CC BY
48
Зябкин М.В., Теучеж Г.Я.
Методика преподавания физики в 11 классе по модульной системе_
ПЕЛНГОГПЧЕСКПЕ ИНУКП
МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ В 11 КЛАССЕ ПО МОДУЛЬНОЙ СИСТЕМЕ
М.В. Зябкин, Г.Я.Теучеж
THE METHODS OF TEACHING PHYSICS IN THE 11th FORM BY USING MODULE SYSTEM
Zyabkin M.V., Teuchegh G.Y.
The methods of teaching physics by using module system are developed. The block-schemes are used here instead of textbooks. These methods are developed in order to form the pupils' conception, to make easier understanding, reproduction, remembering and application of knowledge for the solution.
С целью формирования понятийного аппарата учащихся 11 класса, облегчения понимания, воспроизведения, запоминания и применения знаний разработана и опробована методика преподавания физики по модульной системе с применением обобщающих блок-схем по темам.
Ключевые слова: модульная система, методика преподавания, физика, обобщающий, блок-схемы.
УДК 37.016:53
Как уже отмечалось нами ранее [1], преподавание физики играет важную роль в процессе формирования гармонически развитого человека, носителя передового общественного сознания. Были рассмотрены задачи физики, ее ценностные аспекты, влияние на запросы людей, методы обучения физике, отмечены преимущества модульной системы, как высокоэффективного метода преподавания. Нами была разработана и внедрена в практику преподавания в школе № 8 Республики Адыгея и колледже № 24 г. Москвы, о чем имеются акты внедрения, методика преподавания основ физики по модульной системе в 7 классе [1].
Однако физика - фундамент всего естествознания, естественно научная дисциплина, которая в средней школе изучается с 7 по 11 класс, поэтому целесообразно весь школьный курс физики перевести на модульную систему. В литературе же имеются лишь единичные попытки представления отдельных элементов физики в схемах, таблицах, как, например, автором Брук О. Б. [2]. Так как, на наш взгляд, наиболее трудные для понимания учащихся разделы физики изучаются в 11 классе, то следующим этапом нашего исследования являлась разработка модулей с применением блок-схем по наиболее трудным темам программы выпускного класса.
Цель настоящей работы состояла в разработке методики преподавания физики в 11 классе по модульной системе.
59/2008
Вестник Ставропольского государственного университета
В связи с этим курс физики 11 класса был нами разбит на следующие модули:
Модуль 1. Электродинамика.
Модуль 2. Элементы теории относительности.
Модуль 3. Фотоэффект.
Модуль 4. Атомная физика.
Модуль 5. Физика атомного ядра.
Модуль 1. Электродинамика
Первый элемент блок-схемы рассматривает, что электродинамика изучает электромагнитное поле, как единое целое и электромагнитную индукцию, как явление возникновения ЭДС в замкнутом контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Это явление открыл Фарадей 29 августа 1831 года. Дана количественная формулировка закона, сущность которой представлена лаконично на блок-схеме, и направление тока индукции (рис. 1).
Второй элемент блок-схемы показывает область применения явления электромагнитной индукции.
Третий элемент блок-схемы посвящен трем случаям возникновения ЭДС индукции: неподвижный проводник, двигающийся проводник в неподвижном магнитном поле и самоиндукция, когда ЭДС возникает в том же самом проводнике, по которому идет переменный ток.
Завершающим элементом блок-схемы являются основные формулы, необходимые для практического применения при решении задач, а, следовательно, для длительного запоминания.
Таким образом, блок-схема построена так, что первая половина стимулирует понятийный аппарат школьника, а вторая половина заставляет его запомнить формулы, которые необходимы ему для решения задач. Результатом применения блок-схемы является замена 10 теоретических параграфов, трудных для понимания, воспроизведения и запоминания, на одну эффективную блок-схему. Работа по блок-схеме состоит в следующем. Сначала блок-схема по соответствующему модулю представлена на магнитной доске в целом виде, и учащиеся, по ходу объяснения нового материала, заносят
ее в свою тетрадь. После объяснения нового материала на магнитную доску крепится блок-схема в виде перфокарты, на которую учащиеся сами крепят недостающие элементы при повторении для запоминания и для ответа при опросе.
Эффективно применяется блок-схема при проведении обобщающих по разделам уроков.
Модуль 2. Элементы теории относительности
Первый элемент блок-схемы рассматривает, что причиной возникновения теории относительности являлись противоречия, возникшие между электродинамикой и механикой Ньютона, и указывает на необходимость поиска путей разрешения этих противоречий. Для этого существовали 3 теоретические возможности: представления Лоренца, Герца и Эйнштейна, сущность которых представлена кратко на блок-схеме. Из нее видны преимущества взглядов Эйнштейна.
Второй элемент блок-схемы показывает, что теоретические представления Лоренца и Герца опровергаются экспериментом, а теория относительности является революционной.
