Бражников М.А. История физики как эффективное средство мотивации учащихся к изучению предмета ГОУ гимназия 625, журнал Физика ПС, ИХФ РАН I. Мифы вчера. - презентация

1 Бражников М.А. История физики как эффективное средство мотивации учащихся к изучению предмета ГОУ гимназия 625, журнал Физика ПС, ИХФ РАН I. Мифы вчера и сегодня II. Общие принципы преподавания III. Задачи и формы работы IV. От повествовательного описания к постижению хода исследования V. Использование потенциала музеев VI. Из практики преподавания VII. Выводы VIII. Используемые издания Москва

2 Демифологизация истории физики – одно из необходимых условий её эффективного использования на уроках. I. Мифы вчераи сегодня Сложный состав радиоактивного излучения Диаграмма М. Кюри Схема опыта Резерфорда по отклонению α-лучей Схема опыта Беккереля по отклонению β-лучей Классический опыт, позволивший обнаружить сложный состав отклонение α-лучей на диаграмме весьма преувеличено... МИФ Ф. Содди 1904 г.

3 I. Мифы вчераи сегодня « Отсюда вытекала следующая познавательная задача (ПЗ 3): выяснить количественную связь между совершённой взаимодействующими телами работой и выделенным количеством теплоты. Ответ на вопрос: «Всегда ли отношение механической работы к количеству теплоты остаётся постоянным?» – искал Джеймс Прескотт Джоуль...»....Результаты, столь близко совпадающие между собой и с другими результатами, получеными ранее из экспериментов с другими жидкостями и электромагнитной машиной, не оставляют, по моему мнению, сомнений в существовании соотношения эквивалентности между силой и теплотой; и всё-таки представляется чрезвычайно важным определить это соотношение с большой точностью Из работы Дж. Джоуля,О механическом эквиваленте теплоты МИФ Из статьи

4 I. Мифы вчераи сегодня Одному из матросов от жары стало плохо. Желая ему помочь, Майер вскрывает вену, чтобы уменьшить кровяное давление (тогда такой приём был распространён). И к своему ужасу обнаруживает, что вместо тёмной крови потекла алая! Испуг врача объясняется тем, что алая кровь течёт в артериях.... Удивление Майера усиливается, когда местные врачи ему говорят,что здесь это – обычное явление: в тропиках венозная кровь у людей такая же алая как и артериальная» МИФ... распространилось острое (катарально-воспалительное) заболевание лёгких. При произведённых мною обильных кровопусканиях кровь, выпускаемая из ручной вены, отличалась такой необыкновенной краснотой, что, судя по цвету, я мог бы думать, что я попал на артерию.... При одном из обильных кровопусканий, которое я произвёл 2 месяца спустя после нашего прибытия на Яву, у одного сильного матроса... я обнаружил нормальный чёрный цвет крови. Из работы Р. Ю. МайераОрганическое движение и обмен веществ 1842 г. Из учебника Необходимо избегать нового «мифотворчества» в угоду ли схематизации изложения или выбранного стиля.

5 II. Общие принципы преподавания Моя преподавательская деятельность издавна захватывала представителей самых разных стран и народов; отсюда возникали личные отношения, нити которых в конце концов обнимали весь земной шар и настойчиво внушали моему сознанию ту мысль, что наука есть общечеловеческое дело и свободна от всяких национальных различий. Нобелевский лауареат по хими В. Оствальд, балтийский немец, родившийся в Российской империи: Насущная потребность 1912 г. «Возмужалая русская наука, я полагаю, давно простила своей иноземной мачехе тяжёлые ученические годы и только с благодарностью помнит высокие примеры, преподанные ей Эйлером и Палласом, Вольфом и Гедвигом, Пандером и Бэром, Струве и Ленцом». «Лобачевские, Зинины, Ценковские, Бутлеровы, Пироговы, Боткины, Менделеевы, Сеченовы, Столетовы, Ковалевские, Мечниковы – вот те русские люди, повторяю, после художников слова, которые в области мысли стяжали русскому имени прочную славу и за пределами отечества». К.А. Тимирязев : Праздник русской науки 1894 г.

