Парить в невесомости

Воссоздавая реальные и воображаемые предметы, образы, игрушка служит целям умственного, нравственного, эстетического и физического воспитания. Игрушка помогает ребенку познавать окружающий мир, приучает его к целенаправленной, осмысленной деятельности, способствует развитию мышления, памяти, речи, эмоций.

Толковый словарь русского языка под редакцией Д.Н.Ушакова

 

На Международной космической станции скопилось больше десятка детских игрушек. Возникает вопрос: если при запуске кораблей на МКС рассчитывается каждый грамм топлива и полезного груза, то для каких целей на станцию каждый раз посылают игрушки? На этот вопрос отвечает замечательный предмет – физика.

На первый взгляд применение игрушек на уроках физики в 7-11-х классах является странным и неожиданным. Дети выросли, им бы чем-нибудь глобальным заниматься, а тут игрушки… Но, на мой взгляд, через игрушку и принцип ее работы можно постигать наш мир, технику и познавать трудный предмет – физику. Действительно, Вселенная уникальна, познание ее безгранично.

Если еще лет 20 назад для любого мальчишки появление новой игрушки в доме начиналось с ее разбора на запчасти, то сегодня этот процесс, за редким исключением, исчез из практики детского исследования. Для меня же как учителя, пропагандирующего конвергентный подход, эти наблюдения носят совсем не праздный характер, а имеют конструктивное, практическое значение. Убедился в том, что игрушка может быть простой демонстрацией явлений или законов, а может стать инструментом в эксперименте. С ее помощью можно проводить исследовательскую работу и заниматься прототипированием и моделированием. Игрушка может стать объектом проектирования или исследовательской работы, предметом качественных и количественных задач, а также открыть мир, помочь изучить историю и самобытность народностей, населяющих Россию.

2022 год объявлен Годом народного искусства и нематериального культурного наследия народов России. Уроки и внеурочную деятельность по физике можно посвятить культурному наследию народов России. В моей коллекции есть интересные богородские игрушки, которые и сегодня изготавливают в Московской области. Это не просто занимательный элемент урока по физике «Простые механизмы», но и отличное инженерное упражнение, которое позволяет решить множество учебных задач. Ученики с удовольствием разбираются в основах национальной русской игрушки, создают подобные модели, конструируют и изобретают новые.

Царицынские игрушки, в частности волчки (вертушки), можно использовать и в качестве демонстрации вращательного движения, и в качестве объектов для проведения исследовательских работ, для решения открытых задач. А если волчкам придать различный цветовой оттенок, то получится прекрасный прибор, похожий на модель диска Ньютона. Интересные демонстрационные модели – куклы-неваляшки (ваньки-встаньки) – появились в России около двух столетий назад. Изначально они вырезались из дерева, раскрашивались и покрывались лаком. Это были яркие игрушки, которые передавались во многих семьях из поколения в поколение. И сегодня их производят в городе Котовске Тамбовской области. И они, кстати, могут стать объектом для исследования и решения множества инженерных задач, прекрасной возможностью показать красоту архитектуры и памятников.

В моей коллекции есть также игрушки из Якутии и Новгорода, Республики Коми и Кубани, Архангельской области и Ямало-Ненецкого автономного округа. Много динамических моделей-игрушек, в которых используются сила трения, рычаги, явления деформации и инерции. Многообразие свистулек (таких, например, как плешковская игрушка-свистулька) и дудочек из дерева и глины, колокольчиков и трещоток позволяет на качественно новом уровне постигать такую сложную тему, как механические волны, и изучать звуковые явления, решая множество прикладных задач.

Весьма интересно знакомиться с процессами и инженерными решениями, которые заложены в современных игрушках. Механические заводные игрушки позволяют разобраться со сложными законами сохранения энергии и создать свои резиномоторы и пружиномоторы – радиоуправляемые модели, используемые в приеме и передаче радиосигнала. А уже на базе готовых блоков можно создавать свои прототипы и новые устройства. Большой интерес вызывают у школьников пневматические игрушки, основанные на законе Паскаля. Даже простые пластиковые пружинки можно использовать и для объяснения деформации тела, и для решения множества экспериментальных задач по этой теме. Они также позволяют легко и наглядно продемонстрировать поперечные и продольные волны.

Как продуктивно применить на уроке физики элементы конструктора «Лего»? Оказывается, производитель в состав пластмассы вносит немного радиоактивного изотопа бария. Таким образом, любой счетчик Гейгера может отличить объемную активность обычной пластмассы от пластмассы «Лего». Производитель делает это не случайно, а в целях безопасности детей, которые нередко проглатывают мелкие детали. Для быстрого обнаружения и используют этот практически безвредный изотоп. Согласитесь, хороший подарок для уроков и внеурочной деятельности. Во-первых, можно показать, как легко отличить подделку от качественного набора, во-вторых, увидеть, как реагирует счетчик на изотопы бария.

Интересные эксперименты можно проводить с магнитными песочными часами, маятником – игрушкой Ньютона, оптоволоконным ночником, юлой, аэроболом, калейдоскопом…

Но вернемся к МКС, на которой собран целый «экипаж» игрушек. Оказывается, у космонавтов есть традиция перед каждым полетом брать с собой мягкие игрушки-талисманы. Это, во-первых, память о доме, родных и близких, во-вторых, отличный индикатор невесомости. Когда корабль выходит на целевую орбиту и гравитация перестает действовать, игрушка уже больше не тянется вниз к Земле. Она начинает парить в невесомости.

Андрей СЁМКЕ, учитель физики и астрономии, председатель клуба «Учитель года Кубани», специалист ИРО Краснодарского края, заслуженный учитель Кубани, лауреат премий Януша Корчака и «Династия»