Третий элемент блок-схемы посвящен самой теории относительности Эйнштейна и выделяет ее постулаты, которые необходимы для запоминания.
Завершающим элементом блок-схемы являются следствия из теории относительности, которые представлены основными формулами, необходимыми для практического применения при решении задач, а, следовательно, для длительного запоминания.
Эффективность этой блок-схемы была нами показана на открытом уроке для учителей физики Республики Адыгея в СОШ №8 ст. Келермесская, о чем имеется акт внедрения.
Модуль 3. Фотоэффект
Раздел «Квантовая физика» включает в себя 4 главы и является наиболее абстрактным и трудным для понимания, поэтому он разбит нами на 3 модуля, которые представлены тремя блок-схемами: Фотоэффект.
Зябкин М.В., Теучеж Г.Я. Методика преподавания физики в 11 к
Атомная физика. Физика атомного ядра. Рассмотрим каждую из них.
Блок-схема «Фотоэффект» построена таким образом, что в центре нее находится определение этого явления, которое нужно знать наизусть. От определения в разные стороны расходятся 4 сектора, отражающие следующие моменты: законы фотоэффекта, основные положения теории фотоэффекта, применение фотоэффекта, свойства света, необходимого для этого явления, и фотона -световой частицы.
В секторе, отражающем законы фотоэффекта, приведены формулировки двух законов, касающихся количества фотоэлектронов, вырываемых светом и их максимальной кинетической энергии, которые необходимо запомнить.
В секторе по теории фотоэффекта приведены основные теоретические положения этой теории и основные формулы в виде 6 формулировок.
В третьем секторе отражены волновые и корпускулярные свойства света, то есть дуализм, а также его способность оказывать давление на препятствия. Здесь же показано, что световая частица - фотон обладает энергией и импульсом, но лишена массы покоя и электрического заряда.
И, наконец, в четвертом секторе отражено широкое применение фотоэффекта: в солнечных батареях, при химическом действии света, в вакуумных и полупроводниковых фотоэлектронных приборах.
Модуль 4. Атомная физика
В 7 классе тема строения вещества была представлена нами в виде соответствующей блок-схемы [1], из которой видно, что молекулы состоят из атомов. В 11 классе рассматриваются различные теории строения атома, которые нами представлены в виде блок-схемы по модулю «Атомная физика».
Блок-схема по этому модулю представляет собой эволюцию теории строения атома и атомных моделей. Поэтому эта блок-схема построена по следующему принципу: 5 моделей атомов - 5 секторов блок-схемы, которые расходятся из центра от слова модели атомов.
по модульной системе
Первая эволюционная модель атома принадлежит Дальтону. По его теории атом - неделимая частица. Она оказалась несостоятельной, так как предполагает, что атомы разных элементов одинаковы, а это в корне не верно.
Эту модель сменила модель Томсона, согласно которой атом представляет собой положительную массу, в которую вкраплены отрицательно заряженные электроны, как «изюм в пуддинге», поэтому ее называют «пуддинговой» моделью. Она также оказалась несостоятельной, так как разноименные заряды притягиваются по законам физики, и такой атом непременно бы «развалился». Модель Томсона оказалась в полном противоречии с опытами по исследованию распределения положительного заряда в атоме, которые были впервые проведены Э. Резер-фордом.
Эти опыты сыграли решающую роль в понимании строения атома.
Опыты Резерфорда, заключающиеся в зондировании атома с помощью частиц, привели к созданию планетарной модели атома Резерфорда. По модели Резерфорда атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого движутся отрицательно заряженные электроны, подобно тому, как планеты обращаются вокруг солнца. Такой характер движения электронов определяется действием кулоновских сил со стороны ядра. В целом атом нейтрален, поэтому число электронов равно заряду ядра и порядковому номеру элемента в периодической системе Д. И. Менделеева. Модель Ре-зерфорда проста, обоснована экспериментально, но не позволяет объяснить устойчивость атомов.
Выход из этого крайне затруднительного положения в теории атома был найден Н. Бором. Он выдвинул постулаты. На блок-схеме постулаты Бора, необходимые для запоминания представлены следующим образом.
Наибольший успех теория Бора имела применительно к атому водорода, для которого можно построить количественную теорию спектра. Для многоэлектронных атомов она является половинчатой, внутренне про-
59/2008
Вестник Ставропольского государственного университета
тиворечивой. С одной стороны используются законы механики Ньютона и закон Кулона, а с другой - вводились квантовые постулаты, никак не связанные с механикой Ньютона и электродинамикой Максвелла, была необходима радикальная перестройка этих теорий. Она была осуществлена в начале ХХ века, когда были созданы новые физические теории: квантовая механика и квантовая электродинамика. Постулаты Бора оказались совершенно правильными, но выступали уже как следствия основных принципов этих теорий. На основе квантовой теории излучения были построены квантовые генераторы радиоволн и видимого света - лазеры.
Излучение лазеров находит широкое применение в науке и технике.
