, экран Э. Лампа
освещает экран, т. е. в каждую ero точку попадает свет. Помес
тим между лампочкой и экраном непрозрачное тело, например
шар Т. Теперь на экране мы увидим темный Kpyr, так как за ша
ром образовал ась тень пространство, в которое не попадает
свет от источника S.
143
Фиксирование результатов:
1. Сделайте измерения расстояний: от источника света S до
крайних (касательных) на шаре Т точек А и D; расстояние
до экрана Э; диаметр тени и расстояние от точек А и D на
шаре Т до крайних (касательных) точек на экранной тени
Вис.
2. Сделайте рисунок чертеж, на котором изобразите все из
меренные вами расстояния.
3. Соедините на схеме точки 5, А и В, а также точки 5, D
ис.
Анализ результатов:
1. Получили ли Вы прямые линии 5АВ и 5DC!
2. Можно ли назвать эти прямые линии лучами, по которым
распространяется свет от источника?
3. Мота ли образоваться тень или иметь дрyryю форму
и размеры, если бы луч света не бьш бы прямой линией?
Вывод: Блаrодаря какому явлению образуется тень? Сформу
лируйте закон прямолинейноrо распространения света.
Лабораторная работа М 11
Установление первОlО закона отражения света
Цель: экспериментально вывести первый закон отражения
света.
Приборы и материалы: оптический диск (белый Kpyr, по OK
ружности KOToporo нанесены деления); яркая лампочка, поме
щенная в светонепроницаемый футляр.
Порядок выполнения: закрепим в центре диска стеклянную
пластинку и направим на нее пучок света, тоrда мы заметим,
что часть пучка отразилась от стекла, часть прошла сквозь Hero,
причем стекло HeMHoro наrpелось. Заменим стеклянную пла
стинку зеркалом и направим пучок света на поверхность зерка
ла в точку О так, чтобы отраженный луч АО лежал в плоскости
диска. При этом мы увидим, что отраженный луч ОВ тоже ле
жит в этой плоскости. Передвиrая источник света по краю дис
ка, будем менять направление падающеrо луча, при этом будет
изменяться и направление отраженноrо луча.
Фиксирование информации: сделайте рисунки схемы, на KOTO
рых изобразите падающий, отраженный луч и перпендикуляр,
восстановленный в точке падения луча.
Анализ результатов и вывод: сформулируйте первый закон
отражения света.
144
Лабораторная работа М 12
Получение изображения при помощи линзы
Цель: научиться получать различные изображения при помо
щи собирающей линзы.
Приборы и материалы: собирающая линза, экран, лампа
с колпачком, в котором сделана прорезь, измерительная лента.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
N2 опыта Фокусное расстоя Расстояние от лампы Вид изображения
ние F, см ДО линзы d, см
1.d<F
2. F < d < F
З. d> 2F
4. d = 2F
Построение изображений:
.
Вычисления:
1. d<F
2. F<d<F
3. d> 2Р
4. d== 2Р
1
5. п== .
F
Анализ результатов: как меняется изображение прорези на
колпачке лампы при удалении предмета (лампы) от линзы?
Вывод: Чему равна оптическая сила линзы?
.
Задание 13. Создать лабораторию оптики и провести следую
щие эксперименты.
Опыт 45. В листе плотной бумаrи (картоне) проделать Ma
ленькое отверстие. Поставить приrотовленный лист бумаrи
с отверстием между rорящей свечой и экраном. Пронаблюдать
изображение пламени свечи.
Опыт 46. Получить «зайчик» при помощи плоскоrо зеркальца.
1. Взять шубокое блюдо (или тарелку), наполнить ero водой,
поставить карандаш в середину блюда. Пронаблюдать вид
карандаша под различными ушами зрения. Объяснить
кажущееся искривление карандаша.
145
2. Пронаблюдать положение монеты, находящейся на дне
кастрюли, коrда: в кастрюле нет воды; кастрюля заполне
на водой.
Лоrический практикум
Контрольный тест М 3
Контрольное задание 1. Определить отношения между сле
дующими понятиями:
1) вещество, молекула, атом, ядро, электрон, протон,
нейтрон;
2) наrpевательный электрический прибор, наrреватель
ный элемент, лампа накаливания, утюr, электроплитка,
кипятильник, спираль;
1) катушка с током, эле:ктромаrнит;
2) Borнyтoe зеркало, выпуклое зеркало;
3) естественные и искусственные источники света;
4) тень, полутень, полная тень;
5) лунное, солнечное затмения;
6) yrол, yrол падения, yrол отражения.
Контрольное задание 2. В приведенных ниже определениях
выделите название определяемоrо объекта, родовое понятие,
видовые признаки и характер связи между этими признаками:
а) yrол, образованный падающим лучом и перпендикуля
ром, восстановленным в точке падения, называют yr
лом падения;
б) изменение направления распространения света при ero
прохождении через rpаницу двух сред называется пре
ломлением света;
в) электрический ток в металлах представляет собой упо
рядоченное движение свободных электронов;
r) парообразование, происходящее с поверхности жидко
сти, называется испарением;
д) температуру, при которой жидкость кипит, называют
температурой кипения.
Контрольное задание 3. Для следующих понятий укажите po
довое понятие:
а) вещество;
б) кристаллическое тело;
в) удельная теплота плавления;
r) тепловое действие тока;
д) сферическая линза.
146
Контрольное задание 4. Назовите несколько видовых поня
тий для каждоrо приведенных далее:
а) жидкость
б) зеркало
в) предохранитель
r) изображение
д) ион
Контрольное задание 5. Для каждою из понятий подберите
видовое отличие и дополните определение:
а) амперметр это rальванометр, ...
б) электрический ток в цепи это упорядоченное движе
ние заряженных частиц ...
в) рассеивающая линза это ... линза, ...
Контрольное задание 6. Укажите посьmку и заключение в Ka
ждом из следующих дедуктивных умозаключений:
а) Если свет распространяется не MrHoBeHHo, то Korдa
Солнце ближе к нам, свет приходит быстрее, а Korдa
Солнце дальше, свет идет дольше. Свет действительно
распространяется не MrHoBeHHo. Значит, если Солн
це ближе к нам, он приходит быстрее, а коrда Солнце
дальше он идет дольше.
б) Если камень жидкость, он не имеет собственной про
странственной формы. Но камень имеет такую форму.
Следовательно, он не жидкость. (Из книrи А.А. Иви
на «Практическая лоrика».)
Психолоrический практикум
Задание 14. Память на слова
Прочтите один раз:
rлаз, зеркало, ион, фокус, энерrия, полюс, маrнит, ЛУЧ, испа
рение, работа.
Закройте слова. Запишите, что запомнили.
Количество запомненных слов будет характеризовать объ
ем вашей памяти на слова, а количество слов, запомненных по
порядку, качество вашей памяти на слова. По объему памя
ти за 8 10 слов ставьте себе «отлично»; за 5 7 «хорошо»; за
4 «удовлетворительно»; ниже 4 «плохо».
По качеству за 5 7 слов, записанных в нужном порядке,
ставьте «отлично»; за 4 «хорошо»; за 3 «удовлетворительно»;
ниже 3 «плохо». Общая оценка находится путем вычисления
среднеrо арифметическоrо значения.
147
Задание 15. Наrлядно вербальная память. Квадрат со словами.
Запомните слова, написанные здесь и то, как они располо
жены. В такой же, но пустой квадрат впишите слова, которые
вы запомнили.
Джоуль с
е
атом протон в
е
р
проводник Андрэ Мари
сила тока з напряжение в сопроти
а о вление
п с
а нейтрон т
Д о
к
ю Алессандро
r
электрон ядро
Ленц диэлектрик
Запишите здесь Ваш ответ на псиХОЛО2ическое задание: «Ha
2Лядно вербальная память»
148
Задание 16. Восприятие.
Подчеркните найденные вами физические термины.
8прсмитомощностьморттмтстбтшрапрмттр
полтлонмцявполерим
впамсфrкрепррнполюсрмаrнитс
зарядноррмрпавриьплавлениели
очкипроыпаообоиоптикалтрноьл
васкипениецпртдреостаткроьтле
упромкитрдддофотоаппаратвлолрнаитдалоr
штурбинавашпарлит
наравкпатпрнапряжениенатомбо
rлазпунбукнориконденсацияромправтзерка
лотеплопередачакедр
ионпрстравротпреломлениеврис
Исследовательский практикум
Тема М 1.
Принцип cuм.мeтpии Пьера Кюри и ezo роль в кристаллоzрафии
Цель: показать, что принцип симметрии Пьера Кюри pac
пространяется на естественные и искусственно созданные кри
сталлы.
Задачи:
1. Про ведение учебноrо исследования природных кристал
лов кварца (друзы ropHoro хрусталя) и дымчатою топа
за и объяснение их свойств и внешнеrо вида на основе
принципа симметрии Пьера Кюри.
2. Выращивание кристаллов (поваренная соль, медный KY
порос) при изменении внешних условий (проверка прин
ципа симметрии Пьера Кюри).
План
Введение.
1. О принципе симметрии Пьера Кюри и ero философском
значении.
1.1. История открытия принципа симметрии Пьера
Кюри.
1.2. Принцип симметрии Пьера Кюри.
2. Кристалл. Ero строение. Симметрия кристаллов.
3. Выращивание кристаллов.
4. Исследование и анализ формы кристаллов и условий их
роста.
Заключение.
149
Список литературы
Вейль r. Симметрия. М., 1968.
rеi!узин я.Е. Живой кристалл. М., 1987.
Карери Дж. Порядок и беспорядок в структуре материи. М., 1985.
КитаЙi!Oродский А.И. Порядок и беспорядок в мире атомов. М., 1984.
Ландаул.д, КитаЙi!OродскийА.и. Физика для всех: Молекулы. М., 1982.
Система. Симметрия. rармония / Под ред. В.с. Тюхтина, Ю.А. Урманцева.
М., 1988.
Сuбрук В. Роберт Вуд. М., 1997.
Трапезов О.В. Эволюционирующие системы левосторонне ассиметричны?
/ / Философия науки. 1996. NQ I (2).
Урманцев Ю.А. // Физиолоrия растений. 1970. т.17. NQ 5.
Шаскольская мп. Очерки о свойствах кристаллов. М., 1978.
Шафрановский И. И. Симметрия в природе. Л., 1985.
Тема N 2.
Исследование прооесса кипения и замерзания пресной и соле
ной воды
Цель: изучить физико химические свойства воды на основе
экспериментальноrо исследования процессов ее наrревания до
кипения и остывания до образования льда.
Задачи:
1. Теоретическое изучение физико химическоrо строения
и свойств воды.
2. Экспериментальное исследование физико химических
свойств воды на основе построения и анализа rpафиков
зависимости температуры наrревания и замерзания воды
от времени.
2.1. Получение количественных данных исследования
с минимальной поrрешностью.
2.2. Построение экспериментальной кривой (rрафика
зависимости) температуры от времени для пресной
и соленой воды.
3. Объяснение результатов физическоrо эксперимента на
основе знаний физико химических свойств воды.
План
Введение.
1. Физико химические свойства воды.
1.1. Строение молекулы воды.
1.2. Физико химические свойства воды.
1.3. Процесс кипения.
1.4. Теплота фазовоrо перехода.
2. Исследование процесса кипения воды
Заключение.
Приложение.
150
Список литературы
Большая советская энциклопедия (В 30 томах). rл. ред. АМ. Прохоров.
Изд. 3 e. Т. 12. М., 1973.
Джанколи Д Физика: В 2 т. Т. 1: Пер. с анrл. М., 1989.
Ковтунович M.r. Домашний эксперимент. Физика. Лоrика. Психолоrия.
Рабочая тетрадь лля самостоятельной работы учашихся по физике в
8 классе. Челябинск, 1998.
Ланина И.я., Тряпицына А.п. Раздвиrая rpаницы привычноrо: Путешест
вие по урокам физики. Л., 1990.
Меркулов А.П. Самая удивительная на свете жидкость. М., 1978.
Рэмсден З.Н Начала современной химии: Справ. изд.: Пер. с анrл. / Под
ред. В.И. Барановскоrо и др. Л., 1989.
Справочник по элементарной химии / Под ред. акад. АН УССР Ат. Пили
пенко. Киев, 1985.
УокерДж. Физический фейерверк: 2 e изд. Пер. с анrл. / Под ред. И.т. Сло
бодецкоrо. М., 1988.
Тема N 3.
Исследование процесса плавления rипосульфита (тиосульфата
натрия пятиводноrо)
Цель: исследование процесса плавления rипосульфита (Teo
сульфита натрия пятиводноrо) и объяснение полученных pe
зультатов.
Задачи:
1. Получение количественных данных исследования с ми
нимальной поrрешностью.
2. Построение экспериментальной кривой (rрафика зависи
мости) температуры наrревания, плавления и остывания
rипосульфита от времени процесса.
3. Совершенствование методики и техники школьноrо фи
зическоrо эксперимента.
4. Объяснение результатов физическоrо эксперимента на
основе знаний физико химических свойств rипосуль
фита.
План
Введение.
1. Теоретические основы плавления rипосульфита.
1.1. Характеристика фазовоrо перехода из жидкоrо в TBep
дое состояние и обратно.
1.2. Физико химические свойства rипосульфита.
2. Исследование процесс а наrpевания, плавления и OCTЫBa
ния rипосульфита.
Заключение.
Приложение.
151
Список литературы
Довженко СВ., Пушкарев В.А. Справочник фотолюбителя. Новосибирск,
1992.
ЕВi!рафова нн, Кшан В.Л Курс физики для подrотовительных отделений
вузов. Учеб. пособие. М., 1984.
Закс М.И., Полянская Э.Н Технолоrия обработки фотокиноматериалов.
Учеб. пособие для средн. спец. учеб. завед. М., 1974.
Картуханский А.Л, КpaCHый AдMOHи ЛВ. Химия и физика фотоrpафиче
ских процессов. Л., 1986.
Справочник по элементарной химии /Под ред. акад. Ат. Пилипенко.
Киев, 1985.
Шебалин од. Молекулярная физика. Учеб. пособие для пединститутов.
М., 1978.
Тема N!! 4.
Роберт Нуд выдающийся ученый, человек и эксперимен
татор
Цель: ознакомление с исследованиями Роберта Вуда.
Задачи:
1. Изучение истории жизни и открытий американскоrо уче
ноro физика Роберта Вуда.
2. Воссоздание и модификация опытов Роберта Вуда в об
ласти оптики и их объяснение.
План
1. Биоrрафические вехи знаменитоro американскоrо физи
ка Роберта Вуда.
2. Роберт Вуд «отец современной физической оптики».
3. Воссоздание и модификация классических опытов Po
берта Вуда в области оптики.
3.1. Законы Фика, Фурье и псевдолинза Роберта Вуда.
3.2. Модели миражей в воздухе, полученных Р. Вудом.
3.3. Рассеяние света воздухом и rолубой цвет неба.
Список литературы
Волькенштейн М.В. Перекрестки науки. М., 1972.
Зверева СВ. В мире солнечноrо света. Л., 1988.
Майер В.В. Простые опыты по криволинейному распространению света.
М., 1984.
Сибрук В. Роберт Вуд. М., 1997.
Элементарный учебник физики / Под ред. акад. r.c. Ландсберrа. Т. 3. Оп
тика. М., 1975.
