Эбонитовая палочка

Развитие образного видения физических явлений

бразное мышление – необходимый компонент творческой деятельности. В процессе создания образа исключительную роль играет фантазия. Между тем методика развития образного мышления при изучении физики практически не разработана. Сегодня, как и 20 лет назад, актуальны слова Б.Кедрова: “Неумение развивать мышление человека, его фантазию и интуицию – пока серьезный недостаток нашей школы”.

В этой связи заслуживает внимания идея развития творческих способностей к физике средствами эстетического воспитания. История показывает, что многие видные ученые и деятели искусства совмещали занятия наукой и искусством. Примеров много: Леонардо да Винчи, М.В.Ломоносов, Д.Максвелл, С.В.Ковалевская, И.В.Гете, Омар Хайям, Л.Кэрролл, И.А.Ефремов. Некоторые ученые считали искусство необходимой для научной деятельности “гимнастикой ума”, тренировкой его способности рождать фантазии, находить новые связи и ассоциации.

Как эффективно соединить эстетическое воспитание и обучение физике?

Мы опираемся на работы по эстетическому воспитанию личности, которое, согласно исследованиям, осуществляется в основном тремя способами.

Первый способ – участие человека в созидании красоты окружающей среды. Это может быть придумывание орнамента, создание скульптуры или картины, исполнение музыки и песни, моделирование одежды.

Второй способ – восприятие красоты предметов и явлений природы, произведений искусства.

Третий – восприятие копий наиболее выдающихся предметов и явлений – репродукций и фотографий произведений изобразительного искусства или видов природы, музыкальных записей.

Между этими способами существуют определенные отношения. Самое сильное воспитательное воздействие происходит при непосредственном созидании человеком красоты окружающего мира. Следующее по силе воспитательное воздействие оказывают оригиналы и затем копии.

В связи с этим исследователи научно-технического творчества настоятельно рекомендуют разносторонние увлечения искусством: сочинение и исполнение музыки, стихов и других литературных произведений, занятия изобразительным искусством, танцами и тому подобное.

Опираемся мы и на методы активизации творческого поиска, разработанные в теории решения изобретательских задач (Г.С.Альтшуллер и др.), среди которых есть и умение представить изучаемое явление в виде какого-то образа или вхождение в образ.

Какому же виду искусства – музыке, живописи или литературе – можно отдать предпочтение для развития образного мышления при изучении физики? Исследования показывают, что из всех искусств сильнее всего воздействуют на инженерно-техническое творчество изобразительные искусства.

Однако начинали мы с литературных сочинений на темы физики (“УГ” N 1 за 1996 г.). Затем решили попробовать рисунки, поскольку, по нашему мнению, каждый может что-то придумать и рассказать об этом, а изобразить свой вымысел на бумаге – сложнее.

Немного позже ученикам 7-го гимназического класса после изучения крупных тем курса физики мы систематически предлагали, например, такие задания: представьте себя каким-то физическим обьектом (молекулой, атомом, электроном), находящимся внутри изучаемой физической ситуации, и изобразите происходящее на бумаге. Это может быть просто рисунок, рисунок-вопрос, комикс.

В первый раз задание выполнили лишь несколько учеников. Затем, когда классу были показаны первые рисунки, к работе подключились многие. Образовались творческие группы: одни генерировали идеи, другие воплощали их на бумаге.

Чем точнее была аналогия между придуманным образом и физическим обьектом, который он отражал, тем больше знаний требовалось. Поэтому ученики пользовались дополнительной литературой при подготовке своих ответов.

Обсуждение работ проходило эмоционально, ведь дети рисуют то, что им нравится. В ходе дискуссий рисунки уточнялись, отбрасывалось все ненужное, второстепенное. При этом обращалось внимание на то, что образ отражает понятие лишь частично. Это снижает общность образа и сужает возможности оперирования им.

Существует мнение, что многие понятия физики не допускают наглядного толкования. Однако, усваивая понятия, человек опирается на имеющиеся у него образы. Если образ не сформировался, то школьник затрудняется и в оперировании соответствующим понятием. Поэтому в ряде случаев можно поступиться научной строгостью, если это помогает лучше усвоить материал. А научная строгость придет к ученику при более глубокой проработке изучаемого вопроса, если ему доведется столкнуться с ним в будущем.

