
Люди с древних времен проявляли интерес к явлениям природы, его изучения и применение этих явлений для своих нужд. Можно выделить, например покорение огня, появление оружия (копья, лук). Постепенно человек научился количественно оценивать предметы. Так появились единицы измерения веса, длины, времени. И началась целенаправленное изучение природы. Аристотель как основатель определил физику как науку о явлениях природы. С этой великой эпохи началось развитие науки путем теории и эксперимента. Интерес к точным наукам как физика и астрономия в нынешней жизни зависит в основном от личных интересов отдельных людей. 1. Геоцентрические и гелиоцентрические системы; Для изучения этих вопросов нужно использовать глобусы Земли и Луны а также плакаты, которые могут нарисовать учащиеся старших классов. Интерес к предметам физика и астрономия напрямую связаны со знаниями явлений окружающей природы. Но просто изучение самих этих предметов и законов природы мало что даёт. Пищу для размышлений может дать практика. Практика сама по себе определяет уровень знания предмета. Если по физике проходят тему клин, рычаг и лебедки то полезно устроит демонстрацию этих технически важных приспособлений, привести примеры из исследований Абуали Сино, которого тоже интересовали законы по которым работают эти механические приспособления. При изучении структуры материи полезно напомнить состояния, в которых может находиться любое вещество (газ, жидкость, твердое тело) и можно добавить к ним плазму. Нужно указать на условия, при которых могут появляться свойства тех или иных состояний вещества. Нужно просмотреть с учениками старших классов строение вещества (микромира) в современной науке, исходя из цепочки молекулы - атомы - ядра - нуклоны - кварки и соответственно масштабам, которым они соответствуют (рис.2). А интереснее для восприятия опять будет хронологический порядок гипотез и открытий от атома Демокрита и Левкиппа до строения атома Резерфорда и Томсона и конечно до кварков Гелл-Мана и Цвейга. Рассмотрение постоянных величин в физике (гравитационная постоянная, масса и заряд электрона, скорость света, постоянная Авогадро, постоянная Планка, постоянная Больцмана и др.) и в астрономии (парсек, масса Солнца, масса Земли, астрономическая единица), перевод единицы измерения из одной системы в другую (1 эВ = 1.6*10-19 Дж, 1 дин = 10-5 Н и т.д.), одни единицы в другие (1кг=1000г, 1м=100см=1000мм и т.д.) являются очень важными для понимания физики. Можно придумать игру, в которой класс делится на две части и им выдаются по 10 задач на группу с применением знаний по единицам, физическим постоянным, получение одних постоянных из нескольких других. По результатам ставятся оценки. Понятие энергия можно понять при численном сравнении этой величины при различных физических процессах (см. Рис.1). При изучении ядерной физике надо обратить внимание на элементарные частицы (электрон, протон, нейтрон и т.д.) их свойства типы взаимодействия между частицами. Особое внимание стоит уделит фундаментальным взаимодействиям и кваркам (см. Рис.2). Иметь представление о теории относительности Эйнштейна. В астрономии важным шагом для понимания является структура и эволюция макромира (см. Рис.3). Нужно рассмотреть современное понимание строения Вселенной, сослаться на первоисточники (авторов мировой науки). Как и в микромире сделать масштабирование в сторону больших расстояний и размеров космических объектов по цепочке Земля - Солнечная Система - Галактика (Млечный Путь) - Скопление Галактик - Вселенная. Для демонстрации нужно использовать цветные, реальные снимки со спутников в разных диапазонах длин волн (оптические-, рентгеновские-, гамма-снимки). Их можно поискать в Интернете на сайтах NASA (Национального американского агентства по космическим исследованиям). Для старших классов качественное описание космических объектов недостаточно. Лучшим способом запоминание свойств космических объектов будет сравнение их характеристик (размеры, плотности, скорости движения и вращения, магнитное поле). Реальные практические работы можно сделать с использованием компьютеров. Создание моделей является неотъемлемой частью в современной научной и технической работе. Например, визуализация Солнечной системы на компьютере. Сравнение периодов различных планет вокруг Солнца. В Интернете можно найти базы данных по звездам (координаты, светимость, размеры и т.д.) и различным объектам (сверхновые, галактики, скопления). Для выполнения таких видов работ, конечно, нужно хорошо математику и знать какие-нибудь языки программирования (С, FORTRAN, Pascal). Такие задания смогут сделать не все ученики, но следует поощрят ребят которые эти задачи могут выполнить. Те ребята, которые не имеют достаточного уровня, но проявляют большой интерес к таким работам стоит также привлечь. В конце нужно сказать, что из таких ребят выходят выдающиеся ученые, инженеры технический персонал и преподаватели которых в наше время мало осталось в нашем государстве. Но именно на таких людях держится энергетика, промышленность, связь, образование в нашей стране. Так создадим же себе поколения знающих и умеющих своё дело! От нашего воспитания зависит условия жизни нашего народа. Рекомендуемые программы, методы преподавания и ссылки на литературу:
Как мы знаем предмет природоведение в младших классах (4 - 5 классы) предшествует изучению предметов физики и астрономии, которые изучаются в старших классах. В природоведение, например, дети узнают что Земля круглая, геоцентрическая система (система в которой земля в центре а остальные объекты в космосе движутся вокруг неё) не является действительной. Узнают, что есть гелиоцентрическая система, в которой Солнце в центре, а планеты, астероиды и кометы движутся вокруг него. Детям интересно будет слушать немного про Коперника как автора гелиоцентрической системы. У детей богатое воображение. По личному опыту могу сказать что ребенок узнав об этих системах, пытается узнавать ещё и о движении Солнца. О движении Солнца и планет ребенок узнает поподробнее только в старших классах при изучении астрономии (Законы Кеплера, Законы Ньютона). Привожу основные качественные вопросы физики, которые должны узнать ученики по предмету природоведению:
2. Движение Земли вокруг солнца;
3. Наступление дня и ночи;
4. Движение Луны вокруг Земли;
5. Лунное и земное затмение;
6. Строение Земли (атмосфера, гидросфера, литосфера).
1. А. Ю. Румянцев. Методика преподавания астрономии в средней школе http://astronet.ru/db/msg/1177040
2. И. Л. Бухбиндер Фундаментальные взаимодействия http://astronet.ru/db/msg/1175744
3. СОВРЕМЕННАЯ АСТРОНОМИЯ И МЕТОДИКА ЕЕ ПРЕПОДАВАНИЯ http://astronet.ru/db/msg/1177124