Тема N!! 5.
ЭКОЛОlические проблемы «lЛобалЬНОlО потепленUJl»
Цель: исследование влияния промышленных объектов и
транспорта в черте rорода на температуру воздуха.
152
Задачи:
1. Исследовать температуру воздуха в разных районах ropo
да вблизи промыllенныыx объектов, транспортных маrи
стралей, высотных домов, больших незастроенных про
странств, парков, леса, водохранилищ и Т.д.
2. Построить диаrрамму температур Д1lЯ разных точек ro
рода.
3. Проанализировать, почему температура воздуха может
быть различна в один и тот же день, в одно и то же время в
разных частях rорода.
План
Введение.
1. [лобальные эколоrические проблемы человечества.
2. Экосистема большоrо rорода и человек в ней.
3. Потепления климата и развитие промышленности.
4. Влияние промышленных объектов и транспорта измене
ние температуры воздуха в черте rорода. Результаты ис
следования.
5. Варианты решения эколоrических проблем потепления.
Заключение.
Список литературы:
rуляев СА., Жуковский В.М, Комов СВ. ОСНОВЫ естествознания. Часть 3.
Роль живоrо в истории Земли. Екатеринбурr, 1996.
Естествознание и приклалная эколоrия (очерки межцисциплинарных
проблем). Екатеринбурr, 1994.
Моисеев н.н. Эколоrия rлазами человечества (человек, природа и будущее
цивилизации). М., 1988.
Тема N2 6.
Cepzeu Иванович Вавилов и ezo вклад в историю развития уче
ния о свете
Цель: ознакомление с исследованиями С.И. Вавилова и опы
тами по изучению восприятия света.
Задачи:
1. Изучение истории жизни и открытий российскоrо учено
rо физика С.И. Вавилова.
2. Изучение строения rлаза как оптической системы.
3. Моделирование опытов по восприятию света.
План
Введение.
1. Биоrрафия вьщающеrося российскоro физика академика
с.и. Вавилова.
153
2. История изучения света.
2.1. Свойства излучения Солнца.
2.2. Строение человеческоrо rлаза как оптической сис
темы.
2.3. Восприятие света человеческим rлазом.
3. Обманы зрения. Опыт Мариотта для наХОЖдения слепоrо
пятна.
Заключение.
Список литературы:
Вавилов еи. rлаз и солнце. М., 1981.
Волькенштейн мв. Перекрестки науки. М., 1972.
Вуд Р. Физическая оптика. Л.; М.; ОНТИ, 1936.
Зверева св. В мире солнечноrо света. Л., 1988.
Левшин Л-В. Серrей Иванович Вавилов. М., 1977.
Элементарный учебник физики / под ред. акал. r.c. Ланлсберrа. Т. 3. Оп
тика. М., 1975.
Тема N 7.
Экспериментальное исследование пОЛНО20 отражения света
Цель: наблюдение явления полноrо отражения света в про
стых опытах.
Задачи:
1. Изучение явления полноrо отражения света.
2. Определение условий постановки опытов на полное OTpa
жение света.
3. Использование формулы на расчет полноrо отражения
света для определения исходных условий опыта.
План
Введение.
1. Законы отражения света.
2. Полное отражение света.
3. Экспериментальное исследование явления полноrо oтpa
жения света.
3.1. Постановка опытов на полное отражение света с ис
пользованием пластинки из орrаническоrо стекла.
стеклянной пробирки и стеклянной воронки.
3.2. Выявление условий наблюдения явления полноrо
отражения, их математический расчет.
Заключение.
Список литературы:
Карякин ни., Быстров кн, Киреев п.е Краткий справочник по физике.
М., 1962.
Майер В.В. Полное отражение света в простых опытах: Учеб. руководство.
М., 1986.
154
Элементарный учебник физики / ПОД ред. акал. r.c. Ландсберrа. Т. 3. Оп
тика. М., 1975.
Основные физические величины
и единицы их измерения
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Количество теплоты Q
1 Джоуль (1Дж)
1 кДж == 1000Дж
Удельная теплоемкость вещества с
1 Дж/кr ос
Удельная теплота czорания топлива q
1 Дж/кr
Удельная теплота плавления л
1 Дж/кr
Удельная теплота парообразования и конденсации L
lДж/кr
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Сила тока 1 lА
Электрический заряд q 1 кл
Электрическое напряжение и lВ
Электрическое сопротивление R 1 Ом
Удельное сопротивление р
10м.м 10м.мм 2 /м
Работа электрическоlO тока А
1 Дж == 1 В.А.с
1 Дж == 1 Вт. с
1 Вт.ч == 3600 Дж
1 rВт,ч == 100 Вт.ч == 360000 Дж
1 кВт.ч == 1000 Вт.ч == 3 600 000 Дж
Мощность электрическоzо тока Р
1 Вт == lВ.А
СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Оптическая сила линзы D
1 диоптрия (lдптр) это оптическая сила такой линзы,
фокусное расстояние которой равно 1 м
155
Дидактические разработки домашних
экспериментальных работ, лоrическоrо,
исследовательскоrо и психолоrическоrо
практикумов
9 класс
Во всем мне хочется дойти
До самой сути.
В работе, в поисках пути,
В сердечной смуте.
До сущности истекших дней,
До их причины,
До основанья, до корней.
До сердцевины.
Все время, схватывая нить
Судеб, событий,
Жить, думать, чувствовать, любить,
Свершать открытья.
Борис Пастернак
Введение
Доказательное мышление
Лоrические основы теории арryментации
Доказательность важное качество правильноro мышления.
Арryментация способ рассуждения, включающий доказа
тельство и опровержение, в процессе KOToporo создается убеж
дение в истинности тезиса и ложности антитезиса как у caMO
ro доказывающеrо, так и у оппонентов.
156
Цель доказательства установление истинности тезиса.
Цель арryментации еще и обоснование целесообразности пpи
нятия этоzо тезиса, показ ero важноrо значения в данной жиз
ненной ситуации.
Тезис суждение, истинность KOToporo надо доказать.
Антитезис противоречащее тезису суждение.
ApryмeHTЫ это те истинные суждения, которыми пользуют
ся при доказательстве тезиса.
Виды apryмeHToB
· Удостоверенные единичные факты.
· Определения как apryмeHTЫ доказательства.
· Аксиомы.
· Ранее доказанные законы науки (законы физики, химии,
биолоrии, психолоrии и др.), теоремы как apryмeHTЫ дo
казательства, а также закономерности (выявленные иссле
довательским путем устойчиво повторяющиеся cooтHO
шения).
Прямое доказательство от рассмотрения apryмeHToB к ДOKa
зательству тезиса, Т.е. истинность тезиса непосредственно обос
новывается арсументами.
Непрямое (косвенное) доказательство это доказательство,
в котором истинность вьщвинутоrо тезиса обосновывается пy
тем доказательства ложности антитезиса.
Опровержение лоrическая операция установления ложно
сти или необоснованности ранее вьщвинутоrо тезиса.
Три способа опровержения тезиса
· Опровержение фактами самый верный и успешный спо
соб опровержения (прямой способ).
· Устанавливается ложность (или противоречивость) след
ствий, вытекающих из тезиса. Этот прием называется
«сведение К абсурду» (косвенный способ).
· Опровержение тезиса через доказательство антитезиса
(косвенный способ).
Итак, научимся apZYMeHmupOBaHHO доказывать свои мысли!
Находить истину в споре по законам лоzики!
Лоrические основы постановки вопросов
Вопрос лоrическая форма, включающая исходную информа
цию и одновременно указывающая на ее недостаточность с цe
лью получения новой информации в виде ответа.
157
Два типа вопросов
. уточняющие. Во всех этих вопросах присутствует частица
«ли», включенная в словосочетания «верно ли», «дeйcтви
тельно ли», «надо ли»;
· восполняющие. Эти вопросы включают в свой состав BO
просительные слова: «2де ?», «К02да?», «кто ?», «что?», «пo
чему ?», «какие?».
Предпосылка или базис вопроса содержащееся в вопросе
исходное знание, неполноту или неопределенность KOToporo Tpe
буется устранить.
На эту неполноту или неопределенность указывают операто
ры вопроса, Т.е. вопросительные слова: «КТО?», «коrда?», «поче
му?» И др.
Правила постановки простых и сложных вопросов
· Корректность постановки вопроса.
· Предусмотреть альтернативность ответа «<да» ИЛИ «нет»)
на уточняющие вопросы.
· Краткость и ясность формулировки вопроса.
· Простота вопроса. Если вопрос СЛОЖНЫЙ, то ero лучше
разбить на несколько простых.
· В сложных разделительных вопросах необходимо перечис
лять все альтернативы.
· Необходимость отличать обычный вопрос от риторическою.
Лоrически корректные вопросы (на них можно дать истинный
ответ, снижающий познавательную неопределенность)
· трудные и леzкие по степени неопределенности, KOTO
рую требуется устранить;
· открытые вопросы на них существует бесконечное чис
ло ответов;
· закрытые вопросы конечное число ответов.
Лоrически некорректные вопросы (на них нельзя дать иcтиHHO
20 ответа)
· бессмысленные в формулировке вопроса содержатся
выражения, значения которых не известны, либо между
ними нет соrласования;
· недоопределенные в формулировке вопроса содержатся
мноrосмысленные термины и не ясно, в каком из воз
можных смыслов они употребляются в данном случае;
· провокационные предпосьшкой вопроса является лож
ное суждение;
· тавтолоzичные ответ на вопрос содержится в формули
ровке вопроса.
158
Виды истинных ответов
. правильные: полностью устраняющие познавательную He
определенность сильные, не полностью слабые; а TaK
же ответы MOryт быть полные инеполные;
. неправильные тавтолоzичные и не релевантные ответы
не на заданные вопросы, а на дрyrие.
Научимся правильно задавать вопросы
и правильно на них отвечать!
Движение и пространство
Экспериментальный практикум
Задание 1. Изrотовьте самодельные приборы для дeMOHcтpa
ции paBHoMepHoro и HepaBHoMepHoro движения. Охарактери
зуйте каждый прибор по обобщенному плану изучения маши
ны, механизма, самодельноrо прибора.
Опыт 1. Изrотовьте два диска paBHoro радиуса, центры которых
сдвинуты, и закрепите их на металлической оси, насаженной на
вал двиrателя. Диски по внешнему ободу имеют желоб, на который
наматывается нить. Длины окружностей обоих дисков одинаковы,
но так как центры их сдвинуты, то тела, приводимые в движение
этими дисками, движутся одно равномерно, а дрyrое HepaBHO
мерно. Диски можно насадить на вал диска проиrpывателя.
Опыт 2. Виды прямолинейноro движения можно проде
монстрировать на опыте с шариком, падающим внутри труб
ки, заполненной жидкостью. Берется стеклянная трубка дли
ной около 70 1 00 см с внутренним диаметром, незначительно
превышаюшим диаметр металлическоrо (или из пластилина)
шарика. Трубку сверху и снизу закрывают пробками, предва
рительно заполнив ее жидкостью так, чтобы в ней не осталось
воздуха. При заполнении ее жидкостью с большой вязкостью
(rлицерин) можно получить весьма медленное движение. PaB
номерное движение наблюдается при равенстве силы тяжести
шарика силе сопротивления среды. Если этоrо равенства нет,
шарик будет двиrаться неравномерно.
Опыт З. Метроном служит для rpoMKoro отсчета равных про
межутков времени разной длительностью, в пределах от 40 до
159
208 ударов в минуту. Метроном представляет собой часовой
механизм, вмонтированный в футляр из пластмасы. Механизм
снабжен ударником и направленным вверх маятником в виде
узкой стальной полоски. Передвижной rpузик служит для из
менения частоты сиrнальных ударов. Перемещая rpузик соrлас
но шкале, нанесенной на метроном (отсчет ведется по BepXHe
МУ краю rрузика) можно изменить промежутки времени между
ударами, выражая их в долях секунды.
Опыт 4. Прибор ДЛЯ демонстрации закона падения тел
1. Возьмите шесть одинаковых rpузиков (например, шесть
одинаковых пyrовиц, шурупов или raeK) и подвяжите их
к обыкновенной нити так, чтобы расстояния между rpy
зиками относились между собой, как 1 : 3 : 5 : 7 : 9. Если
первое расстояние вы возьмете равным, например, 7 см,
то второе должно быть равно 21 см, третье 35 см, чет
вертое 49 см, пятое 63 см, и Torдa длина Bcero прибора
получится равной 1,75 м.
2. Держите при60р за шестой rpузик так, чтобы первый rpузик
лежал на сиденье С1Ула или, еще лучше, на дне ведра или таза.
3. Отпустите rpузик и слушайте удары. Эти удары должны
совершаться через равные промежутки времени, хотя все
rpузы проходят разные расстояния. Принесите прибор в
школу для демонстрации всему классу.
Опыт 5. Изrотовим простейший прибор для наблюдения сло
жения различноrо вида движений. для этоrо возьмите открытку
и сделайте в ней несколько отверстий: два прямоyrольных разреза
под прямым yrлом друт К друту (вдоль длинной и короткой сторон
открытки) и крyrлое отверстие в свободной части открытки. Поль
зуясь изroтовленной планшеткой, проделайте следующие работы
на определение траекторий при сложении движений:
1. Выясните траекторию движения человека относительно
земли, если он идет поперекдвижущеrося BaroHa. Положите
планшетку на лист чистой бумаrи. Torдa одно прямоyrоль
ное отверстие будет расположено вертикально, а друтое ro
ризонтально. Вставьте карандаш в вертикальное отверстие
и перемещайте одновременно карандаш вниз по отверстию
и открытку в rоризонтальном направлении. Уберите план
шетку. Посмотрите на вид получившейся кривой.
2. Теперь вы поняли ПРИНllИП действия планшетки. Исполь
зуя различные отверстия, выясните следующие TpaeKTO
рии движения:
160
а) человека относительно Земли, если он ходит взад и впе
ред (от окна к окну), поперек движущеrося BaroHa;
б) человека относительно Земли, идущеrо вдоль движу
щеrося BaroHa в направлении движения BarOHa;
в) человека относительно Земли, идущеrо вдоль BaroHa в
направлении, обратном движению BaroHa;
r) кончика ноrи велосипедиста относительно улицы, если
велосипедист едет очень MeД1IeHHo;
д) кончика ноrи велосипедиста относительно улицы, если
велосипедист едет очень быстро.
Лабораторный практикум
Лабораторная работа М 1
Демонстрация равномерНО20 и неравномерНО20 прямолинейНО20
движения
Приборы: трубка с падающим шариком, проиrрыватель с Ha
садкой дисков, прибор с дисками, расположенными в верти
кальной плоскости, метроном, измерительная лента.
Материалы: шарик (металлический или из пластилина);
тела, за которыми вы будете вести наблюдение, например, дepe
вянные кубики разноrо цвета; метки, флажки разноrо цвета на
подставке или набор мелков; деревянная доска; нитки.
Порядок выполнения:
1. Ознакомьтесь с прибором, на котором Вам предстоит BЫ
полнять работу. (Возьмите один из приборов: трубка с па
дающим шариком, или проиrрыватель с насадкой дисков,
или прибор с дисками, расположенными в вертикальной
плоскости. )
2. Ознакомьтесь с метрономом. Заведите ero. (Поставьте
rpузик на шестидесятое деление: метроном будет отсчи
тывать секунды, что можно проверить, используя часы
или секундомер.)