6 ...существование нескольких лиц, одновременно и самостоятельно возымевших и осуществивших одну и ту же самую идею, представляется, как показывает история науки и техники, явлением не редким. Признание за каждым из таких лиц права и почётного титула «изобретателя» не только не нарушает справедливости, но необходимо восстанавливает его. Из доклада Комиссии физического отдела Р.Ф.-Х.О:По вопросу о научном значении работ А.С. Попова, 1908 г. II. Общие принципы преподавания Преподавание истории физики, науки и техники должно следовать принципам: беспристрастного подхода к истории и общечеловеческой значимости науки. Недопустимо, воспитывая законную гордость за достижения отечественной науки, демонизировать сотрудничество и соперничество учёных разных стран. Принципы преподавания истории физики

7 III. Задачи и формы работы Знакомство: с историей открытий; биографиями учёных; историей техники. Воспитание патриотизма. Формирование начал исследовательского и инженерного мышления. Но есть и другой метод изучения науки на начальном этапе её развития, а именно, исторический метод, указывающий на некоторые этапы, которые приводили к открытиям в прошлом; метод, не дающий полностью раскрывшейся картины явления без указания на ранние и менее последовательные шаги, которые вели к ней. Сэр Оливер Лодж (1851 – 1940) Задачи: Школьное обучение и реформа школы 1905 г.

8 III. Задачи и формы работы Рассказ учителя; 3накомство с фрагментами научных работ; Доклад ученика; Решение исторических задач. В рамках уроков и семинаров Проектно- исследовательская Чтение научно- популярной литературы Рефераты; Экскурии в музей. Реконструкци я исторических, приборов, опытов, фрагментов исследований. Внеурочная Регулярная, преимущественно в рамках класса. Не должна носить зарегулированный характер, преимущественно групповая. Самостоятельная роль ученика Формы работы

9 Изучение биографий учёных и легенд, их изобретений и открытых ими законов Широкое использование в рамках традиционных форм работы: иллюстративного материала (портетов, рисунков, и т.п.) и привнесение в изложение личностных черточек учёных и их исследований. Начальная физика А.В. Цингера IV. От повествовательного описания к постижению хода исследования Я слышал шум горных потоков, хлынувших Вниз по скалам водопадами брызг, И далее в океан; Быстрым казалось их движение, Пока они не уменьшались, пропав в пустыне... Дж.-К. Максвелл (1831 – 1879) Из стихотворения Дж.-К Максвелла (Абердин 1858 г.) Открытия Архимеда

10 IV. От повествовательного описания к постижению хода исследования Обращение к фрагментам научных произведений Падение всех тяжёлых тел на Землю с одинаковой высоты... совершается за одинаковое время,... Точнейшим же образом это может быть установлено по равенству времен качаний маятников. Я произвел такое испытание для золота, серебра, свинца, стекла, песка, обыкновенной соли, дерева, воды, пшеницы. Я заготовил две круглые деревянные кадочки, равные между собой… Из Математических начал натуральной философии, книга 3 И. Ньютон. ( 1642 – 1727) И. Ньютон, М.В. Ломоносов, С. Карно, М. Фарадей, Р.Ю. Майер, Дж. Джоуль, А.Г. Столетов, М. Планк... Фрагменты работ должны содержать и оригинальные (личностные) черты исследования, и его существенные черты: постановка проблемы, и/или ход исследования, и/или выводы...

11 увеличение удельного объема воды при переходе из жидкости в пар, удельную теплоту парообразования воды, количество воды, которую может испарить известная масса угля, упругость водяных паров, количество холодной воды, впрыскиваемой в цилиндр, необходимое для опускания поршня цилиндра с известной силой Дж. Уатт ( 1736 – 1819) Научные исследования, расчёты и модельные испытания, предваряющие создание...чародей этот был не только крупнейшим учёным, который наиболее правильно применил на практике законы физики и математические расчеты, … но и одним из самых гуманных и отзывчивых людей на земле. В. Скотт «Монастырь» IV. От повествовательного описания биографий и отрытий к постижению хода исследования Изучение основ инженерного подхода ПАРОВОЙ МАШИНЫ УАТТА

