Методические рекомендации по интеграции исторического материала на различных уроках физики

Как уже было сказано в предыдущем параграфе, данные об истории физики могут использоваться на разных этапах урока. В данном параграфе нами разработаны и представлены примеры использования исторических сведений на мотивационном этапе урока, этапе изучения  нового материала и  закрепления полученных знаний.

Урок по теме: «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли» изучается в 7 класс по учебнику А.В. Перышкина в разделе «Давление твердых тел, жидкостей и газов». И как показывает практика, ребята до конца не понимают значимость необходимости атмосферного давления. Именно для того, чтобы заинтересовать ребят и помочь им осмыслить эту значимость мы предлагаем мотивационный этап по данной теме.

Учитель: Ребята, как называлась тема нашего прошлого урока?

Ученик: Вес воздуха. Атмосферное давление. Воздушная оболочка Земли.

Учитель: Правильно. Теперь давайте вспомним, что мы с вами узнали на нем?

Ученик: Что воздушную оболочку Земли называют атмосферой. Что земная поверхность и все тела на ней испытывают атмосферное давление. Так же мы рассмотрели опыт, доказывающий существование атмосферного давления.

Учитель: Все верно! Давайте ещё раз пронаблюдаем этот опыт и вспомним, почему так происходит?

Ученик: При подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха поднимается вслед за поршнем вода.

Учитель: В 3 веке до нашей эры древнегреческий философ Аристотель объяснял это тем, что «природа не терпит пустоты» поэтому вода идёт вслед за поршнем. Однако в 17 веке при сооружении фонтанов во Флоренции обнаружилось, что засасываемая насосами вода не желает подниматься выше 10 метров. Как вы думаете, почему именно 10 метров?

Ученик: На высоте 10 метров заканчивается свободное безвоздушное пространство

Учитель: Это не совсем верно. Безвоздушное пространство простирается намного выше 10 метров, а вот величина атмосферного давления имеет своё максимальное численное значение.

Учитель: В 1644 году Эванжелист Торричелли проделал свой знаменитый опыт и измерил эту величину. Итак, тема нашего сегодняшнего урока «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли»

Урок по теме: «Электризация тел при соприкосновении» изучается в 8 класс по учебнику А.В. Перышкина в разделе «Электричество». Для более глубоко ознакомления учащихся с  первоначальными  представлениями  об электрическом заряде мы разработали мотивационный этап урока по данной теме.

Учитель: Ребята, на прошлом уроке мы написали контрольную работу по 2 главе, тем самым мы закончили ее изучение. Сегодня мы переходим к следующей главе.

Учитель: Явления которое мы будем изучать в этой главе впервые было описано мудрейшим из мыслителей древней Греции Фалесом, жившим более двух тысячелетий назад. В один прекрасный день дочь Фалеса заметила, что к ее веретену липнут всякие мелкие ниточки и легкие частички мусора. Причем, если их, счищая, отбрасывать, то они снова стремительно летят к нему. Вещество, из которого было изготовлено веретено, мы сейчас называем янтарем, древние же греки янтарь называли электроном. Итак, к какому разделу физики мы переходим?

Ученик: Электричество

Учитель: А как вы думаете, какова тема нашего урока?

Ученик: Электризация тел при соприкосновении

Исторические сведения также можно использовать как средство создания проблемной ситуации. С помощью проблемного изложения учитель фактически показывает учащимся образец творческого решения реальной (научной проблемы) в истории науки. Тем самым помогая ученикам понять, что физика является постоянно развивающейся сферой человеческой деятельности.

Продемонстрируем это на уроке физики по теме: «Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона», который изучается в 9 класс по учебнику А.В. Перышкин, Е.М. Гутник в разделе «Законы взаимодействия и движения тел».

Учитель: Ребята, на сегодняшнем уроке вы будете изучать самый безумный физический закон, который в течении почти целого столетия учеными не признавался. Открыт он был в 16 веке Галилео Галилеем на основе особого мысленного эксперимента и лишь в 17 веке был положен в качестве первого фундаментального закона классической механики. Но самое интересное, что вы знаете этот закон с 7 класс и никаких вопросов он у Вас не вызывал. Может быть, кто-то вспомнил, как называется этот закон?