3. Приведите в движение тело, за которым ведется наблю
дение. Отметьте пути, пройденные телом за равные про
межутки времени указателями или метками одноrо цвета.
При ставьте демонстрационную линейку к меткам и из
мерьте пройденные пути.
4. Уменьшив промежуток времени в 2 раза, отметьте пути,
пройденные телом за эти промежутки времени указателями
или метками Toro же цвета. Измерьте пройденные пути.
5. Повторите опыт. Метки или указатели, поставленные
в ходе первоrо движения, не убирайте, а при изменении
161
промежутка времени в 2 раза, поставьте указатели друrоrо
цвета. Сделайте рисунки.
Лабораторная работа N2 2
Проверка законов равноускореННО20 движения
при помощи желоба rалилея
Приборы: метроном или секундомер, измерительная лента.
Материалы: доска или сломанная лыжа, линейки.
ИЗ20товление желоба rалилея.
Способ 1. На доску наклеивают две длинные линейки от
рейсшины, оставляя между ними расстояние, примерно равное
диаметру шарика, который будет использоваться в опытах; BMe
сто рейсшины берут две доски с наклеенными на них обыкно
венными длинными линейками и пр.
Способ 2. Возьмем сломанную лыжу, отпилим заrнутый конец,
чтобы получилась прямая доска с желобом. С одной стороны от
желоба наклеим линейку, или очень тщательно нанесем деления
прямо на доске. Желательно, чтобы желоб был порядка 1 м.
Порядок выполнения:
1. Установите желоб ПUIилея под небольшим yrлом, подставив
под один конец какой либо предмет, и возьмите шарик.
2. Положите шарик на верхний конец желоба, прижмите ero
рукой, со счетом «ноль» отпустите ero и тотчас же на один
удар метронома (1 секунду по секундомеру, или на счет
«раз») прижмите ero снова к желобу. Отметьте положение
шарика мелом и положите ero на верхний конец желоба.
3. Со счетом «ноль» отпустите шарик и прижмите ero на
второй удар метронома (2 с, или счет «два»). Отметьте по
ложение шарика и верните ero на исходное положение.
4. Повторите то же самое, увеличивая промежутки времени
на единицу. Расстояния, проходимые шариком за после
довательные равные промежутки времени, должны OTHO
ситься между собой как последовательные нечетные чис
ла, Т.е. как 1 : 3 : 5 : 7 и Т.д.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
NQ Промежутки времени !J.t, с Пройденные расстояния Ы, см
п/п
1 1
2 1
3 1
4 1
Вычисления:
162
Анализ результатов: сравните данные, полученные в лабора
торной работе 2 и опыте 4.
Какие величины бьmи одинаковыми? Какие разными?
Какое численное отношение является одинаковым в обоих
экспериментах?
Какой из этоrо можно сделать вывод?
Вопросы для самоконтроля
1. Дайте оценку самодельным приборам:
. по простоте изrотовления;
. по раскрытию содержания изучаемоrо явления;
. по надежности прибора в работе.
Лабораторная работа М 3
Определение скорости движения кончика минутной и кончика
часовой стрелки часов
Приборы: измерительная лента.
Материалы: механические часы.
Порядок выполнения:
1. Возьмите механические часы и измерьте длину минутной
стрелки в миллиметрах, переведите в сантиметры.
2. Вычислите длину окружности L 1 , Т.е. путь, который прой
дет кончик минутной стрелки за 1 ч по формуле:
Ll == 2 пR 1 .
3. Определите скорость кончика минутной стрелки в см/с.
4. Измерьте длину часовой стрелки в миллиметрах, переве
дите в сантиметры.
5. Вычислите длину окружности L 2 , Т.е. путь, который прой
дет кончик часовой стрелки за 12 ч.
6. Найдите расстояние, которое проходит кончик часовой
стрелки за 1 ч. Определите скорость кончика часовой
стрелки в см/с.
7. Проделайте опыт с двумя разными часами, например, Ha
ручными и настольными.
Фиксирование результатов:
Заполнитетаблиц
N2 Длина Длина Длина Длина Скорость Скорость
п/п минутной часовой окруж окруж минутной часовой
стрелки, стрелки, насти, НQСТИ, стрелки, стрелки,
R"CM R 2 ,CM L"CM L 2 ,CM V, ,СМ/С V2, СМ/С
1
2
Вычисления:
163
Анализ результатов: какие исходные величины двух различ
ных типов часов бьши одинаковыми, а какие разными?
Во сколько раз скорость кончика минутной стрелки отлича
ется от скорости часовой? Чья скорость больше?
Зависят ли скорости стрелок от типа часов?
Почему?
Вывод:
Лоrический практикум
Контрольное задание 1. Докажите истинность тезиса. Приве
дите apryмeHTЫ доказательства.
Тезис 1. При равномерном движении тела по прямой линии,
ero скорость остается постоянной и по модулю и по направле
нию, а ускорение отсутствует:
1) установленные факты;
2) законы физики;
3) выявленные Вами закономерности;
4) друтиеapryмeHTЫ.
Тезис 2. При равномерном движении по окружности скорость
постоянна по модулю и непрерывно изменяется по направле
нию. Центростремительное ускорение постоянно по модулю,
непрерывно изменяется по направлению, всеrда направлено
к центру окружности.
1) установленные факты;
2) законы физики;
3) выявленные Вами закономерности;
4) друтие apryмeHTЫ.
Движение и взаимодействие
Экспериментальный практикум
Опыт 6. Возьмите бумажную полоску шириной в чайный
стакан и склейте из нее кольцо (можно скрепить булавкой).
Положите кольцо на стакан, а на кольцо положите какую ни
будь не очень тяжелую монету. Введите внутрь кольца карандаш
или просто палец и сделайте резкое движение влево или вправо.
Монета должна упасть в стакан.
Опыт 7. Положите на стакан почтовую открытку, а на OTKpЫT
ку положите монету. }):{арьте по открытке щелчком. Открытка
должна вылететь, а монета упасть в стакан.
164
Опыт 8. Сделайте прибор для наблюдения инерции движе
ния. Возьмите дощечку длиной в 30 40 см, на одном конце ее
сделайте бортик из небольшой дощечки, высотой 5 7 см. Доска
должна быть довольно широкой, чтобы по ней моrла проехать
иrpушечная машинка или тележка. Установите дощечку в виде
наклонной плоскости бортиком вверх на противополо ом
конце. Теперь Вы можете демонстрировать инерцию движения,
используя для этоrо иrpушечную машинку. Поставьте на кузов
машинки куклу, оловянноrо солдатика или дрyrой rpуз. YCTa
новите опытным путем, какой высоты должен быть бортик в
вашем приборе, чтобы опыт был наrлядным. Вы можете помочь
вашему учителю и продемонстрировать явление инерции уче
никам младших классов, пусть они сами сделают такой же при
бор под Вашим руководством. Ведь это не трудно?
Опыт 9. Приrотовьте молоток и два щарика желательно оди
HaKoBoro объема: один леrкий, например, из пластмассы, от
настольноro тенниса, дрyrой тяжелый, например стальной, от
шариковоrо подшипника.
1. Возьмите стальной шарик, положите ero на край стола
(или просто на пол) и слеrка ударьте по шарику молот
ком. Отметьте расстояние, на которое откатился шарик.
2. Положите шарик на пре ее место и снова ударьте по шарику
молотком, но немноro СЮlьнее. Снова отметьте расстояние.
3. Положив шарик на пре ее место, ударьте по шарику еще
СЮlьнее, чем первые 2 раза. Из опыта мы видим, что чем
сильнее мы ударяем по шарику, тем большее расстояние
проходит шарик. Иными словами: большая сила сообща
ет шарику и большее ускорение.
4. Возьмите теперь оба шара, положите их рядом и поочеред
но ударьте по каждому из них молотком приблизительно
с одинаковой силой. Вы видите, что шар большей массы
пройдет меньшее расстояние. Иными словами: одна и та
же сила телам разной массы сообшает разные ускорения.
Лоrический практикум
Контрольное задание 2. Проведите доказательство истинно
сти законов механики Ньютона для инерциальных систем OT
счета, используя прямое и косвенное доказательства.
1 Закон Ньютона.
Тезис 1 (формулировка закона):
Прямое доказательство (apryмeHTЫ):
165
Косвенное доказательство (доказательство ложности антите
зиса). Антитезис:
Доказательство ложности антитезиса. Фактами:
«Сведение к абсурду».
11 Закон Ньютона.
Тезис 2 (формулировка закона):
Прямое доказательство (apryмeHTЫ):
Косвенное доказательство (доказательство ложности антите
зиса). Антитезис:
Доказательство ложности антитезиса. Фактами:
«Сведение к абсурду».
111 Закон Ньютона.
Тезис 3 (формулировка закона):
Прямое доказательство (apryмeHTЫ):
Косвенное доказательство (доказательство ложности антите
зиса). Антитезис:
Доказательство ложности антитезиса. Фактами:
«Сведение к абсурду».
Экспериментальный практикум
Опыт 10. Изrотовление прибора с.Ф. Покровскоrо. Возь
мите rибкую пластмассовую линейку. На некотором расстоя
нии от одноrо конца линейки сделаем rоризонтальный разрез
шириной 5 см и вставим в Hero картонную площадку длиной
8 10 см. Теперь при помощи этоrо простейшеrо прибора по
пытаемся познакомиться с принципом независимости дейст
вия сил. Применительно к нашей теме, он заключается в том,
что время падения с одноrо rоризонтальноrо уровня на друrой
одинаково, падает ли тело по вертикали или брошено по лю
бой параболе. Значит, действие силы тяжести на два одинако
вых тела будет одинаковым и не зависит от Toro, что на одно из
них мы подействует в дополнение силой удара в rоризонталь
ном направлении.
1. Возьмите два одинаковых спичечных коробка со спичка
ми и положите их на края картонки, выступающие из за
линейки.
2. Возьмите линейку в обе руки так, чтобы коробки лежали
в одной rоризонтальной плоскости. Начинайте изrибать
концы линейки так, чтобы один коробок приблизился
к самому краю площадки, резко отпустите длинный KO
нец линейки; добейтесь, чтобы коробки начали падать
одновременно. Проследите за временем падения KOpO
166
бок. Оно должно быть одинаковым, хотя одна коробка у
Вас падает вертикально вниз, вторая rоризонтально.
3. Проделайте опыт несколько раз, меняя силу нажима на
линейку и, следовательно, меняя расстояния, проходи
мые летящей в сторону коробкой.
Опыт 11. Возьмите детский пружинный пистолет, стреляющий
палочкой с резиновым наконечником (MOryт быть дрyrие вариан
ты). Укрепите пистолет на спинке стула (зафиксируйте высоту). На
стене напротив сделайте экран из стекла или бумаrи (в зависимо
сти от рода используемою детскоrо оружия). Отметьте на экране
. точку, находящуюся на одной rоризонтальной линии со стволом
(проверьте правильность положения точки натянутой ниткой).
1. Нажмите курок и следите за направлением полета палоч
ки с наконечником (шарика, пули и т.п.). Она попадет на
экран ниже намеченной точки.
2. Отметьте положение наконечника на стекле и измерьте,
на какое расстояние снизился наконечник в вертикаль
ном направлении.
3. Зарисуйте схему опыта и напишите краткий отчет.
Лабораторный практикум
Лабораторная работа М 4
Определение баллистической кривой при движении тела,
брошеННО20 под умом к 2Оризонту
Приборы: транспортир, линейка.
Материалы: медицинский шприц, несколько листов милли
метровой бумаrи, лист картона или любая плотная подставка
(пластиковая, деревянная доска и др.), карандаш.
Порядок выполнения:
1. Возьмите медицинский ШПРИII и наполните ero подкра
шенной жидкостью.
2. Установите вертикально подставку (из картона, дерева
или дрyrоrо материала, который Вы нашли). Укрепите на
ней лист миллиметровой бумаrи.
3. При помощи транспортира наметьте yrол полета и Ha
правляйте струю воды из шприца под этим yrлом. Следы
подкрашенной воды должны оставаться на бумаrе.
4. Карандашом аккуратно обведите траекторию полета, Вы
получили баллистическую кривую. При помощи линей
ки и транспортира определите более точно yrол полета и
укажите ею на рисунке.
167
5. При помощи линейки, определите высоту полета и даль
ность полета струи.
6. Сделайте несколько опытов, изменяя yrол полета.
7. Для каждоrо случая рассчитайте характеристики теорети
ческой параболы: высоту и дальность. Сделайте чертежи
теоретической параболы непосредственно на опытных
чертежах рядом с баллистической кривой.
Фиксирование результатов:
Заполните таблицу.
Н2 Уrол Высота по- Дальность Высота по- Дальность
п/п полета, лета, попета, лета, попета,
а" h баллистич. / баллистич. h теоретич. /теоретич.
1 30"
2 45"
3 60'
4
Вычисления:
Анализ результатов: сравните баллистическую кривую с Teo
ретической параболой, объясните различия; при каком накло
не струи к rоризонту получилась наибольшая дальность полета,
наибольшая высота подъема?
Вывод:
Лабораторная работа М 5
Измерение жесткости пружины
Цель: найти жесткость пружины с помощью измерения удли
нения пружины при уравновешивании силы тяжести rpуза си
лой упрyrости пружины И построить rрафик зависимости силы
упрyrости данной пружины от ее удлинения.
Приборы и _IJ1атериалы: набор rpузов; линейка с миллиметро
выми делениями; штатив с муфтой и лапкой; спиральная пру
жина.
Вопросы для самоподzотовки:
1. Как определить силу тяжести rpуза?
2. Как рассчитать силу упрyrости пружины?
3. Как рассчитать жесткость пружины?
4. [руз неподвижно висит на пружине. Что можно сказать в
этом случае о силе тяжести rруза и о силе упрyrости пружины?
5. Как с помощью указанноrо оборудования можно изменить
жесткость пружины?
6. Как, зная жесткость, построить rpафик зависимости силы
упрyrости от удлинения пружины?
168
Порядок выполнения:
1. Укрепите динамометр в лапке штатива.
2. На шкале динамометра укрепите миллиметровую бумаry.
3. Отметьте начальное положение стрелки динамометра.
4. Подвесьте к пружине динамометра rруз m и измерьте BЫ
званное им УДТIИнение пружины !1L.
5. Найдите удлинение пружины под действием rрузов 2т,
3т,4т.
6. По данным измерений вычислите жесткость пружины по
формуле k == mgj !1L.
7. Найдите среднее арифметическое найденных значений
жесткости пружины.
8. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.
9. Оuените точность результата.
Прuмечанuе. Примите ускорение свободноrо падения paB
ным (10::1:0,2) Mjc 2 , массу однorо rруза (0,100::1:0,002) Kr,
массу двух rpузов (0,200::1:0,004) Kr и т.д. Достаточно cдe
лать три опыта.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
Н2 опыта F М. k
1
2
3
4
Среднее значение
Вычисления:
Анализ результатов: fруз неподвижно висит на пружине. Как
в этом случае на Hero действуют сила тяжести и сила упрyrости
пружины?
Укажите эти силы на рисунке. В какой зависимости (вид)
находятся сила упрyrости пружины и удлинение пружины. По
стройте rpафик данной зависимости.
Рисунок:
Вывод: Что такое жесткость пружины и как ее рассчитать?