В настоящее время действующей моделью атома является квантово-механи-ческая модель, согласно которой электроны двигаются вокруг ядра не по круговым стационарным орбитам, а по изменяющимся атомным орбиталям различной формы.
Атомная орбиталь - область пространства, в котором вероятность нахождения электронов максимальна. Форма орбиталей может быть различной и обозначается буквами: 8, Р, ^ £ Более подробно теория строения атома изучается в курсе химии.
Модуль 5. Физика атомного ядра
Раздел физики, в котором исследуется строение и превращение атомных ядер, называется ядерной физикой. По учебнику 11 класса [3] теоретический материал по этому разделу наиболее объемный, занимает более 40 страниц, которые разбиты на 22 параграфа. Изучение материала в таком виде для школьников весьма затруднительно. В связи с этим весь объем учебного материала по этому разделу представлен нами одним модулем и одной блок-схемой.
Ключевое слово «физика атомного ядра» связано с такими понятиями: что изучает, какие устройства используются для изучения структуры и превращения ядер, открытия, касающиеся природы атомных ядер, термины, Теоретический материал по этим позициям представлен соответствующей колонкой.
Разработанная методика опробована в школе № 8 ст. Келермесской Республики Адыгея, в колледже № 24 и ГОУСОШ № 220, г. Москвы, по месту настоящей работы, а также во время участия в конкурсе «Учитель 2007 года» в г. Москва.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зябкин М. В., Зябкина Н. Г. Методика преподавания основ физики по модульной системе: Методическое пособие. - Майкоп: МГТИ, 2003.
2. Свиридова Т. Л. и др. Все предметы школьной программы в схемах и таблицах / Т. Л. Свиридова, Т. И. Костяная, В. А. Мартьянова, О. Б. Брук. -М.: АСТ-ЛТД, 1998.
3. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика: Учебник для 11 кл. сред. шк. - М.: Просвещение, 1991.
Об авторах
Зябкин Максим Вячеславович, зам. директора по безопасности ГОУ СОШ № 220 г. Москвы, учитель физики и информатики, соискатель кафедры физики Майкопского государственного технологического университета. Сфера научных интересов - профессиональная подготовка и методика преподавания предметов физики и информатики. lidazyabkina@yandex.ru
Теучеж Газават Яхиевич, зав. кафедрой физики Майкопского государственного технологического университета. Сфера научных интересов -профессиональная подготовка и методика преподавания физики.
Зябкин М.В., Теучеж Г.Я.
Методика преподавания физики в 11 классе по модульной системе
К ИТОГАМ ПРОВЕДЕНИЯ ВСЕРОССИЙСКОЙ ИНТЕРНЕТ-ОЛИМПИАДЫ АСПИРАНТОВ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ИСТОРИЯ И ФИЛОСОФИЯ НАУКИ»
Не вызывает сомнения, что необходим анализ итогов мероприятия подобного рода. Тем более, что это первая олимпиада, проводимая среди аспирантов всех специальностей. Да и предмет изучения - история и философия науки - является новым: он был введен в программы послевузовского обучения менее четырех лет назад взамен традиционного курса философии.
Всего для участия на сайте олимпиады зарегистрировалось 744 участника. Регистрация была завершена 11.10.2008.
К ответам на вопросы первого этапа приступали 511 участников, из которых 360 участников приняли активное участие, т.е. ответили как минимум на один из вопросов первого этапа. В олимпиаде приняли участие аспиранты и соискатели со всех регионов России. Среди них участники из Москвы (103 человека), Санкт-Петербурга (40 человек), Ставрополя (67 человек), Ростова-на-Дону (28 человек). Также широко были представлены Казань, Саратов, Уфа, Челябинск, Екатеринбург, Новосибирск, Омск, Иркутск, Улан-Удэ, Южно-Сахалинск, Хабаровск, Владивосток и др.
В олимпиаде приняли участие аспиранты таких вузов страны, так:
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (3)
Московский авиационный институт
(13)
Московский государственный университет приборостроения и информатики (8)
Московский государственный университет технологий и управления (2)
Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина (10) Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (16)
Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет (7)
Санкт-Петербургский государственный университет (3)
Ставропольский государственный университет (58)
Новосибирский государственный университет (14)
Волгоградский государственный технический университет (18)
Самарский государственный технический университет (2)
Уральский государственный университет имени А.М. Горького (5)
Челябинский государственный университет (10)
Южно-Уральский государственный университет (11)
Задания первого этапа предполагали, прежде всего, состязание в сфере знаний и умения их изложить. Как по первому, так и по второму пункту участники первого тура показали очень разные результаты. Их оценка по десятибальной шкале позволила достаточно объективно оценить не столько уровень знаний, сколько качество его изложения. Более половины участников ограничились пересказом некоторых фрагментов, найденных ими в книгах или ИНТЕРНЕТЕ. Эти фрагменты нельзя заменить чтением и
