15.12.2014 версия для печати

Физика может быть нескучной

Полезные советы и рекомендации для школьников

Всем очевидно, что заниматься любимым делом всегда гораздо интересней и увлекательней, чем той работой, к которой тебя понуждают. Выполняя работу, которая тебе нравится, как правило, не замечаешь, как быстро летит время, и в такие моменты человек может забывать о многом – вовремя поесть, позвонить другу (даже, если ему обещал) или выполнить ещё какое-то необходимое дело.

То же самое происходит и с учёбой, ведь учёба – это достаточно энергоёмкий и долговременный процесс получения знаний и опыта, а значит – это самый настоящий труд. И здесь всё аналогично – если какой-то учебный предмет является у тебя любимым, то ты будешь заниматься им более увлеченно и успешно, открывая для себя в этой сфере всё новые и новые горизонты. А «любимые» и «нелюбимые» предметы есть у каждого школьника – это факт, от которого никуда не деться.

И главная проблема заключается здесь в том, что, кроме как на «любимые» и «нелюбимые», учебные предметы в школе ещё подразделяются на те, по которым надо сдавать ЕГЭ, и на те, где государственного выпускного экзамена нет. И горе тем школьникам, у которых единственным любимым предметом является только физкультура или музыка, хочешь – не хочешь, а сдавать ЕГЭ по нескольким «нелюбимым» предметам надо!

Как тут быть? Даже если и не хочешь, но изучать те предметы, которые тебе не нравятся, которые тебе скучны и неинтересны, всё равно придётся! А поскольку изъять нелюбимый предмет из школьной программы ты не можешь, то для решения данной проблемы остается только один выход – попытаться понять и полюбить его. А ведь часто учебный предмет становится нелюбимым только по одной причине – ты не понимаешь, о чём в нём говорится, и чем больше ты не понимаешь, чем хуже у тебя по нему успеваемость, и тем сильнее он вызывает отторжение и личную антипатию.

К сожалению, в последние годы у российских школьников всё чаще в немилость попадают точные и естественнонаучные предметы – математика, физика, химия и пр. И виноваты здесь, в том числе, и те реформационные процессы, которые происходят последние десятилетия в российской общеобразовательной школе: в споре «физиков» и «лириков» побеждают гуманитарии, под чьим влиянием баланс точных-естественнонаучных и гуманитарных предметов явно нарушен в пользу последних. Да и современные учебники, похоже, тоже упали в своём качестве. Подтверждением этому является тот факт, что сейчас немало старшеклассников по совету родителей учат естественнонаучные предметы по учебникам советской эпохи, потому что там проще и понятнее изложен материал (в интернете немало сайтов, где эти учебники можно найти).

Но вернемся к практической части рекомендаций и советов – как всё-таки можно заставить себя полюбить «нелюбимый» учебный предмет?

Очевидно, что заставить себя через силу полюбить что-то – нельзя, но вот вызвать к нему интерес – это вполне даже можно! А вот когда у человека появляется интерес, то тогда к нему может прийти и сама любовь. И для примера мы возьмем один из классических и важнейших учебных предметов – физику.

Этот предмет не любят многие школьники, особенно те, кто планирует стать в будущем юристом, экономистом, бизнесменом, музыкантом и т.п. Все они в один голос, а вместе с ними голосят и их родители, заявляют: «А зачем обычному школьнику нужна физика, во взрослой жизни она ему никогда не пригодится, так как он и без неё будет неплохо зарабатывать и будет счастливым!».

Между тем, учёным людям явно, что физика очень тесно связана со многими другими науками, в том числе и с гуманитарными. «Многое, о чём думает физика, предвидела философия. Мы, физики, благодарны ей за это, ибо то, к чему мы стремимся, – это картина мира, которая не только соответствует опыту, но и удовлетворяет требованиям философской картины» – сказал о связи физики и философии один из создателей квантовой механики, знаменитый немецкий физик Макс Борн. В свою очередь, и выводы учёных-физиков в своих исследованиях во многом изменили представления философов о мире, повлияв на развитие их философской мысли. Кстати, знание физики желательно и для будущих экономистов, примером этого является работа советских физиков П. Кузнецова и Р. Образцовой, которые предложили экономистам новую физическую величину – «тран» – который является весьма неплохим критерием для оценки эффективности работы транспорта, т.е. важнейшим для современности показателем для разработки логистических схем доставки груза.