Экспериментальный практикум
Опыт 12. Положите на стол, покрытый rладкой клеенкой, пус
тую спичечную коробку и осторожно дуйте на нее сбоку. Спичеч
ная коробка не сразу сдвиrается с места, а, сдвинувшись с места,
169
будет передвиrаться рывками, а иноrда и останавливаться. Почему
это происходит? Какую силу нужно приложить ДJIЯ сдвиrания KO
робка с места? Положите теперь спичечную коробку на воду, нали
тую в тарелку, и так же осторожно дуйте на нее сбоку. Спичечная
коробка сразу сдвиrается с места и очень леrко и свободно сколь
зит по воде. Почему ДJIЯ Toro, чтобы двиrать тело, плавающее на
поверхности жидкости, требуются малые силы?
Опыт 13. Вырежьте из картона Kpyr TaKoro же диаметра, как
у диска электропроиrpывателя. По краям Kpyra про пустите че
тыре нити с узелками на концах и при вяжите их к одной нит
ке так, чтобы эта нить проходила над центром Kpyra. Подвесьте
Kpyr над диском электропроиrpывателя на возможно близкое
расстояние от Hero. Дайте Kpyry установиться, а затем пустите
диск электропроиrpывателя. Картонный диск придет во враща
тельное движение. Объясните.
Лабораторный практикум
Лабораторная работа М 6
Определение коэффициента трения скольжения
Приборы: масштабная линейка, транспортир.
Материалы: спичечный коробок со спичками, две книrи,
одна из них длиной 30 35 см с rладкой обложкой.
Порядок выполнения:
1. Положите rладкую книry на стол, а рядом с ней положите
дрyryю книry для упора. Подводя под свободный конец
книrи руку, постепенно поднимайте конец книrи, а дpy
rой рукой кладите на верхний край книrи спичечный KO
робок.
2. Увеличивая и уменьшая yrол наклона книrи над столом,
добейтесь Toro момента, Korдa спичечный коробок нач
нет равномерно скользить по книrе.
3. Закрепив положение книrи при данном yrле наклона а,
измерьте масштабной линейкой высоту h образовавшейся
наклонной плоскости и основание Ь наклонной плоско
сти (не забудьте для получения законченноrо прямоyrоль
HOro треyrольника продолжить rипотенузу Z и большой
катет Ь до их пересечения).
4. Чтобы определить коэффициент трения J.l, разделите BЫ
соту наклонной плоскости h на ее основание Ь.
5. Сделайте рисунок и чертеж.
170
Прuмечанuе: yrол, при котором под действием силы тяже
сти происходит равномерное скольжение бруска по наклонной
плоскости, называется yrлом трения. Коэффициент трения pa
вен TaHreHcy yrла трения.
Доказательство полученной информации:
1. Проверьте математически справедливость полученной
формулы.
2. К какому виду apryмeHToB относится математическое дo
казательство формулы?
Анализ результатов:
Вывод: Запишите три формулы коэффициента трения.
Лабораторная работа М 7
Измерение коэффициента трения скольжения
Цель: определить коэффициент трения скольжения дерева
по дереву и построить rpафик зависимости силы трения сколь
жения от силы реакции опоры.
Приборы и материалы: динамометр; деревянный брусок; дe
ревянная линейка; набор rpузов.
Вопросы для самоподzотовки:
1. Что называют силой трения скольжения?
2. Как ее можно измерить? По какой формуле ее можно pac
считать?
3. Что показывает коэффициент трения? От чеrо он зависит?
4. По какой формуле можно рассчитать коэффициент трения?
5. Что такое сила реакции опоры?
6. Как, используя указанное оборудование, определить KO
эффициент трения?
7. Как построить rpафик зависимости силы трения скольже
ния от силы реакции опоры?
Порядок выполнения:
1. Определить вес бруска при помощи динамометра.
2. Определить силу трения при равномерном движении бру
ска по rоризонтальной линейке для следующих четырех
случаев:
а) один брусок;
б) брусок с одним rpузом;
в) брусок с двумя rрузами;
r) брусок с тремя rрузами.
3. По данным измерений вычислите коэффициент трения Jl
в каждом опыте.
4. Найдите среднее значение коэффициента трения Jlcp из
всех опытов.
171
5. Определите поrрешность ДJ..! в каждом опыте.
6. Найдите среднюю арифметическую поrрешность ДJ..!ср.
7. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.
8. В выводе запишите значение коэффициента трения сколь
жения в виде: J..!==J..!ср +Д J..!ср.
9. Постройте rрафик зависимости силы трения скольжения
от силы реакции опоры.
Примечание. Постройте rрафик на основе данных, получен
ных из опытов. Следует провести не менее трех опытов.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
NQ F Tp , Н Н,Н cp t. t. cp
опыта
1
2
3
4
Вычисления
АнализpeзjМьтшпов: Korдa возникает сила трения скольжения?
Что подразумевают под нормальным давлением?
Что называют силой реакции опоры?
Как Вы определили коэффициент трения скольжения? Для
какой поверхности он Вами найден?
Оцените точность результатов.
Вывод:
Лоrический практикум
Контрольное задание 3. Подчеркните разным характером ли
ний или выделите разным цветом: базис вопроса и операторы
вопроса; выделите два типа вопросов: уточняющие и восполняю
щие, чем они отличаются друт от друта? Ответьте на вопросы.
1. для чеrо иrолки тщательно полируют?
2. Верно ли, что зимой на проселочной дороrе сани выrод
нее, чем колеса, а летом колеса выrоднее саней? Почему?
3. Что такое антифрикционные сплавы и антифрикционные
чyryны? Какова их роль?
4. Действительно ли шариковые подшипники обладают
меньшим трением качения, чем роликовые? Почему?
5. Что такое пробуксовка приводноro ремня и как она YCT
раняется?
6. Для чеrо паровоз делают тяжелым? Почему ero не изrотов
ЛЯIOТ, как самолет, из леrких металлов или леrких сплавов?
172
Движение и законы сохранения
Экспериментальный практикум
Опыт 14. Сделайте действующую модель реактивной водя
ной турбины.
1. В круrлой жестяной банке пробейте внизу, около дна, 4 oт
верстия и при помощи большоrо rвоздя поверните направ
ления всех четырех отверстий вбок, в одну сторону.
2. Около BepxHero края банки пробейте 4 маленьких OTBep
стия для проволочек, одно против друrоrо. Соедините
противоположные отверстия проволочками и к середи
не получившейся крестовины привяжите тонкую проч
ную нить.
3. Держите банку за нить под тонкой струей воды из BOДO
провода и наблюдайте вращение этой реактивной водя
ной турбины.
1. Рассмотрите закон сохранения импульса по обобщен
ному плану описания закона.
2. Охарактеризуйте явление реактивности по обобщенно
му плану изучения физическоrо явления.
3. Охарактеризуйте изrотовленный прибор по обобщен
ному плану изучения самодельноrо прибора.
Опыт 15. Проделайте опыты по доказательству справедливо
сти принципа Бернулли: чем больше скорость струи rаза или жид
кости, тем меньше боковое давление этой струи.
1. Возьмите два листка бумаrи (или две открытки) и распо
ложите их перед своим лицом вертикально, параллельно
дрyr друrу на расстоянии 5 6 см один от дрyrоrо. Резко
дуньте в промежуток между листками (ближе к их НИЖ
ним краям). Листки будут сближаться.
2. Модифицируйте опыт. Вместо листов бумаrи возьмите
привязанные на нитках шарики, картофелины, яблоки и
др. Можно эти предметы подвесить на штативе и проде
монстрировать в классе.
3. Зажrите две свечи. Посмотрите, как будет вести себя пла
мя этих свечей, если дунуть между ними через стеклян
ную трубочку.
4. Если из тонкой полоски бумаrи скрутить спираль и дуть
поверх нее, что будет происходить со спиралью? Как бу
дет двиrаться воздух? Можно ли, используя данный прин
цип, сделать ориrинальные иrpушки (возьмите тонкую
цветную rофрированную бумаry)? А может быть, эта идея
173
приrодится для рекламы? Попробуйте! (Продумайте по
дачу воздуха в изобретенные вами устройства.)
Опыт 16. Познакомимся с эффектом MaZHyca.
1. Склейте из плотной бумаrи цилиндр длиной 25 см и диа
метром 8 см. Вам также понадобится стальной шарик и
деревянная дощечка.
2. Для наблюдения эффекта нужна достаточная высота (по
рядка 2,5 м), поэтому Вам придется встать на возвышение
(стол, стремянка и т.п.), держа в руке деревянную дошеч
ку, которая будет служить наклонной плоскостью (yrол к
rоризонту 25 400). Лучше этот опыт проводить около CTe
ны, чтобы бьmо удобно наблюдать за траекторией полета
сначала шарика, а затем цилиндра.
3. Положите на наклонную площадку стальной шарик и вни
мательно проследите за траекторией ero падения. Теперь
скатывайте цилиндр (он не должен скользить по дощечке, а
еще во время скатывания должен приобрести вращательное
движение). Проследите внимательно, какова траектория
падения цилиндра. Приобретая вращательное движение,
цилиндр будет падать не как стальной шарик, а по особой
кривой, нижний конец которой будет заrибаться назад. Это
особенное движение цилиндра и есть эффект Marнyca. Объ
ясните этот эффект, используя принцип Бернулли.
Лоrический практикум
Контрольное задание 4. Сделайте вывод по данным опытов 15
16 в виде формулировки apryмeнтoB в пользу вьщвинуrых тезисов:
Тезис 1. Принцип Бернулли: чем больше скорость струи rаза или
жидкости, тем меньше боковое давление этой струи.
1. Факты, опытные данные.
2. Выявленные закономерности, формулы, полученные по
данным опытов.
Тезис 2. Сформулируйте самостоятельно в чем состоит эф
фект Marнyca в виде тезиса и докажите ero истинность.
Колебания и волны. Звук
Экспериментальный практикум
Опыт 17. Научитесь получать поперечные волны на веревке
или на резиновой трубке.
174
1. Возьмите веревку или резиновую трубку (длиной 2 5 м),
положите ее на пол и, прикрепив один ее конец к чему
либо неподвижному, дрyrой возьмите в правую руку.
2. Делайте правой рукой быстрые колебательные движения CBep
ху вниз. По веревке от Вашей руки побеryr поперечные волны.
3. Опустите руку к полу и про изведите колебательные дви
жения слева направо: по веревке побеryт поперечные вол
ны, расположенные rоризонтально.
4. Подвяжите к веревке бантик и повторите упражнения.
Бантик будет колебаться поперек кажущеrося распро
странения прямой волны.
Запомните: поперечными называют такие волны, в которых
движение частиц (бантик) происходит перпендикулярно pac
пространению самой волны.
Опыт 18. Отражение звука.
1. Возьмите чистый сухой бидон емкостью 2 3 л (или BЫCO
кую банку), положите на дно бидона кусочек поролона,
на Hero часы.
2. Поставьте бидон так, чтобы ваше ухо бьmо ниже OTBep
стия бидона. Вы убедитесь, что совсем не слышите звука
(тиканья) часов.
3. Возьмите книry и, держа ее под некоторым уrлом к ro
ризонту над rорлом бидона (по пути звуковых волн), по
ворачивайте ero до тех пор, пока отчетливо не услышите
тиканья часов.
Опыт 19. Научитесь определять расстояния при помощи CKO
рости звука. В момент появления молнии отметьте время в ce
кундах и ждите Toro момента, коrда услышите rpOM. Приняв
скорость звука в воздухе равной (для летних месяцев) 340 м/с,
определите расстояние от Вас до молнии.
Опыт 20. Ударьте камертон и, приблизив к уху, быстро Bpa
щайте ero между пальцами. Вы услышите усиление и ослабле
ние звука. Проделайте несколько раз.
Опыт 21. Фиrypы Хладни. Фиrypы Хладни получают на закреп
ленном в центре металлическом диске, на который насыпан песок
Korдa по краю диска проводят смычком, песок образует rеометри
ческий узор. Почему? Вы скажете, ничеrо особенною: просто на
просто смычок возбуждает в диске стоячие волны. Но Torдa обьяс
ните, почему при одном и том же движении смычка песок создает
один узор, а мелкая пьmь дрyrой. Попробуйте даже смешать песок
с пьшью: они все равно разделятся и образуют независимые узоры,
Korдa диск начнет вибрировать. Сделайте рисунки и объясните их.
175
Опыт 22. Если полностью убрать rpoMKocTb на проиrpывате
ле и прислушаться к звуку, издаваемому непосредственно иrлой,
то можно хорошо слышать высокие частоты, присутствующие в
записанной на пластинке музыке, а низкие почти не слышны.
Усилитель сконструирован с таким расчетом, что низкие часто
ты он усиливает rораздо больше, чем высокие. Какие практиче
ские соображения заставляют уменьшать уровень низких частот
при записи на rpаммофонные пластинки? (Почему иrла ПЛОХО
излучает низкие частоты?)
Лабораторный практикум
Лабораторная работа .fVf! 8
Определение величины земноzо ускорения
Приборы: часы с секундной стрелкой, лента измерительная.
Материалы: шарик, нить.
Порядок выполнения:
1. На конце нити делают узелок. Сквозь отверстие шарика
продевают нить и пропускают шарик до узелка. Получил
ся маятник.
2. Маятник подвешивают к верхней перекладине дверноrо
проема, расстояние до пола должно составлять 1 2 см.
3. Измерьте длину маятника лентой с точностью до 0,5 см.
4. Сделайте мелом на полу метки на расстоянии 8 10 см
дрyr от дрyrа с центром точно под шариком, висящим He
подвижно.
5. Потренируйтесь приводить маятник в движение таким
образом, чтобы амплитуда ero колебаний лежала в пре
делах меток, движение происходило в rоризонтальной
плоскости (не допускать KpyrOBblX движений маятника)
и как можно дольше не затухало.
6. Заметьте время по часам и подсчитайте число колебаний
маятника за это время.
7. Проведите математические вычисления. Найдите YCKO
рение земною притяжения по формуле, найдите относи
тельную и абсолютную поrpешности и выведите оконча
тельный результат.
Фиксирование информации:
Заполните таблицу.
H п/п Длина маят- Время t, с Число колеба Земное YCKO
ника, I см ний,п рение, g м/с 2
1
2
176
Вычисления: g ==
Найдите относительную поrрешность результата:
дg/g == M/l + 2ы/t; дg/g ==
Наибольшая абсолютная ошибка будет: дg == gxдg/g;
дg==
Таким образом, окончательный результат будет записан сле
дующим образом: g == g + дg;
g==
Анализ результатов: за счет чеrо происходит ошибка резуль
тата? Как уменьшить эту ошибку?
Вывод:
ЛаборатОРllая работа М 9
Измереllие ускореllия свободllО20 nадеllия с помощью Maтeмaти
ческоzо маятllика
Цель: определить ускорение свободноrо падения из формулы
периода колебаний математическоrо маятника при помощи из
мерения периода колебаний и длины маятника.
Приборы и материалы: лента измерительная; часы с секундной
стрелкой; штатив с кольцом и муфтой; шарик с отверстием; нить.
Вопросы для самоnодzотовки:
1. Какой маятник называют математическим?
2. При каких условиях свободные колебания математическоrо
маятника можно считать rармоническими?
3. Какой реальный маятник близок к математическому?