Каковы результаты применения творческих заданий за учебный год?

Мы отмечаем повышение успеваемости в классе, лучшее выполнение учащимися контрольных и традиционных творческих заданий. Интересно, что наиболее активными оказались не “типичные отличники”, а группа средних учеников, оценки которых стали заметно выше. В классе возросли интерес к физике и познавательная активность школьников на уроках.

Вот что говорят об этом ребята – семиклассники.

1. Нравится ли вам выполнять творческие работы по физике с привлечением рисунков?

16 человек из 23 ответили “да”, добавляя при этом: “Увлекательно и интересно, а заодно повторяешь физику”, “Это вносит разнообразие в занятия”, “Интересно придумывать, как изобразить электроны в виде людей и животных”. Остальные семь человек ответили “не очень”, аргументируя при этом: “Я плохо рисую”, “Не хватает времени”, “Плохое воображение”, “Трудно решить, что именно изобразить”.

2. Используете ли вы дополнительную литературу для выполнения творческих работ?

Примерно половина ответили утвердительно.

3. Способствуют ли творческие задания лучшему усвоению физики?

16 человек ответили “да”. Вот некоторые ответы:

“Если я понимаю тему, то могу написать творческую работу, а если нет, то я и написать ее не могу”, “Все стало нагляднее”.

4. Стала ли вам физика интереснее?

“Да” – 18 человек. Приведем некоторые пояснения учеников:

“Из-за таких заданий хочется узнать побольше”. “Можно придумывать, что придет в голову”, “В смешных историях и комиксах ты заодно учишь правила по физике”, “Во много раз, потому что увлекательно”.

Таким образом, данный подход к развитию образного видения физических явлений ученикам интересен, способствует повышению качества их знаний, активизирует творческий поиск. Посмотрите несколько лучших работ по теме “Электрические явления”.

Светлана ТИХОМИРОВА, вед. науч. сотр. ИОСО РАО;

Наталия ШАБАЛИНА, зав. каф.естественно-технических дисциплин, 579-я школа г. Москвы

Из алюминия, железа и латуни

Два года назад я разработал серию лабораторных работ физического практикума для 9-го класса. Эти работы вошли в пособие по физике под общим названием “Практикум по механике в средней школе”.

В данном пособии представлены 9 лабораторных работ по курсу механики. Каждая из них может выполняться в течение двух уроков по 40-45 минут и предназначена для учащихся с высоким уровнем подготовки по физике.

Все лабораторные работы имеют характер исследования.

В каждой из представленных 9 работ данного сборника вывод необходимых формул учащимся придется выполнять самим. Ученику задается только направление поиска в виде кратких предписаний. После получения необходимых формул ученик должен проверить их справедливость на практике. Такой подход позволяет обеспечить каждому школьнику качественную проработку теоретического материала и более осознанное практическое его подтверждение. Немаловажное значение имеет и тот факт, что оборудование для выполнения работ очень простое и доступное каждой школе.

Одну из лабораторных работ практикума по механике я и предлагаю вашему вниманию.

Лабораторная работа N 2

Определение коэффициента трения покоя с помощью наклонной плоскости.

Приборы: наклонная плоскость деревянная; деревянный, алюминиевый, железный, латунный бруски; линейка.

Задание N 1

Вывести формулу для расчета коэффициента трения покоя m0.

Наклонную плоскость можно расположить под таким максимальным углом к поверхности стола, что брусок, помещенный на нее, еще не соскальзывает.

1. Начертить силы, действующие на брусок, находящийся в покое. (а=0, v=0).

2. Написать второй закон Ньютона в общем виде и в проекциях на оси Х и У.

3. Решив систему уравнений, получить формулу для расчета mпок.

Задание N 2

Измерение коэффициента трения покоя.

1. Положите на наклонную плоскость деревянный брусок.

2. Поднимая за один конец наклонную плоскость, найдите угол, при котором брусок еще не соскальзывает.

3. Вычислить mпок для деревянного бруска, измерив АВ и ВС.

4. Проделать операции 1 и 2 с брусками из алюминия, железа, латуни. Вычислить для каждого из них mпок.

5. Результаты занести в таблицу:

Николай БЕДАРЕВ, учитель физики 27-й школы Барнаула, финалист конкурса “Учитель года России” 1993 года