А для того, чтобы физика была бы все-таки интересной и любимой у школьников, её необходимо: во-первых, - интересно преподавать; во-вторых, - ставить перед школьниками на уроках увлекательные прикладные задачи, при решении которых у ребят должна проявляться как смекалка, так и понимание основных физических законов.

Можно предположить, что какой-нибудь учитель физики или родитель, читая эти советы, скажет: «А вы тут не умничайте, сами приведите пример увлекательной прикладной задачи!». Попробуем не умничать.

Пример: вызываем к классной доске ученика и попросим его постоять, не двигаясь и держа в руке какой-либо предмет, например, свой портфель.

Первый вопрос, который мы можем задать школьникам – а совершает ли этот ученик, держащий портфель, какую-либо работу? Стереотип мышления подсказывает, что если этот ученик не двигается, даже держа в руке портфель, то значит – он не совершает никакой работы. Между тем, работа-то совершается и без движения! И главным наглядным подтверждением этого для ребят станет то, что у ученика рано или поздно устанет рука, и устанет тем быстрее, чем тяжелее его портфель.

Второй вопрос – почему у ученика устает рука, если всем наблюдателям кажется, что он не работает? Раз устает (теряет силы), то значит – он работает, т.е. всё-таки выполняет какую-то работу!

И вот далее необходимы разъяснения учителя: нужно напомнить ребятам о том, что в мире существует не просто сила тяжести, но и мощность гравитации. Оказывается, что учёные давно подсчитали, что тело массой 1 кг «впитывает» в себя энергию гравитационного поля Земли с мощностью 48 Вт. Рука человека с такой же мощностью как раз и выполняет работу против энергии гравитационного поля, накапливаемой в массе портфеля. Это и позволяет портфелю быть неподвижным в пространстве. На удержание двухкилограммового портфеля ученику приходится затрачивать мощность 96 Вт.

Очевидно, что тот же процесс происходит с любым предметом, покоящимся на опоре. Опора всегда освобождает поддерживаемое ею тело от энергии гравитационного поля, которая накапливается в массе предмета и принимает эту энергию на себя.

Далее можно предложить каждому из ребят в классе посчитать мощность, затрачиваемую стулом на их удержание в статическом процессе сидения. А чтоб было ещё забавнее для школьников, перевести мощность в лошадиные силы: 1 Вт = 0,0013596 л.с. Получается, что стул, на котором сидит школьник весом 50 кг, затрачивает мощность более 3-х лошадиных сил (!).

Полагаем, что подобное практическое изучение законов физики детям будет более занимательно и вызовет у некоторых из них к ней интерес. Можно ещё, например, в качестве шуточной задачки сравнить суммарную мощность, затрачиваемую стульями на удержание всех школьников класса от действия гравитации, с суммарной мощностью всех электрических ламп в классе – очевидно, что детям это покажется забавным.

Возвращаясь к изучению физики во время самостоятельных занятий и привитию к ней интереса, то нужно вспомнить ещё один весомый аргумент, который часто используют по отношению к ней, скажем так, «нелюбители» – «в физике очень много формул, которые нужно тупо запоминать, поскольку по-иному в большинстве из них разобраться сложно».

И ведь самое интересное, что эти противники серьёзного изучения физики в средней школе правы – действительно, формул в физике много, и запомнить их все очень и очень непросто (что там находится в числителе? в знаменателе? в какой степени?), и в каждом разделе физики есть свои формулы. Как же быть – «тупо» зубрить?

А ведь выход есть, только сами физики-теоретики к нему пока редко прибегают, держась почему-то старых фундаментальных истин и теорий.

Для того чтобы быстро исчислить необходимую формулу, нужна лишь только универсальная шпаргалка, так называемая – таблица кинематической системы физических величин.

Весь парадокс этой таблицы (составленной по публикациям наших физиков – Г. Смирнова и В. Новицкого), заключается в том, что некоторые учёные задумались, а почему человечество уже который век пользуется только Международной системой единиц (СИ) или её аналогами (СГС, FPS), в которых для физических расчётов используется большое количество величин, в основе которых лежат три основные – длина, масса и время, нельзя ли их количество основных физических величин уменьшить, применяя математические методы?