4. Что называют периодом колебаний?
5. Как рассчитать период колебания, если известно число KO
лебаний N, совершенных за время (?
6. От чеrо зависит период колебания математическоrо маят
ника? Напишите ею формулу.
7. Получите из формулы периода колебания математическоrо
маятника фОрМ'jЛУ для расчета ускорения свободною падения.
8. Как с помощью указанною оборудования можно опрепе
лить ускорение свобопноrо падения?
Порядок вЫnОЛllеllия:
1. Установите на краю стола штатив. У ero BepxHero конца с
помощью муфты укрепите кольцо и подвесьте к нему ша
рик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 1 2 см
от пола.
2. Отклонив шарик в сторону на 5 8 см, отпустите ею.
3. Заметьте время 20 30 полных колебаний и определите
период.
4. Измерьте длину маятника.
177
5. Вычислите ускорение свободноro падения по формуле:
g == 4пЧ/'f2.
6. Вычислите поrpeшность, с которой Вы опредеЛИJП1 ускорение.
7. Заполните таблицу.
Прuмечанuе. Длину маятника возьмите больше 1 м. Точность
измерения длины математическоrо маятника, абсолютная по
rpешность д.L составит + 5 мм. При длине маятника 1 м период
колебаний равен 2 с, а абсолютная поrpешность секундомера
наручных часов Ы примерно равна + 1 с на каждые 2 с времени.
Для измерения периода колебаний измерьте промежуток Bpe
мени (, за который маятник совершает несколько десятков KO
лебаний, тоrда поrрешность измерения времени будет меньше.
Фиксирование информации:
Заполнитетаблиц
N2 L t:.L/L N t Т дТ/Т g gcp t:.g/g t:.g/g cp
п/п
1 1м 1
2 20
3 30
Вычисления:
1. Найдите относительную поrрешность периода колебаний
для однorо полноrо периода: д.Т/Т==
2. для 20 колебаний д.Т/Т==
3. для 30 колебаний д.Т/Т==
4. Ускорение g] == , g2 == , gз ==
5. Найдите для каждоrо случая относительную поrрешность
ускорения свободноrо падения: для одноrо полноrо коле
бания Д,g/g == д.L/ L + 2 д.Т/Т==
6. для 20 колебаний Д,g/g ==
7. для 30 колебаний Д,g/ g ==
8. &р==, Д,g/&p==
9. Запишите результат в виде: g == gcp д.g/gcp.
Лоrический практикум
Контрольное задание М 5
1. Охарактеризуйте по обобщенному плану физическое яв
ление «Вынужденные колебания».
2. Охарактеризуйте по обобщенному плану физическое яв
ление «Резонанс».
3. Как изменится период колебаний математическоrо маят
ника, если ero длину увеличить в 4 раза?
178
4. Как изменится период свободных колебаний математи
ческоrо маятника, если ero перенести с полюса на эк
ватор?
5. Какие превращения энерrии происходят при свободных
колебаниях математическоrо маятника. Поясните ри
сунком.
6. Периоды колебаний двух маятников относятся как 3 : 5.
Как относятся их длины?
7. Длины двух математических маятников относятся как 4: 9.
Как относятся их периоды?
Контрольное задание М 6
Вам предлаrается выполнить задания мировоззренческоrо
характера, в которых необходимо поразмышлять над противо
речивыми инеоднозначными проблемами философскоro xa
рактера по теме «Основы динамики».
1. Физические величины масса и сила
1. для чеrо введены такие физические величины, как Mac
са и сила? Дайте полный ответ.
2. Существуют ли силы и массы действительно или это
мы придумали такие физические величины? Ответ по
ясните.
3. Что Вы ответите Вашему собеседнику, если он станет
утверждать: «Все наши знания по механике нельзя
считать правильно отражающими мир, потому ЧТО мы
сами ввели такие понятия, как сила, масса, ускорение,
а ведь ни сила, ни масса, ни ускорение самостоятельно
в природе не существуют»?
11. Причинно следственные связи силы и ускорения
1. При каких условиях тело изменяет скорость cBoero дви
жения?
2. Как Вы считаете, сила определяет направление CKOpO
сти движения тела или направление ускорения, с KOTO
рым движется тело? Ответ поясните.
3. Верно ли утверждение: «Для тоro, чтобы тело двиrа
лось, на Hero ДОЛЖНО действовать дрyrое тело»? Ответ
поясните.
111. Взаимодействие в механике
1. Сравните силы, с которыми взаимодействуют Земля и
мяч, падающий на Землю.
2. Возможно ЛИ «действие» без «взаимодействия»? Ответ
поясните.
179
3. Какая из сил, фиryрирующих в ПI законе Ньютона, яв
ляется силой действия, а какая силой противолейст
вия: Е( или Е2? Ответ поясните.
IV. Законы Ньютона
1. В чем Вы видите значение законов Ньютонов? Дайте
полный ответ.
2. Что дает нам право быть уверенными вправильности
законов Ньютона? Ответ поясните.
3. Существовали ли законы Ньютона в природе до OTKpЫ
ТИЯ их Ньютоном? Ответ поясните.
Исследовательский практикум
Проведите теоретико практические исследования по сле
дующим темам, которые в дальнейшем можно обсудить на учеб
ной конференции и в дискуссионном клубе.
Тема N!! 1.
Физические, математические и психолоrические образы и пред
ставления в музыке (на примере пьесы м.п. MycoprcKoro «Из
бушка на курьих ножках» из цикла «Картинки С выставки»)
Цель: изучение СВОЙСТВ музыки с различных точек зрения
физической, математической и психолоrической. Построение
ее единоrо образа.
Задачи: вo пepвыx, необходимо описать rармоничный звук
и выделить ero музыкальные, математические и физические
характеристики. Bo втopыx, рассмотреть музыкальное произ
ведение с точки зрения психолоrии; образы, возникающие у
композитора и слушателей. В третьих, установить связи меж
ду физическими и психолоrическими характеристиками музы
кальноrо произведения. И наконец, что нам дает изучение MY
зыки с физической, математической и психолоrической точек
зрения ДЛЯ ее применения в различных жизненных ситуациях.
Об-ьект исследования: музыкальная пьеса «Избушка на курьих
ножках» MycoprcKoro из цикла «Картинки С выставки».
Предмет исследования: взаимосвязь физических, музыкаль
ных и психолоrических характеристик данноrо музыкальноrо
произведения.
Методы исследования: Из орюнuзацuонныхметодов использует
ся комплексный метод (один объект исследуется методами разных
наук, в частности физики, музыкальной rpaMOТbI и психолоrии),
который позволяет установить связи и зависимости между яме
ниями разноrо типа (в частности, между физическими ямениями,
180
такими как частота, амплитуда колебаний и время; музыкальны
ми высота, тембр, темп, Дllительность, сила звука, а также пси
холоrическими эмоции, переживания и образы).
Эмпирические методы включают в себя наблюдение и caMOHa
блюдение, лабораторный и nсиХОЛО2ический эксперимент, анализ
продуктов деятельности.
К методам обработки данных относится качественный метод,
который позволяет провести дифференциацию и анализ MaTe
риалов, выявление причинно следственных связей при помо
щи сравнения и сопоставления.
Для проведения лаборатОРНО20 эксперимента мы использова
ли следующие приборы и материалы: осциллоrраф школьный,
маrнитофон, фотоаппарат, кассета с записью музыки.
Метод анализа продуктов деятельности позволил нам найти
описание рисунков [артмана эскизы бронзовых настольных
часов, который леr в основу музыкальноrо произведения My
coprcKoro, а также описание Toro, как увидел сам композитор
образ Бабы Яrи, как осмысливал это явление в русском фольк
лоре. К этому методу относится анализ музыкальной партитуры
произведения.
К nСUXОЛО2ическому эксперименту мы относим описание Meтo
дом интроспекции эмоций, переживаний, а также образов (картин
ки на внутреннем экране), которые возникают в описании при
прослушивании данноrо музыкальноrо произведения.
План:
Введение.
1. Физические и математические характеристики звука.
1.1. Колебательное движение. Колебательные системы и
их общие свойства.
1.2. rармонические колебания. Величины, характеризую
щие rармонические колебания: смещение, амплитуда
и частота rармонических колебаний.
1.3. Звуковые волны и их характеристики: амплитуда, час
тота и Дllина звуковых волн.
1.4. Распространение звуковых волн в воздухе. Источники
и приемники звуковых волн. Скорость распростране
ния звука в воздухе.
2. Математические характеристики звука.
2.1. Природный и современный музыкальный звукоряд и
их частотные характеристики.
2.2. Чистая октава и октава Пифш'ора.
3. Музыкальные характеристики звука.
3.1. Высота звука и восприятие.
181
3.2. Характеристики тембра и ero физическая сущность.
3.3. Длительность музыкальноrо звука. Зависимость дли
тельности от возможностей музыкальноrо инстру
мента. Связь между длительностью и тембром.
3.4. Сила звука и ero психолоrическая относительность.
4. Искусство и психолоrия в музыке.
4.1. Восприятие и образ. Ассоuиативные и пространст
венные компоненты музыкальноrо восприятия.
4.2. Музыка MycoprcKoro и ее восприятие.
4.3. Характер переживаний в соответствии с изменением
динамики и темпа музыки.
5. Экспериментальное исследование характеристик музы
кальноrо произведения.
5.1. Лабораторный эксперимент.
5.2. Анализ продуктов деятельности.
5.3. Психолоrический эксперимент.
5.3.1.Психолоrический эксперимент NQ 1. Анализ об
разов и эмоuий у слушателей произведения с
заданной установкой о том, что в основу про
слушиваемоrо произведения положена сказка о
борьбе добрых людей с Бабой Яrой.
5.3.2.Психолоrический эксперимент. Второй rpуппе
слушателей предлаrается данная пьеса без за
данной тематики музыки.
6. Анализ результатов эксперимента.
6.1. Таблица 1. Связь музыкальных характеристик пьесы
и эмоuий и образов, возникающих у подrотовленноrо
слушателя.
6.2. Таблиuа 2. Результаты психолоrическоrо эксперимен
та по описанию образов и эмоuий при прослушива
нии музыкальноrо произведения.
Заключение.
Список литературы:
Абызова Е.Н. «Картинки С выставки» MycoprCKoro. М., 1987.
Волошинов А.В. Математика и искусство. М., 1992.
rазарян с в мире музыкальных инструментов. М., 1989.
rреченко т.н Психофизиолоrия: Учеб. пособие. М., 1999.
Иванченко r.B. Психолоrия восприятия музыки: проблемы, перспективы.
М., 2001.
Красота и мозr. Биолоrические аспекты эстетики: Пер. с анrл. / Под ред.
И. Ренчлера. Б. Херцберrер. д. Эпстайна. М., 1995.
Рассел Б. Человеческое познание: ero сфера и rраницы: Пер. с анrл.
Киев, 1997.
182
Прохорова А.А., Смирнова Е.А. Физические, математические и психоло
rические образы и представления в музыке / / / Психолоrо педаrоrи
ческие проблемы развития содержания образования / / Материалы
крyrлых столов П Российской межреrиональной конференuии «Психо
лоro педаrоrические исследования в системе образования», состоявшей
ся 16 18 мая 2002 roда в Челяб. roc. пед. YН Te. / Под ред. M.r. KOBТY
нович. М., 2002. Часть 3. С. 179 188.
Смирнова Э. Русская музыкальная литература: Уч. пособие для 6 7 кл.
ДМШ. М., 1974.
Шушарджан С.В. Музыкотерапия и резервы человеческоrо орrанизма.
М., 1998.
Тема N! 2.
Резонансные явления в Солнечной системе
Цель: изучение явления резонанса в обращении планет Сол
нечной системы.
Проблемность и актуальность исследования состоит в том,
чтобы ответить на вопросы: «Что такое резонанс разрушение
или устойчивость? Наблюдаемая устойчивость обращения пла
нет Солнечной системы следствие их резонанса? Не может ли
резонанс планет привести в дальнейшем к нарушению их yc
тойчивоrо движения?»
Задачи:
1. Изучить теоретически явление резонанса.
2. Получить опытное подтверждение явления механическо
ro и акустическоrо резонанса.
3. Провести анализ взrлядов ученых астрофизиков на про
блему существования акустическоrо резонанса Солнеч
ной системы.
План:
Введение.
1. Теоретические основы резонанса.
1.1. Резонанс как физическое явление. Ero физические и
математические характеристики.
1.2. Теория акустическоrо резонанса.
2. Пропорции «золотоrо сечения» и движение планет Сол
нечной системы.
2.1. «Золотое сечение» как один из rлавных «дешифрато
ров» основных природных закономерностей.
2.2. <<Золотое сечение» и закономерности планетных pac
стояний.
2.3. <<Золотое сечение» и периоды обращения планет.
2.3.1. Возникновение акустических волн при фор
мировании Солнечной системы в raзопьmевом
облаке, окружающем Солнце.
183
2.3.2. rравитационные акустические возмущения,
создаваемые планетами.
2.3.3. Резонанс акустических волн с периодом, paB
ным периоду обращения планеты.
2.3.4. Расположение периrелиев и афелиев планет и
«rармонические» числа Фибоначчи.
3. Рассмотрение акустическоro резонанса на примере Са1урна.
Заключение. Устойчивость планет и резонанс.
Список литературы
Волошинов А.В. Математика и искусство. М., 1992.
Воробьев В.А. Числа Фибоначчи. М., 1978.
FинзБУРi! В.л. О физике и астрофизике: статьи и выступления. М., 1985.
Девис П. Супереила: Пер. с анrл. / Под ред. и с предисл. Е.М. Лейкина.
М., 1989.
Лайзер Л. Создавая картину Вселенной. М., 1988.
Система. Симметрия. rармония. / Под ред. В. С. Тюхтина, Ю. А YpMaHцe
ва. М., 1988.
Физика ХХ века: Развитие и перспективы. М., 1984.
Шкловский И.е Звезды: их рождение, жизнь и смерть. М., 1984.
Тема NQ 3.
Связь физических, психофизических и психолоrических xapaK
теристик цвета
Цель: проанализировать феномен цвета, изучающийся в раз
ных науках, на основе системной дифференциации.
Задачи:
1. Проанализировать физическую природу света и цвета.
2. Проанализировать физические, психофизиолоrические,
психофизические и психолоrические характеристики цвета.
3. Провести психолоrический эксперимент по изучению
индивидуальных психосемантических полей цвета.
План:
1. Физическая природа цвета.
1.1. Свет как одна из форм энерrии.
1.2. Свет как электромаrнитная волна. Спектр электро
маrНИТНЬL'( излучений.
1.3. Восприятие света человеком.
1.3.1. Схема восприятия цвета человеческим rлазом.
1.3.2. Видение человеком света как комбинированное
взаимодействие нескольких составляющих.
1.4. Физические свойства цвета.
1.4.1. Цветовой тон.
1.4.2. Яркость или светлота.
1.4.3. Насыщенность или чистота.
184
2. Психофизиолоrический механизм цветоощущения.
2.1. Цвет как ощущение цвета.
2.2. Ощущения, подчиняющиеся закону хроматическоrо
Kpyra.
3. Психолоrическое воздействие цвета на человека.
3.1. Связь между цветовосприятием и дрyrими видами
восприятия.
3.2. Связь цветовосприятия с восприятием rеометриче
ской формы.