12 Музей учебного оборудования. Гимназия 710 РАО, г. Москва. Основан в 2007 г. Приборы гимназии. г. Мышкин. V. Использование потенциала музеев Фонограф Т. Эдисона. Приборы А.Г. Столетова Музеи г. Владимира Краеведческие музеи: -столичные; -областные; -местные. мемориальные музеи учёных. Школьные музеи

13 Цингер 544.Б-З (1934 г.) В конце империалистической войны (летом 1918 г.) германские артиллеристы обстреливали Париж из... сверхдальнобойного орудия... Расчётная траектория VI. Из практики: от решения исторических Перевозка орудия Трактат о системе мира опубл г. Сверхдальнобойное орудие Решение задачи на семинаре 11 класс Учитель и класс Внеклассная подготовка урока в День Самоуправления Учитель и ученики: Братышев С. Харламова А. Урок физики для 9 класса в День Самоуправления (2005 г.) Ученики: Братышев С. Харламова А. задач к самостоятельной деятельности учащихся УчастникиФорма работы И. Ньютон

14 Цингер 1118 (1934 г.) Диаметр основания лейденской банки... высота слоя станиоля...толщина стекла... Вычислите радиус шара, который обладал бы такой же ёмкостью Ю. Глазкова, М. Краев. Решение задачи на уроке 10 класс Учитель и класс Создание лейденской банки после уроков Учитель и ученики: Глазкова Ю. Щучин С. Краев М. Урок в День самоуправления.11 класс VI. Из практики: от решения исторических... Форма работы Участники Создание лейденской банки. 10 класс.

15 VI. Из практики: от решения исторических... Урок для 7 кл. Старинные весы. Безмены. Взвешивание Учителя: Ю. Глазкова, С. Щучин. Уроки физики в День самоуправления 2008 г г. Учителя: И. Кузнецова, Я. Масалов. Пример заразителен!

16 Баллада о самоваре. Из XVIII века, из эпохи, когда менялись нравы и обычьи, Пришёл в наш дом, наш быт, наш электронный век Предмет особой гордости семейной, Хранитель веры, очага хранитель – Из меди красной, никелем покрытый, Дымящий чёрною высокою трубой, С смолистым запахом поющий самовар.... VI. Из практики: фрагменты... Физика у самовара 1998/99 г. История самовара на Руси; исследование нагревания и кипения самовара; остывание самовара; эффективность самовара; анализ полученных результатов; экологические исследования. Лабораторная работа осеннего практикума Проект - исследование Перед лабораторной работой 1997 г. Гимназия 710 РАО Из отчёта о проделанной работе

17 Встреча ретро–поезда с паровозомПобеда 9 мая VI. Из практики: фрагменты г. Внеурочная ежегодная «акция», объединяющая 5 – 6 человек г. Проект 175-лет телеграфа П.Л. Шиллинга в Адмиралтействе Учителя: Бражников М.А, Зюбина И.В. Филиппова М.Н г. Лекция в Политехническом музее для 9 класса …Он настоящий!!!...

18 VII. Выводы Необходимо придерживаться общих принципов преподавания исторической физики. Формирование начал исследовательского мышления может успешно осуществляться с привлечением материала истории физики и техники: решения исторических задач, знакомства с фрагментами оригинальных работ и т.п. – этот первоначальный импульс к самостоятельной деятельности учащихся создаёт учитель. Проектная и исследовательская деятельность школьников с элементами исторической физики требует определённых организационных форм работы. Историческая физика может быть эффективной для обучения в руках того учителя, которому она интересна.

19 VIII. Используемые издания Книги Хрестоматия по физике 8-10 Ред. Б.И. Спасский, Просвещение, 1982 Г.М. Голин, С.Р. Филонович,Классики физической науки, Высшая школа, О.Ф. Кабардин, История физики и развитие представлений о мире, Астрель, 2005 Ф. Розенбергер, История физики в 4 книгах URSS 2010 А.В. Цингер Задачи и вопросы по физике УЧПЕДГИЗ 1951 Интернет-ресурсы Интернет–архива ( Издательства «Матезис» ( Вестника опытной физики и эскпериментальной математики (