Эксперимент дома? Легко!

Физика – наука экспериментальная. Это означает, что физические законы устанавливаются и проверяются путем накопления и сопоставления экспериментальных данных. Поэтому во всех разделах школьной физики обязательно присутствуют лабораторные работы. Их проведение является важной частью изучения предмета, так как позволяет проследить логику изучения физических явлений.

В учебниках довольно часто приводятся описания экспериментов, проведенных учеными для подтверждения тех или иных законов. И, как правило, эти эксперименты сильно зависят от технических возможностей своего времени. Навык работы с простейшими физическими приборами позволяет понять, почему эксперимент был выполнен именно так, а также представить себе работу более сложных современных устройств.

Важно отметить, что в учебниках рассматриваются физические модели реальных явлений. Экспериментальная физика показывает трудность создания правильной модели, ограниченность физических законов, неоднозначность теории. Что я делаю? Зачем я это делаю? Почему я делаю именно так? Где и насколько я мог ошибиться? Что будет, если сделать по-другому? Осмысление всех этих вопросов позволяет нарисовать многогранную картину мира, а привычка задавать их формирует любопытство и жажду познания. Поэтому эксперимент должен занимать столь важное место в программе физики средней школы.

В условиях дистанта учителя столкнулись с неожиданной проблемой: как провести лабораторную работу дома? Оказалось – легко! Для наших экспериментов требовалось немного: линейки, резинки, шприцы, нитки, скотч и различные подручные материалы, которые обнаружатся дома. Например, если для эксперимента нужны весы, можно использовать линейку в качестве рычага, а вместо гирек взять шприц с водой. Если нужен динамометр, его можно собрать из резинки и линейки. Если нужен штатив, нам помогут любые книги, карандаши и нитки! Таким образом, можно выполнять и простые лабораторные работы, и сложные экспериментальные задачи. Можно даже проводить полноценные исследования механических явлений.

Особенно интересно изучать фотографии установок, отправленные ребятами. Просыпается инженерный креатив, в ход идут самые неожиданные объекты. Разберем, например, классическую лабораторную работу, позволяющую исследовать полет тела под углом к горизонту в поле силы тяжести Земли. В школе для ее выполнения используются штатив и специальный желоб. Исследуется зависимость длины полета L шарика от начальной высоты H запуска при условии, что шарик вылетает из желоба горизонтально. Построив линеаризованный график зависимости L(H), можно определить начальную скорость шарика и оценить отношение кинетической энергии вращательного и поступательного движения шарика в момент вылета из желоба. Ниже приведены установки, собранные школьниками дома из подручных материалов. Особенно поражает выбор рожка для обуви вместо желоба.

При изучении других разделов (например, электрические или оптические явления) отлично подходит виртуальный эксперимент. На данный момент существует огромное количество онлайн-платформ, позволяющих моделировать самые разные процессы. Примером хорошо проработанной отечественной платформы является питерская программа «Барсик», где есть не только готовые эксперименты, но и возможность самостоятельно запрограммировать установку.

Также существует огромное количество приложений для смартфонов и планшетов, позволяющих проводить полноценные эксперименты в разных областях. Обычно программы имеют отличный графический дизайн, что позволяет достаточно легко перейти от дистанционного формата к очному.

И, как известно, нет предела для творчества.

Анна КРИТЧЕНКОВА, учитель физики лицея «Вторая школа»