3.3. Семантические поля цветов спектра.
4. Экспериментальное исследование влияния цвета на че
ловека.
4.1. Тест Люшера и изучение мышления.
4.2. Изучение индивидуальных семантичесю'lХ полей цвета.
Заключение.
Список литературы:
Бреслав r.Э. Цветопсихолоrия и цветолечение для всех. СПб., 2000.
rреченко т.н. Психофизиолоrия: Учеб. пособие. М., 1999.
ruбсонДж., Лlбсон Э. Перцептивное научение дифференциация IШИ обо
rащение? / Хрестоматия по ощушениям и восприятию. М.О 1975.
Красота и мозr. Биолоrические аспекты эстетики: Пер. с анrл. / Под ред.
И. Ренчлера, Б. Херцберrер, д. Эпстайна. М., 1995.
Ментальная репрезентация: динамика и структура. М., 1998.
Рубинштейн ел. Основы общей психолоrии. СПб., 2002.
Тема N2 4.
()птические и психолоrические особенности зрительноrо BOC
приятия
Цель:
Задачи:
План:
Тема N2 5.
Философские аспекты понятия «время»
Тема N2 6.
Универсальность принципа симметрии в естествознании, фило
софии и искусстве
Тема N2 7.
Познание и научная картина мира
185
Учебная конференция
Тема: rармония, музыка, классическая механика и космолоrия
Вопросы:
1. Закон Всемирноrо тяrотения и. Ньютона и ею следствия
законы движения космических тел (законы Кеплера).
2. Возмущения. Явления, происходящие вследствие возму
щений: захват, аккреция, приливы, прецессия.
3. Модели мира, разрабатываемые до настоящеrо времени.
4. Модель мира Пифаrора.
5. Пропорции «Золотоrо сечения».
6. Резонанс планет и их спутников как пример rармонии
солнечной системы.
7. Система мира Ньютона, основанная на теории rрави
тации.
8. Теория rpавитации и пространственное строение Вселенной.
Дискуссионный клуб
Конференцuя диспут «Поиски обобщающих законов в природе»
РАзrовоР с УЧЕНЫМ
Нет, вы не правы, мудрый мой профессор
КОсда из КРУi!o точных слов и мер
Меня выводите, как праздносо повесу,
Творца причуд, фантазий и химер.
Я так же, как и вы, изобретатель, зодчий,
Хотя пишу стихи, а вы трактат,
Но вместе ищем мы путей короче
В сад Человечества бласоуханный сад.
Владимир Кириллов
Физику, как и математику, принято относить к точным Hay
ка.м. И уж если прозвенел звонок на урок, то мноrие считают,
что все постороннее литература, искусство, поэзия, музы
ка должно уступить место точному эксперименту, cтporoMY
доказательству и формулам. Оставляя за последними методами
решающую роль, подверrнем, однако, сомнению тезис о Heco
вместимости науки и искусства на уроках физики.
186
и наука и искусство отражают один и тот же реальный мир,
но пользуются при этом разными средствами. Наука отражает
действительность в понятиях, законах, теориях, а искусство в
образах. Оба способа MOryт дополнять и взаимно обоrащать дрyr
дрyrа. Более Toro, как мы увидим в ходе нашей конференции,
все основные принципы, законы, закономерности, по которым
живет природа, издревле бьmи известны сказителям и творцам
мифов, музыкантам и художникам, астролоrам и древним фи
лософам, а ученые облекли их в стройный rармоничный наряд
формул и доказательств.
Итак, сеrодня мы с вами собрались здесь для Toro, чтобы
подискутировать, если rоворить широко, о соотношении науки
и искусства в отражении мира нас окружающеzо и мира в нас
самих.
Для Toro чтобы дискуссия бьmа цивилизованной, и учителю
не пришлось Вас разнимать, необходимо усвоить и cтporo co
блюдать следующие правила:
ИСКУССТВО ВЕДЕНИЯ ДИСКУССИИ
. Прежде чем спорить, продумай zлавное, что ты хочешь дo
казать.
. Если ты пришел на диспут, обязательно выступи и дOKa
жи свою точку зрения.
. rовори просто и ясно, лоzично и последовательно.
. rовори только то, что тебя волнует, в чем убежден, не yт
верждай Toro, в чем не разобрался сам.
. Спорь по честному: не искажай мыслей Toro, с чьим MHe
нием ты не соrласен.
. Не повторяй Toro, что до тебя уже было сказано.
. Не размахивай руками, не повышай тона, лучшее доказа
тельство точные факты, твердая лоzика.
. Уважай Toro, кто с тобой спорит: постарайся ничем не оби
деть, не оскорбить товарища, ибо поступить так значит
показать, что ты не только силен в споре, но и воспитан.
Я предлаzаю вам три темы, BOKpyr которых ДО сих пор не ути
хают страсти, как в научных Kpyrax, так и в бесконечно MHoro
образном мире искусства. Конечно, вы можете обсудить дрyrие
волнующие вас проблемы, но не забывайте, они должны подой
ти под общую тему нашей сеrодняшней конференции диспута,
а, кроме Toro, наш клуб только начал свою работу, у вас еще все
впереди!. .
По каждой теме я укажу вам основные вопросы, на которые
следует обратить внимание, а в конце книrи вы найдете список
187
необходимой вам литературы. И еще одно замечание, чтобы все
участвовали и всем было интересно, разбейтесь на несколько
под20товительных i!pynn:
Первая представители научных круzов (академики), а тaK
же писатели, художники, музыканты и поэты, в свою очередь
они также делятся на три rpуппы по темам, на них ложится oc
новная ответственность за качество подrотовленной информа
ции по каждой теме дискуссии, внутри своей rруппы они сами
решат как представить свой вопрос, в виде спора между учены
ми и представителя.ми искусства или в виде взаимодопол1lЯЮЩих
рассказов.
Вторая большая rруппа это журналисты, они должны
подrотовить материал для редакций своих журналов по теме
конференции, поэтому на них ложится, пожалуй, самая TPYД
ная задача, необходимо сформулировать вопросы по каждому
вопросу конференции так, чтобы они были необычны, инте
ресны и, конечно, корректны, именно от журналистов, от их
умения ставить вопросы будет зависеть успех вашей конфе
ренuии.
Третья rpуппа пpecc цeHтp (З 4 человека), в их задачу BXO
дит к концу конференции выпустить бюллетени, отражающие
ее содержание, которые фактически подводят umozu пpeCC KOH
ференции диспута.
Да, мы чуть не забьши про ведущеrо. Им должен быть неза
урядный человек, умеющий быстро ориентироваться в проис
ходящем, вовремя давать слово, подводить краткие итоrи дис
куссии, представьте себе телеведущеrо в ток шоу. Кто В вашем
классе больше Bcero подходит на эту роль?
Ведущий предлаraет план проведения конференции.
1. Вступительное слово ведущеrо по теме конференции.
2. Выступления представителей научно искусствоведческих
rpупп (сопровождается опытами, иллюстрациями, аудио
видеозаписями и др.).
3. Вопросы представителей редакций выступающим.
4. Представление работы пресс центра.
5. Подведение итоrов конференции.
Итак, все роли распределены, приступаем к подrотовке KOH
ференции!
188
1. «Симметрия, rармония, порядок»
Как все должно статься для меня единым
и однако ж каждое остаться особым?
Прокл. Мифы Древней [реции
Под симметрией пони мается в самом широком смысле иHвa
риантность (неиз.менность) структуры материальноro объекта
и ezo свойств относительно ero преобразований (операций, BЫ
полняемых над объектом, изменения условий).
Прu.меры: зеркальная симметрия, центральная симметрия,
осевая симметрия. Симметрия математических объектов.
Закон всемирноzо тяzотения и nринцип симметрии Пьеро
Кюри. Симметрия в живой природе. rравитация и динамика
движущейся и развивающейся материи и их влияние на сим
метрию формы.
Симметрия и законы сохранения: однородность пространст
ва, изотропность пространства, однородность времени, закон
сохранения энерrии, закон сохранения импульса. Универсаль
ность законов симметрии.
Симметрии кристаллов. Кристаллические решетки и TpaHC
ляционная симметрия. Симметрии молекул. Симметрии в мире
элементарных частиц.
Симметрия, zармония и красота. Антисимметрия, ypOДCT
во И хаос. Сказки, леrенды, МИфЫ. Античное искусство. Спор
франuузских художников импрессионистов 02юста Ренуара
«Природа не терпит симметрии», Поля Сезанна «Все В природе
сферично и uилиндрично» И HeMeUKoro поэта, философа и Ha
туралиста ИО2Gнна ВОЛЬф2GН2G reтe «Все фОРМЫ похожи, и ни
одна не одинакова с дрyrой. И так весь хор их указывает на тай
ный закон».
2. «Физические, математические и психолоrические
образы и представления в музыке»
Вступаю в духовные волны,
Под свод музыкальной Вселенной,
Причастник ее вечерам...
Даниил Андреев
Что такое музыкальный звук? Музыкальное пространство
это наше восприятие. Высота звука ezo место в нашем MY
зыкальном пространстве восnриятии. Низкие, высокие звуки.
189
Продемонстрировать на музыкальном инструменте, например,
на rитаре. Теперь посмотрим, как образуется тембр. Оставьте
свободной самую толстую струну rитары, остальные заrлуши
те, пропустив между ними полоску TOHKoro картона. Это нужно
для Toro, чтобы они не резонировали и не мешали опыту. Теперь
защипните свободную струну и, пока она звучит, леrонько при
коснитесь к ней пальцем точно над двенадцатым порожком rри
фа и тут же отдерните палец. Вам покажется, что Вы остановЮIИ
колебания струны. Но прислушайтесь: она продолжает звучать,
хотя звук стал rораздо слабее и HaMHoro выше. Повторите опыт в
дрyrом варианте. Снова защипните струну, но коснитесь ее уже
не над двенадцатым порожком, а над седьмым. Вы услышите
звук еще слабее и еще выше. Вы сможете выделить еще три дoc
таточно отчетливых звука, коснувшись струны над четвертым,
пятым, девятым порожками. Что же происходит? Музыкальный
звук состоит из OCHoBHoro тона и нескольких призвуков, KOTO
рые называются обертонами, именно они, смешиваясь с OCHOB
ным тоном, образуют тембр. Продемонстрируйте, одинаковый
ли тембр у разных инструментов. Почему? От чеrо еще зависит
тембр инструмента?
Длительность и сила звука еше две музыкальные xapaKTe
ристики. Выделите их в музыкальном пространстве, представь
те при помощи друrих музыкальных инструментов, например
скрипки и барабана.
А теперь перейдем к физическим характеристикам звука.
Сделать это можно при помощи rрафиков и математических
формул. [раницы музыкальноrо диапазона.
Третья важная страниuа в исследовании музыки это ее
арифметика. «Музыка это бессознательное упражнение души
в арифметике». Так считал немецкий фЮIософ, математик и фи
зик [отфрид Лейбниц. История черных и белых клавиш. При
родный музыкальный звукоряд. Формула музыкальноrо строя,
выведенная Пифаrором.
Остались еще интересные вопросы. Математически все TO
нальности равны, но почему у мноrих композиторов есть люби
мые? Почему каждый из нас в зависимости от культуры, воспи
тания, настроения выбирает ту ЮIИ иную музыку? Почему у нас
у всех разные вкусы и пристрастия? Вернемся вновь к вocпpи
ятию нашему собственному музыкальному пространству. Ka
кие образы в нем возникают? Что такое rармония? Что такое
rармония в музыке? Приведите примеры. Как Вы понимаете
высказывание А. Эйнштейна: «Формула верна, если она краси
190
ва!» Можно ли rоворить о rармоничности физических законов
и физических формул? Сформулируйте свои вопросы для про
должения дискуссии.
3. ((rармония, МУЗblка, классическая механика и космолоrия»
Так на всю Вселенную наложишь
неразрывную связь,
И Мысль прости роется выше Пространства...
Прокл. Мифы Древней rреции
Закон всемирНОlО тяlотения И. Ньютона и ero следствия
законы движения космических тел (законы Кеплера).
Возмущения изменения характеристик движения небесных
тел вследствие притяжения со стороны дрyrих небесных тел,
помимо центральноrо, наблюдающиеся в виде отклонений от
траекторий Кеплера. Явления, происходящие вследствие воз
мущений: захват, аккреция, приливы, прецессия.
Модели Мира, разрабатываемые до настоящеrо времени. Mo
дель Пифаlора (ок. 570 500 rr. до н.э.) одна из самых древних
rеометрических моделей Мира отличается подробной MaTe
матической проработкой деталей, музыкальностью и удиви
тельным образом перекликается с современными открытиями
в астрономии. Каждая планета располаrается на своей сфере и
вращается. При вращении возникает rармоничная музыка. Pac
стояние между сферами соответствует тонам и полутонам как
в музыке. Пифаrор удивительно тонко подметил замечательное
свойство солнечной системы ее музыкальность. Сейчас есть
MHoro оснований считать, что и само существование солнечной
системы объясняется именно этим свойством. [аммы и октавы,
описанные Пифаrором. Октава в солнечной системе закон пла
нетных расстояний Иоrанна Тициуса. Открытие на основе этой
формулы планеты Уран [ершелем, а также пояса астероидов.
Дрyrой пpu.мep lapMOHUU солнечной системы резонанс пла
нет и их спутников. Основы rармонии в музыке <<правильное»
соотношение периодов звуковых колебаний музыкальные ин
тервалы: прима, октава, квинта, кварта и терция. Закономерно
сти, связывающие периоды вращения планеты или спутника по
орбите (орбитальный период) и период собственноно вращения
(BoKpyr своей оси), возникающие при этом резонансы планет.
Спор [отфрида Вильrельма Лейбница с учеником сэра Айзе
ка Ньютона пастором Самюэлем Кларком по проблеме MexaHи
191
ческой устойчивости солнечной ситемы. Взаимные возмущения
и резонансы, точная попарная взаимная увязка в мире планет
причина устойчивости солнечной ситемы.
Система Мира Ньютона, основанная на теории rравитации.
Что происходит с Вселенной, все части которой взаимодейст
вуют между собой посредством rравитации? Можно ли с по
мощью теории rpавитации сделать вывод о пространственном
строении Вселенной?
Солнечная система пpuмep zapMOHuu и порядка в природе,
Toro, что на языке древних rpeKoB обозначалось словом «KOC
мос» (rpеч. Kosmos лад, слаженность, порядок, красота).
Подведите umozu дискуссии: Что точнее отражает мир вокрут
нас? Наука? Какими методами?
Искусство? Приведите примеры.
[де лежит истина? Что такое истина?
Сформулируйте свои вопросы.
Психолоrический практикум
Как им пользоваться?
Рекомендуется выполнять 2 З мин в школе в середине каждо
ro урока под руководством учителя. Дома нужно делать эти уп
ражнения самостоятельно в перерывхx при подrотовке домашних
заданий для снятия зрительноrо и моторноro утомления. Медита
ция на музыке научит Вас концентрации внимания. После выпол
нения последнеrо задания, перенесите все свое внимание, всю
сосредоточенность на решение задачи по физике, попытайтесь
представить ее условия в виде ярких образов.
TUМHacтиKa для маз
Предлаrаемый комплекс упражнений разработан профес
сором MOCKoBcKoro НИИ rлазных болезней им. rельмrольца
Э.с. Аветисовым.
