Квантовая физика является одним из заключительных разделов школьного курса физики и изучается в 11 классе. Это связано со сложностью данного раздела и его специфическими подходами, с которыми учащиеся встречаются впервые. Раздел квантовой физики призван систематизировать и обобщить огромный багаж знаний по строению вещества, накопленный учениками на протяжении всего курса физики. В этом разделе должны быть раскрыты важные диалектические выводы о качественном своеобразии законов микромира и их познаваемости .
Особенность содержания квантовой физики накладывает отпечаток на методику её изучения. В этом разделе учащихся знакомят со своеобразием свойств и закономерностей микромира, которые противоречат многим представлениям классической физики. От школьников для его усвоения требуется не просто высокий уровень абстрактного, но и диалектическое мышление. Противоречия «волна – частица», «дискретность – непрерывность» рассматривают с позиций диалектического материализма.
Если в курсе классической физики строение вещества рассматривается в основном на молекулярном уровне, то раздел «Квантовая физика» знакомит учащихся со строением вещества на атомном и субатомном уровне. В теме «Атом и атомное ядро» вначале изучается строение атома по Резерфорду и Бору, а затем, после обсуждения дуализма свойств микрочастиц, получают и современные представления о строении атома. В конце раздела учащихся знакомят с основными характеристиками и свойствами элементарных частиц, дают представление о современной их классификации, о роли их в строении вещества и в передаче взаимодействий.
Как и во всём курсе физики, большое внимание при изучении этого раздела уделяется роли опыта в процессе познания, взаимосвязи теории и эксперимента. Часто противоречие экспериментальных фактов теории служит отправным моментом для её уточнения или создания новой теории. При изучении квантовой физики школьники знакомятся с опытами Столетова, Лебедева, экспериментом Резерфорда по рассеянию альфа-частиц, опытом Франка и Герца.
Для повышения качества усвоения материала важно опираться на ранее полученные знания. Например, при изучении правил смещения при радиоактивном распаде и при изучении ядерных реакций необходимо широко опираться на законы сохранения массы и заряда. Перед изучением строения атома целесообразно повторить понятие центростремительного ускорения, законы Ньютона, закон Кулона и т.д.
Для облегчения усвоения квантовой физики необходимо в учебном процессе широко использовать различные средства наглядности. Но число демонстрационных опытов, которые можно поставить при изучении этого раздела, в средней школе очень невелико. Поэтому, кроме эксперимента, широко используют рисунки, чертежи, графики, фотографии треков, плакаты и диапозитивы. Отдельное место занимают мультимедийные компьютерные демонстрации, анимационные модели, видеофрагменты .
Материал раздела предоставляет большие возможности для организации самостоятельной деятельности учащихся. Полезно предложить им подготовить доклады на различные темы, это будет также способствовать развитию исследовательской деятельности учащихся, развитию способностей систематизировать и рассказать полученный материал.
Оценочные расчёты различных параметров микромира, широко используемые в этом разделе, могут быть содержанием самостоятельной деятельности учащихся в школе и дома, а анализ полученных в них результатов послужит развитию мышления учащихся. Эту же цель преследует решение задач, которые в данном разделе часто требуют акцента на анализе полученных данных: полезно сопоставлять энергии связи ядер с энергией связи других систем (например, молекул); кинетическую энергию альфа-частиц с энергией теплового движения молекул; плотность ядерного вещества с известными плотностями различных веществ и т. п. Результаты этого анализа позволяют школьникам лучше понять порядок величин в микромире, осмыслить своеобразие микромира.
Квантовая физика, как уже было отмечено, является сложной для понимания наукой. Так было с самого зарождения этой теории. Сами создатели долгое время не могли её интерпретировать. Педагогические эксперименты показывают, что когда учащиеся видят, что даже такие великие люди, как Альберт Эйнштейн, имели трудности понимания квантовой физики, им становится легче принять и понять фундаментальные положения квантовой физики на внутреннем уровне . В связи с этим в процессе изложения материала очень важен исторический обзор открытия тех или иных явлений и закономерностей.
В развитие квантовой физики внесли свой вклад многие выдающиеся учёные: Дж. Дж. Томсон, Э. Резерфорд, А. Эйнштейн, Н. Бор, П. Кюри, М. Склодовская-Кюри, Л. де Бройль и многие другие. Изучение их жизни и научной деятельности представляет благодатный материал для интернационального и нравственного воспитания учащихся .
Поможем написать любую работу на аналогичную тему