Ученики: Нет

Учитель: Это закон инерции. Давайте вспомним его формулировку

Ученик: Тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют тела или действие тел скомпенсировано.

Учитель: Всё верно, а как вы думаете, в чем именно заключается безумие этого закона?

Учитель: До конца 16 - начала 17 века господствовало мнение Аристотеля, который жил в 4 веке до н.э., что для того, чтобы тело начало двигаться, нужна внешняя сила. Он доказывал это следующими примерами – для того, чтобы лодка двигалась, нужны весла и гребцы; для того, чтобы кинуть копье – воин; для движения колесницы – лошадь. Ребята, вы согласны с мнением Аристотеля и его объяснением? Приведите примеры.

Ученики: Да/нет

Учитель: В 16 веке великий ученый Галилео Галилей провел ряд опытов с наклонной плоскостью, по которой скатывались латунные шары. В качестве горизонтальной поверхности он использовал песок, дерево и стекло. Таким образом, он пришел к выводу, что чем меньше влияние поверхности на тело, тем движение будет более длительным. Однако, в то время (16 век) в физике не существовало представлений о силе трения, и поэтому этот логически верный вывод не признавался в течение 100 лет. Именно Ньютоном впервые в физике было введено понятие и представление о силе трения.

Урок по теме: «Архимедова сила» изучается в 7 класс по учебнику А.В. Перышкина в разделе «Давление твердых тел, жидкостей и газов». Материал данной темы изучается только на первом концентре, поэтому он должен быть усвоен качественно и прочно. Именно в соответствии с этим требованием нами разработан этап изучения нового материала, который поможет учителю наиболее эффективно объяснить материал.

Учитель: Знаменитый историк Витрувий (I в. до н.э.) рассказывал, как Архимед пришел к своему открытию: «Во время своего царствования в Сиракузах Гирон, после благополучного окончания всех своих мероприятий, дал обет пожертвовать в какой-то храм золотой венок бессмертным богам. Он условился с мастером о большой цене за работу и дал ему нужное по весу количество золота. В назначенный день мастер принес свою работу царю, который нашел ее отлично выполненной. После взвешивания венок оказался соответствующим выданному весу золота, но при испытании последнего на пробном камне оказалось, что мастер часть золота заменил серебром. Царь был очень раздражен этим обманом, но, не будучи в состоянии уличить мастера в сделанной им краже, попросил Архимеда придумать для этого способ. Однажды, когда целиком занятый этим делом Архимед садился в ванну, он заметил, что по мере погружения его тела в воду, она переливается через край. Это наблюдение сразу позволило ему найти нужную идею, и радость настолько переполнила его душу, что он сразу выскочил из ванны и, бегая голым по дому, кричал, что он нашел то, что искал, говоря по-гречески «Эврика! Эврика!», что значит «Нашёл! Нашёл!»

Учитель: А сейчас мы с Вами проведем эксперимент, который позволил Архимеду разоблачить нечестного мастера.

Урок по теме: «Движение тела, брошенного вертикально вверх. Невесомость» изучается в 9 класс по учебнику А.В. Перышкин, Е.М. Гутник в разделе «Давление твердых тел, жидкостей и газов». Для наиболее основательного усвоения учениками полученных знаний и для умения использовать их при ответах на вопросы, мы разработали этап закрепления изученного материала по данной теме.

Учитель: В романе Жюля Верна «Путешествие на Луну» говорится, что человек теряет свой вес, когда достигает точки, в которой притяжение к Земле становится равным притяжению к Луне. А как же наши космонавты находятся в состоянии невесомости, хотя орбиты космических кораблей с людьми пока еще далеко не достигают точки, где силы притяжения Земли и Луны одинаковы?

Ученик: Состояние невесомости наступает и в том случае, когда на тело действуют только силы тяготения. На космический корабль, движущийся по орбите, и на все находящиеся в нем тела действует только сила тяготения, поэтому все тела и космонавты пребывают в состоянии невесомости.

Таким образом, нами разработаны пять примеров использования исторического материала на различных этапах урока. Используя исторический материал, предложенный нами, можно развить интерес учеников к физике и улучшить качество их знаний.