1. Откинуться на спинку парты. Сделать rлубокий вдох. Ha
клониться к крышке парты или стола выдох (5 6 раз).
2. Откинуться на спинку парты, прикрыть веки, крепко, как
только можете, зажмурить rлаза, открыть rлаза (5 6 раз).
3. Руки положить на пояс. Повернуть roлову направо, по
смотреть на локоть правой руки. Повернуть rолову нале
во, посмотреть на локоть левой руки. Вернуться в исход
ное положение. Повторить 5 6 раз.
4. Поднять rлаза кверху, сделать ими крутовые движения по
часовой стрелке, затем сделать rлазами крутовые движе
ния против часовой стрелки. Повторить 5 6 раз.
192
5. Руки вытянуть вперед, посмотреть на кончики пальцев,
поднять руки вверх, сделать вдох, следить rлазами за py
ками, не поднимая rоловы, руки опустить, сделать вьщох
(4 5 раз).
6. Смотреть прямо перед собой на КJШССНУЮ доску 2 3 с; за
тем перевести взор на кончик носа на 3 5 с (6 8 раз).
7. Закрыть веки. Массировать их кончиками указательных
пальцев (30 с).
Кисти рук
Давайте сейчас перейдем к рукам. Сожмите, пожалуйста, обе
руки одновременно очень крепко в кулаки. [отовы? Начали.
Сожмите кулаки очень крепко. Крепче, еще крепче... Подер
жите так и расслабьте. Это отличное упражнение для тех, кто
MHoro пишет или печатает в течение дня. Теперь давайте повто
рим. [отовы? Н аЧlli'lи. Сожмите оба кулака очень крепко. Как
можно крепче, подержите так и расслабьте. Чтобы прорабо
тать противоположные мышцы, раздвиньте пальцы как можно
шире. [отовы? Начали. Раздвиньте пальцы очень широко. Еще
шире. Подержите так и расслабьте. Теперь лавайте повторим
это упражнение. [отовы? Начали. Раздвиньте пальцы очень ши
роко. Еще шире. Подержите так и расслабьте. Сосредоточьтесь
на ощущении тепла и покалывания в кистях рук и предплечьях
(пауза 20 с).
Концентрация на музыке
Лучше Bcero использовать записи классических мелодий.
Звук должен быть неrромким, но ясно слышимым. Прими
те расслабленную позу и направьте свое внимание на музы
ку. Можно представить, как музыка струится по вашему телу,
уносит из Hero все заботы и неломоrания, или сконuентри
руйтесь на тех образах, которые она вызывает в вашем вооб
ражении.
ПодведеJИ umozu Вашей интеллектуальной работы за zод. За
несите в таблицу итоrи выполнения Вами контрольных зада
ний. Оцените приведенные Вами apryмeHTЫ к каждому заданию
по пятибалльной шкале:
О баллов не сделали;
] 2 балла сделали, но не верно;
3 4 балла указали почти все верно;
5 баллов указали все apryмeHTЫ верно.
193
Контрольное Опытные Выявленные Математическое
задание факты Вами доказательство
закономерности
К.З.1. Тезис 1
К.з. 1. Тезис 2
К.з.2. Тезис 1
К.з.2. Тезис 2
К.з.2. Тезис 3
К.зА. Тезис 1
К.зА. Тезис 2
Посчитайте сколько баллов Вы набрали и определите на Ka
ком уровне овладения лоrическими приемами доказательства
Вы находитесь.
Первый уровень (от О до 42 баллов) Вы не поняли что такое
арryментированное доказательство тезиса, к тому же Вы плохо
усвоили основные понятия физики.
Второй уровень (от 43 до 84 баллов) Вы умеете применять
apryмeHTЫ для доказательства истинности тезиса, однако Ваши
знания по физике пока оставляют желать лучшеrо.
Третий уровень (от 85 до 105 баллов) в целом Вы справились
со всеми заданиями, умеете лоrически мыслить, знаете предмет,
однако, Вам еще нужно совершенствоваться как в физике, так и
в лоrике, но Вы на верном пути и у Вас все получиться!
Приложения.
Прочитайте эти KHUZU, Вам будет интересно!
Учебники
Кикоин и-к, Кикоин А.К Физика: Учебник для 9 КЛ. общеобразоват. учре
ждений. М., 1997.
Перышкин А.В., ryтHUK Е.М. Физика. 9 КЛ.: Учебник для общеобразоват.
учеб. заведений. М., 1999.
Саенко п.r. Физика: Учеб. для 9 КЛ. ср. шк. М., 1992.
Шахмаев н-м. и др. Физика: Учебник для 9 кл. ср. шк. / Н.М. Шахмаев,
с.н. Шахмаев,Д.Ш. Шодиев. М., 1994.
reтMaHoea А.д. Учебник по лоrике. М., 1995.
Андреев О.А., Хромов ЛН Учитесь быстро читать. M.,1991.
Левит Л.З. Психолоrия для всех и каждorо. Минск, 1996.
194
для под20товки опытов
Уокер Дж. Физический фейерверк. М., 1989.
Суорц КЛ.З. Необыкновенная физика обыкновенных явлений. М., 1986.
Покровский еФ. Опыты и наблюдения в домашних условиях. М., 1963.
для под20товки конференции
Шафрановский и.и. Симметрия в природе. Ленинrрад, 1985.
Сuбрук В. Роберт Вуд. Современный чародей физической лаборатории.
М., 1977.
Кац ЦЕ. Биофизика на уроках физики. М., 1988.
Fазарян С В мире музыкальных инструментов. М.. 1989.
ПеррюшоА. Жизнь Сезанна. М., 1991.
Еремеева А.и., Цицин Ф.А. История астрономии. М., 1989.
Зельдович Я.Е., Хлопов М.Ю. Драма идей в познании природы. М., 1988.
Лосев А.Ф. Бытие имя космос. М., 1993.
Обобщенные планы изучения понятий физики
Что нужно знать о физическом явлении
1. Определение явления.
2. Внешние признаки явления (признаки. по которым оно
обнаруживается).
3. Условия, при которых протекает данное явление.
4. Сущность явления и механизм ero протекания (объясне
ние явления на основе современных научных теорий).
5. Связь данноrо явления с дрyrими.
6. Количественные характеристики явления (величины, xa
рактеризующие явление, связь между величинами, фор
мулы, выражающие данную связь).
7. Использование явления на практике.
8. Способы предупреждения вредноrо воздействия явления
на человека и окружаюшую среду.
Что нужно знать о физической величине
1. Явление или свойство, которое характеризует данное по
нятие (величина).
2. Определение понятия (величины).
3. Определительная формула (для производной величины
формула, выражающая связь данной величины с дрyrими).
4. Какая это величина скалярная или векторная?
5. Единицы измерения физической величины в СИ.
6. Способы измерения величины.
195
Что нужно знать о физическом законе
1. Понятия, связь между которыми устанавливает данный
закон.
2. Формулировка закона.
3. Математическое выражение закона.
4. rраницы и условия применимости закона.
5. Кем, коrда и каким образом был открыт данный закон.
6. Опытные факты, подтверждающие справедливость закона.
7. Примеры проявления закона в живой и неживой природе.
8. Условия применения закона, при меры ero использования
и учета на практике.
Что нужно знать о физической теории
Основание Ядро Факты Следствия
1. Научные факты, послужившие основанием для разработ
ки теории.
2. Понятийный аппарат теории.
3. Основные положения (постулаты, принципы или зако
ны) теории.
4. Математический аппарат (основные уравнения) теории.
5. Экспериментальные факты, подтверждающие справедли
вость основных положений теории.
6. Kpyr явлений, объясняемых теорией.
7. Явления и свойства тел (частиц), предсказываемые Teo
рией.
Что нужно знать о физических измерительных приборах
1. Назначение прибора. Какую физическую величину изме
ряет прибор.
2. Принцип действия при бора (какое явление или закон по
ложен в основу работы прибора).
3. Схема устройства прибора (ero основные части, их назна
чение).
4. Шкала измерения прибора. Единицы rpадуировки шкалы
измерительноrо прибора. rраницы rрадации шкалы при
бора.
5. Цена деления шкалы прибора.
6. Правила пользования прибором.
7. Область применения прибора.
Что нужно знать о механизме, машине, самодельном приборе
1. Назначение устройства (прибора).
2. Схема устройства.
196
3. Принцип действия устройства.
4. Область применения и rpаницы применимости прибора
(устройства).
5. Условия применимости и правила пользования устрой
ством.
6. Оценка простоты изrотовления прибора (устройства).
7. Оценка прибора по степени раскрытия содержания изу
чаемоrо явления.
8. Оценка прибора (устройства) по надежности в работе.
Что нужно знать
о технолоzическом процессе
1. Назначение (цель осуществления) технолоrическоrо про
цесса.
2. Хозяйственное значение осушествления данноrо TeXHO
лоrическоro процесса.
3. Какие законы, явления положены в основу данноrо Tex
нолоrическоrо процесса?
4. Основные этапы технолоrическоrо процесса.
5. Требования к качеству получаемой продукции.
6. Требования правил безопасности труда в осушествлении
технолоrическоrо процесса, их научное обоснование.
7. Требования к знаниям и умениям специалистов, выпол
няющих данный процесс.
8. Эколоrические требования к технолоrическому процессу.
Что нужно знать о структурных формах материи
(материальных объектах)
1. Название структурной формы материи.
2. Из каких компонентов она состоит.
3. Виды взаимодействий между компонентами.
4. Взаимное расположение компонентов.
5. Характерные размеры.
6. Характерный заряд.
7. Формы движения, специфические для данной формы Ma
терии.
197
Фундаментальные физические постоянные
Атомная единица массы
rравитационная постоянная
Масса нейтрона
Масса протона
Масса электрона
Скорость света в вакууме
Элементарный заряд
1 а.е.М. == 1,6605. 10 27 кr
G == 6,6720. 10 11 н. M 2 /Kr 2
т п == 1,675. 10 27 кr
т == 1 673 . 1O 27 Kr
р ,
те == 0,9109. 10 30 кr
С == 2,9979.108 м/с
е == 1,602. 10 19 кл
Основные физические постоянные
в определенных rраницах применимости
Ускорение свободноro падения
на полюсах Земли
Ускорение свободноro падения
на средних широтах
Ускорение свободноrо падения
на экваторе Земли
Нормальное атмосферное давление
g 9,83 м/с 2
g 9,81 м/с 2
g 9,78 м/с 2
Ро == 101325 Па
Астрономические величины
Масса Солнца
Земли
Луны
Средний радиус Солнца
Земли
Луны
Среднее расстояние
от Солнца до Земли
от Солнца до Юпитера
от Земли до Луны
1,97.1030 кr
5,96.1024 кr
7,35.1022 Kr
6,96.108 м
6,37.106 м
1,74.103 М
1,496.1011 М
7,778.1011 м
3,844.108 м
198
Плотность некоторых веществ при 20 ос (293 К)
Вещество р. Kr 1М3 Вещество р, Kr 1М3
Твердые вещества
АлЮМИНИЙ 2,7.103 Парафин 9,0.102
Бетон 2,3.103 Платина 2,15.104
Вольфрам 1,93.104 Поваренная соль 2,1.103
rрафит 2,1.103 Полиэтилен 0,92.103
Дуб (сухой) 0,7.103 Пробка 2,4.102
Железо, сталь 7,8.103 Сахар рафинад 1,6.103
Золото 1,94.104 Свинец 1,14.104
Кирпич 1,8.103 Серебро 1,05.1 ()4
Константан 8,9.103 Соль (NaCI) 2,17.103
Латунь 8,5.103 Сосна (сухая) 0,4.103
Лед (О"С) 0,9.103 Стекло оконное 2,5.103
Медь 8,9.103 Уrоль каменный 1,4-103
Сульфат меди 2,2.103 Фарфор 2,3.103
Нашатырь 1 ,5.103 Цинк 7,1.103
Никель 8,9.103 Сульфид цинка 4,04.103
Олово 7,3.103 Чуryн 7,4.103
Орrаническое стекло 1,2.103 Эбонит 1,2.103
Жидкости
Ацетон 7,9.102 Масло растительное 9,20.102
оливковое
Бензин 7,0.102 Масло растительное 9,30.102
подсолнечное
Вода при 4'С (277 К) 1,0.103 Медь 1 ,35.103
Вода при 100"С (373 К) 0,958.103 Нефть 1,2.102
Вода морская 1,030.103 Раствор сульфата 1 ,15.103
меди насыщенный
rлицерин 1,20.lО З Ртуть при О"С (273 К) 1 ,36.1 ()4
199
Окончанuе табл.
Вещество р, Kr/M 3 Вещество р, Kr 1м3
Жидкости
Керосин 8,0.102 Скипидар 8,7.102
Масло машинное 9,0.102 Спирт этиловый 7,9.102
Масло минеральное 9,2.102 Эфир серный 7,1.102
rазы (при нормальных условиях)
Азот 1,25 Водяной пар при 0,590
100"С (373 К)
Аммиак 0,77 rелий 0,18
Воздух 1,29 Кислород 1,43
Водород 0,09 Хлор 3,21
Удельная теплоемкость некоторых веществ
Вещество с, Дж/кr'С Бещество с, дж/кr."С
Твердые вещества
Алюминий 880 Медь 380
Бетон 880 Нафталин 1300
rрафит 750 Олово 250
Дерево (дуб) 2400 Парафин 3200
Железо, сталь 460 500 Песок 970
Кирпич 880 Свинец 120
Латунь 400 Серебро 250
Лед 2090 Стекло лабораторное 840
Жидкие вещества
Вода 4187 Масло подсолнечное 1700
rлицерин 2430 Масло трансформа 2093
торное
Керосин 2140 Спирт этиловый 2430
Масло машинное 2100 Эфир серный 2330
200
Окончание табл.
Вещество с, Дж/к.-'С Вещество с, ДЖ/К.-"С
rазы (при постоянном давлении)
Азот 1000 Воздух 1000
Водород 14300 rелий 5200
Водяной пар 2200 КИСЛОрОД 920
Температура точки кипения и удельная теплота
парообразования некоторых веществ
Вещество Т., К t., .С L, Дж/к.-
Ацетон 329,2 56,2 5,2.105
Бензин 423 150 3,0.105
Вода 373 100 2,26.106
Скипидар 433 160 2,94.105
Спирт этиловый 351 78 8,57.105
Эфир серный 308 35 3,52.105
Температура кипения и критические параметры
некоторых веществ
Вещество Температура Критические
кипения t киn , ос
температура '. р , .С давление
Р.р, 105 Па
Вода 100 374,2 218,5
Спирт ЭТИЛО 78 243,1 63
вый
Эфир ЭТИЛО 35 193,8 35,6
вый
201
Температура плавления и удельная теплота
плавления некоторых веществ
Вещество t пл , "с А,Дж/кr
Вода, лед О З,З5.10 5
Нафталин 80 1,51.105
Парафин 78 1,5.105
Олово 2З2 5,8.104
Удельное сопротивление некоторых веществ
Вещество р,Ом,м Вещество р,Ом.м
Алюминий 2,7.10 8 Никель 7,З.10 8
Вольфрам 5,З.10 8 Олово 1, 1З.10 7
Железо 9,9.10 8 Серебро 1 ,58.1 0 8
Латунь б,З.1 0 8 Уrоль (4,O 5,0).1 0 5
Медь 1 ,б8.1 0 8 Цинк 5,95.10 8
Показатель преломления некоторых веществ
Вещество п Вещество п
Алмаз 2,42 Кварц 1,54
Ацетон 1,Зб Лед 1,З1
Вода 1,ЗЗ Сахар 1,5б
Воздух 1,000З Скипидар 1,51
rлицерин 1,47 Спирт этиловый 1,3б
Каменная соль 1,54 Стекло (леrкий 1,50
крон)
202
Приставки для образования кратных
и дольных единиц
Кратность и дольность Приставка
название обозначение
1 000000000 000 000 = 1015 пета П
1000000000000 = 1012 тера Т
1 000 000 000 = 109 rиrа r
1000000 = 106 Mera М
1 000 = 103 кило К
100 = 102 rекто r
10=101 дека да
0,1 = 10 1 деци Д
0,01 = 1O 2 санти с
0,001 = 1O 3 милли М
0,000001 = 1 O микро мк
0,000000001 = 1 0 9 нано н
0,000000000001 = 1O 12 пико П
0,000000000000001 = 10 15 фемто Ф
203
Список литературы
1. Антипин И.r. Экспериментальные задачи по физике в 6 7 классах: По
собие для учителей. М., 1974.