И кандидатом на выбывание в этой тройке стала МАССА!

Впервые на массу тела покусился ещё в далеком 1873 году Дж. Максвелл, который в своем трактате «Электричество и магнетизм» установил, что размерностью массы является – L32 (т.е. длина в 3-й степени, делённая на время во 2-й степени). Позже, с 1941 года, эту идею начал отстаивать английский ученый Б. Браун. В 1965 году опубликовал свою первую работу в этой области известный советский авиаконструктор итальянского происхождения Р. ди Бартини, который позднее получил ряд важных и интересных результатов совместно с химиком П. Кузнецовым (LT-таблица Бартини). Основой для этого важнейшего выражения (М=L32) послужил третий закон И. Кеплера, чисто эмпирически установивший: отношение куба радиуса орбиты, по которой планета обращается вокруг Солнца, к квадрату периода ее обращения есть величина постоянная.

Наши учёные даже предположили: а не является ли эта таблица – «таблицей законов природы»? Ведь, в сущности, открыть закон природы – значит установить экспериментально круг явлений, в которых сохраняется постоянной одна или несколько из находящихся в таблице величин. А поскольку все физические величины, в том числе и могущие оставаться в тех или иных процессах постоянными, находятся в ней, то можно утверждать, что в каждой ее клетке, образно говоря, гнездятся как известные, так и не открытые еще законы природы, например: в клетку L2T–4 ложится закон Гука, который можно рассматривать как закон постоянства модуля упругости, имеющего именно эту размерность; а в клетку L1T–2 – закон колебательного движения маятника, суть которого состоит в постоянстве ускорения силы тяжести, и т.д.

Но речь в этой статье идёт не о том, какими путями двигались и рассуждали вышеупомянутые учёные, удаляя из системы расчётов массу (если кому интересно, то можно предложить для чтения одну из статей об этом, опубликованную 20 июля 1999 года Германом Смирновым в журнале «Техника – молодежи» – «Числа, которые преобразили мир»), а о том, что эту таблицу удобно использовать при изучении законов физики, делая физику не столь «страшным» учебным предметом, как это иногда кому-то кажется.

Кстати, полную сводную таблицу, в которую включены все физические величины всех разделов физики, пока ещё вряд ли где-то найдешь, но когда её создадут – это событие по значимости будет сродни созданию Дмитрием Менделеевым своей таблицы в химии.

Наглядность этой таблицы позволяет использовать метод аналогии для различных разделов физики, например: из неё видно, что вязкость жидкости является аналогом напряженности электромагнитного поля, а давление – напряжению и плотности энергии поля. Следовательно, вспоминая какую-либо формулу, можно применить по аналогии схожую формулу из другого раздела физики! Но главное – запомнив эту таблицу (согласитесь, что это легче, чем запомнить все физические формулы), можно легко самому вывести формулу из любого раздела физики! Имея под рукой таблицу, можно найти ошибку при составлении формулы, исчислив только размерность степеней во времени и в пространстве.

Мало того, эта таблица может подтолкнуть к развитию воображения, позволяя выстраивать аналогии между проводом, пропускающим электрический ток, и трубой, пропускающей воду, или, изучая свойства магнитного поля, понять, что его напряжённость сродни вязкости жидкости, которая всем более понятна, чем пресловутая «напряжённость», и т.д., и т.п.

Так что, уважаемые школьники и их учителя, надеемся, что вы поняли, что к физике можно привить интерес и уважение, поскольку в ней очень многое необычно и загадочно. А там, глядишь, у кого-то и любовь появится. Главное – необходимо сломать стереотипы, что «физика – это скучно», что «физика – это тупое запоминание формул», что «физика не нужна гуманитариям».

Подкидываем вам слоган: «Физика станет нескучной, если из неё выкинуть МАССУ!»

P.S. Вверху на картинке нарисован шарж на Альберта Эйнштейна с его знаменитой формулой E=m•c2. Переведём её с помощью таблицы в LT-формулу (L – пространство, T – время):

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Статистика

Ненудные советы

Перейти в раздел

Родителям о детях

В этом разделе мы будем делиться с вами опытом родителей в непростом деле воспитания своих детей

Перейти в раздел