2. Еерулава r.A. Стиль индивидуальности: теория и практика: Учебное по
собие. М., 2001.
3. Еерулава ТА. Диаrностика и развитие мышления подростков. Бийск,
1993.
4. Вайзер ТА. Формирование у школьников способов самостоятельной pa
боты над задачей (в помощь учителю физики). Изд. 2. М., 2000.
5. Ван Клив Дж. «200 экспериментов» /Пер. с анrл. М.: «Джон Уайли энд
Санз», 1995.
6. Веккер Л М. Психика и реальность: Единая теория психических про
цессов. М., 2000.
7. Вертi!еймер М. Продуктивное мышление: Пер. с анrл. М., 1987.
8. Волькенштейн М.В. Современная физика и биолоrия / /Вопросы филосо
фии. 1989. NQ 8.
9. ВЫi!Oтский ле Педаrоrическая психолоrия / Под ред. В. В. ДaBЫДO
ва. М., 1991.
10. rабай т. В. Педаrоrическая психолоrия / Учебное пособие. М., 1995.
11. rальперuн П.я. Методы обучения и умственное развитие ребенка. М.,
1985.
12. reтMaHoea А.Д. Лоrика: Для педаrоrических учебных заведений. М.,
1995.
13. rордин лю. Педаrоrическое стимулирование как проблема MeTO
дики воспитательноrо процесса // Сов. педаrоrика. 1974. NQ 12.
С. 52 61.
14. ropee Л.А. Занимательные опыты по физике в 6 7 классах средней
школы. М., 1985.
15. Давыдов В.В. Виды обобщения в обучении: Лоrико психолоrические
проблемы построения учебных предметов. М., 1972.
16. Давыдов В.В. Проблемы развивающеrо обучения: Опыт теоретиче
cKoro и экспериментальноrо психолоrическоrо исследования. М.,
1986.
17. Изюмова С.А. Природа мнемических способностей и дифференциа
ция обучения. М., 1995.
18. Ильченко В.Р Формирование естественно научноrо миропонимания
школьников: Кн. для учителя. М., 1993.
19. Каропа ТН Принцип системной дифференциации в эколоrическом обра
зовании школьников / /Вопросы психолоrии. 1999. NQ 2.
20. Ковтунович M.r. Домашний эксперимент. Физика: поиск и исследо
вание. Рабочая тетрадь для учащихся по физике. 7 класс. Челя
бинск, 1998.
21. Ковтунович М.Т Домашний эксперимент: Физика. Лоrика. Психо
лоrия. Рабочая тетрадь для самостоятельной работы учащихся по
физике в 8 классе. Челябинск, 1998.
22. Ковтунович M.r. Физика. Лоrика Психолоrия: эксперимент, иссле
дование. Дискуссия. Учебное пособие для самостоятельной работы
учащихся по спецкурсу в 9 классе. Челябинск. 1999.
23. Ковтунович M.r. Изучение развития мышления подростков при исполь
зовании новых психопедаrоrических технолоrий. / / Образование и Hay
204
ка. Известия Уральскоrо отделения Российской академии образования.
2001. NQ 3 (9).
24. Ковтунович M.r. Реализация проrpаммы «[уманитарные аспекты физи
ки» В рамках научноro общества учащихся / / / Психолоrо педаrorиче
ские проблемы развития содержания образования / / Материалы круrлых
столов 11 Российской межреrиональной конференции «Психолоro педа
rоrические исследования в системе образования», состоявшейся 16 18
мая 2002 rona в Челяб. [ос. пед. YН Te. / Под ред. M.r. Ковтунович. М.,
2002. Часть 3.
25. Кorнитивная психолоrия. Учебник для вузов /Под ред. В.Н. Дружи
нина, Д.В. Ушакова. М., 2002.
26. Ланина И.Я., Тряпицина А.п. Раздвиrая rраницы привычноrо: Путе
шествие по урокам физики. Л., 1990.
27. Лейтес н-е Возрастная одаренность и индивидуальные различия.
М.; Воронеж, 19897.
28. Лоrический словарь: ДЕФОРТ / Под ред. АА Ивина, В.Н. Переверзева,
В.В. Петрова. М., 1994.
29. Локалова н-п. Орrанизация вербально смысловой коrнитивной CTPYKТY
ры / /Вопросы психолоrии. 2000. NQ 5.
30. Локалова н-п. Уроки психолоrическorо развития в средней школе
(5 6 классы). М., 2001.
31. Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на ypo
ке. Ярославль, 1999.
32. Ментальная репрезентация: динамика и структура. М., 1998.
33. Менчинская НА. Проблемы учения и YMcTBeHHoro развития школь
ника: Избранные психолоrические труды. М., 1989.
34. Меркулов ип. Коrнитивная эволюция. М., 1999.
35. Методика преподавания физики в 7 8 классах средней школы / Под
ред. АВ. Усовой. М., 1990.
36. Опыты в домашней лаборатории М.: Наука. rлавная редакция
физико математической литературы. 1981. (Серия: «Библиотечка
«Квант». Вып. 4).
37. Пеннер ДИ, Худайбердuев А. Прorраммированные задания по физи
ке для 6 7 классов средней школы: Дидакт. материал. Пособие для
учителя. М., 1985.
38. Пиаже Ж. О природе креативности / / Вестник MOCKoBcKoro университе
та. 1996. NQ 3.
39. Пиаже Ж Речь и мышление ребенка /Пер. с фр. и анrл. М., 1999.
40. Поддубная т-к. Коrнитивный компонент самосознания в процессе
профессионализации. Учебное пособие. Белrород, 2000.
41. Познавательная активность в системе процессов памяти /Под общей
ред. Н.И. Чуприковой. М., 1989.
42. Покровский еФ. Наблюдай и исследуй сам. М., 1966.
43. Практикум по общей, экспериментальной и прикладной психолоrии:
Учеб. пособие /Под общ. ред. АА Крьшова. СПб., 2001.
44. Проблемы педаrоrическоrо стимулирования и методолоrии исследова
ний истории советской школы / Под ред. З.И. Равкина. Йошкар Ола,
1972.
45. Прохорова А.А., Смирнова Е.А. Физические, математические и психолоrи
ческие образы и представления в музыке / / / ПСИХОЛOI'о педаrоrические
проблемы развития содержания образования / / Материалы круrлых CTO
205
лов II Российской межреrиональной конференции «Психолоro педаrо
rические исследования в системе образования», состоявшейся 16 18 мая
2002 [ода в Челяб. [ос. пед. YH Te. / под ред. M.r. Ковтунович. М., 2002.
Часть 3.
46. Ратанова т-д. Способы активности познавательной деятельности
школьников / /Вопросы психолоrии. 1990. NQ 5.
47. Ратанова Т-А. Психофизиолоrические особенности интеллектуальноrо
развития старших подростков / /Психолоrический журнал. 1999. Т. 20.
NQ 2.
48. Рубинштейн ел- Основы общей психолоrии. СПб., 2002.
49. Система. Симметрия. rармония / Под ред. В.с. Тюхтина, Ю.А YpMaHцe
ва. М., 1988.
50. Содержание фундаментальных естественно научных понятий / Сост.
О.А Яворук Челябинск, 1994.
51. Спешuлова т-н. Особенности орrанизации коrнитивнorо опыта в про
цессе моделирования явлений и объектов (на примере биофизики) / / /
Психолоrо педаrorические проблемы обучения и развития субъектов
образования / / Материалы П Российской межреrиональной конферен
ции «Психолоrо педаrоrические исследования в системе образования»,
состоявшейся 16 18 мая 2002 [ода в Челяб. roc. пед. YН Te. / Под ред.
M.r. Ковтунович. М., 2002. Часть 2.
52. Стимулы нравственноro и интеллектуальноrо развития подростка / Сб.
статей под ред. З. И. Равкина. Йошкар Ола, 1968.
53. Стоунс Э. Психопедаrоrика. Психолоrическая теория и прктика обуче
ния; Пер. с анrл. / Под ред. Н.Ф. Талызиной. М., 1984.
54. Талызина Н. Ф. Формирование познавательной деятельности учащих
ся. М., 1983.
55. Тарасов Л-В. Необходимость перестройки преподавания естественных
предметов на основе интеrративно ryманитарноrо подхода / / Физика в
школе, 1990. NQ 2.
56. Усова А.В. Психолоrо дидактические основы формирования физиче
ских понятий. Учебное пособие по спецкурсу. Челябинск, 1988.
57. Усова А. В. Теория и методика обучения физике. Общие вопросы: Курс
лекций. Санкт Петербурr, 2002.
58. Усова А. В. Формирование у школьников обобщенных умений и навы
ков при осуществлении межпредметных связей / /Межпредметные
связи естественно научных дисциплин /Под ред. В.Н. Федоровой.
М., 1980.
59. Ушинский кд. Избранные педаrоrические труды: В 2 т. М., 1953.
Т. 1.
60. Фридман Л-М. Новый учебный предмет: психопедаrоrика / / rуманизация
образования: психолоrо педаrоrический международный журнал. 1995.
NQ2.
61. Фромм Э. Душа человека. М., 1992.
62. Холодная М.А. Психолоrия интеллекта. Парадоксы исследования.
СПб.,2002.
63. Холодная М.А. Коrнитивные стили: О природе индивидуальноrо ума.
Учебное пособие. М., 2002.
64. Хофман И. Активная память: Эксперимент. исслед. и теория человеч.
памяти: Пер. с нем. М., 1986.
206
65. Чуприкова Н.и. Умственное развитие и обучение (Психолоrические
основы развивающеrо обучения). М., 1994.
66. Чуприкова н.и. Психолоrия YMcTBeHHoro развития: Принципдиффе
ренциации. М., 1997.
67. Чуприкова н.и., Ковтунович M.r. Перспективы использования в пе
даrоrической практике представлений об общих универсальных за
кономерностях YMcTBeHHoro развития / / / Психолоrо педаrоrические
проблемы развития системы среднеrо и высшеrо образования / / MaTe
риалы Il Российской межреrиональной конференции Психолоro педа
rоrические исследования в системе образования», состоявшейся 16 18
мая 2002 [ода в Челяб. roc. пед. YН Te. / Под ред. M.r. Ковтунович. М.,
2002. Часть 1.
68. Шаронова Н.В. Методика формирования научноrо мировоззрения уча
щихся при обучении физике: Учебное пособие по спецкурсу для CTyдeH
тов педвузов. М., 1994.
69. Шахмаев Н.М., Шилов В.Ф. Физический эксперимент в школе. М.,
1989.
70. Щукина r.и. Педаrоrические проблемы формирования познавательных
интересов учащихся. М., 1988.
71. Эльконин д.Е., BeHi!ep ПА. Диаrностика учебной деятельности и интел
лектуальное развитие детей. М., 1981.
72. Яворук О.А. Физика и естественно научная картина мира // Физика.
Астрономия. Проrраммы общеобразовательных учреждений / Сост.
ЮА Дик, ВА Коровин. М., 1996.
73. Яворук О.А. Вопросы методики преподавания интеrративноrо курса «Ec
тествознание» для учащихся 1O 11 классов средней школы: Учебно ме
тодическое пособие. Челябинск, 2000.
74. Яворук О.А. Обобщающий интеrративный курс «Естествознание» для
старшеклассников: Учебно методическое пособие. Ханты Мансийск,
2002.
75. Яновская Mr. Эмоциональные аспекты HpaBcTBeHHoro воспитания: Кн.
для учителя. М., 1986.
207
Оrлавление
ПРИНЦИП СИСТЕМНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ В ПОСТРОЕНИИ
КОМПЛЕКСА ПО ФИЗИКЕ ДОМАШНИЙЭКСПЕРИМЕНТ................ 3
СТРУКТУРА, СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ
ПСИХОДИДАКТИЧЕскоrОКОМПЛЕКСА
ДОМАШНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ УЧАЩИХСЯ ПО ФИЗИКЕ. .............. 20
ДИДАКТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ДОМАШНИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
РАБОТ, лоrИЧЕскоrо, ИССЛЕДОВАТЕльскоrо И психолоrИЧЕскоrо
ПРАКТИКУМОВ
7 класс .............................................. 84
8 класс.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. 112
9 класс. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 156
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Учебное издание
Ковтунович Марина rеорrиевна
ДОМАШНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ФИЗИКЕ
7 11 классы
Пособие для учителя
Зав. редакцией С.В. Платонов
Редактор НА. Кондратов
Зав. художественной редакцией И А. Пшеничников
Художник обложки М.Л. Уранова
Верстка О.Н. Емельяновой
Корректор Т.Л. Кокорева
Отпечатано с диапозитивов, ИЗl'отовленных
000 «I'yманитарный издательский центр ВЛАДОС..
Лицензия ИД NQ 03185 от 10.11.2000.
Санитарно эпидеМИОЛОl'ическое заключение
М 77.99.24.953.Д.006900.08.06 от 08.08.2006 1'.
Сдано в набор 26.09.06. Подписано в печать 20.11.06.
Формат 60х90/16. Печать офсетная. Бумаl'а офсетная. Усл. печ. л. 13,0.
Тираж 5 000 экз. Заказ М 1332.
rуманитарный издательский центр ВЛАДОС.
119571, Москва, просп. BepHaдcKol'O, 88,
Московский педаl'Оl'ический I'осударственный университет.
Тел. 430 04 92, 437 25 52, 437 99 98; тел./факс 735 66 25.
E тaH: vlados@dol.ru http://www.vlados.ru
rуп РК Республиканская ТИПОl'рафия им. П.Ф. Анохина..
185005, Петрозаводск, ул. Правды., 4.
$
БИБЛИОТЕКА
УЧИТЕЛЯ
физи
v
.овтунович
До аwнии
3К ерим]]
по физике
7....11 классы
Содержание пособия поможет учи
телю реализовать дифференциро
ванный подход в обучении физике
через орrанизацию домашнеrо экс
перимента.
Подробно описывается методика
орrанизации экспериментальной
работы учащихся по всему курсу
школьной физики.
rvМАНИТАРНЫЙ
ИЗДАТЕЛЬСКИЙ
ЦЕНТР
/
'""'i ll RAOOC