Изучение данного курса должно способствовать развитию мышления учащихся, повышать их интерес к предмету, готовить к углубленному восприятию материала на второй ступени обучения. Оно позволяет решить ряд практических задач: первоначально ознакомить учащихся с теми физическими и химическими явлениями, с которыми они непосредственно сталкиваются в окружающем мире; привить интерес к изучению физики и химии; подготовить учеников к систематическому изучению этих курсов.
Введение физики и химии на ранней стадии обучения – в 5–6-м классах – требует изменения как формы изложения учебного материала в учебнике, так и методики его преподавания. Поэтому особое внимание в программе уделено фронтальным экспериментальным заданиям. Предполагается, что важное место в процессе работы над курсом займут рисунки различных явлений, опытов и измерительных приборов. Большое количество качественных вопросов, использование игровых ситуаций в процессе преподавания должно способствовать созданию интереса учащихся к предмету и стремлению к его пониманию.
1. Введение (6 ч)
Природа живая и неживая.
Явления природы. Человек – часть природы.
Влияние человека на природу. Необходимость
изучения природы и бережного отношения к ней.
Охрана природы.
Физика и химия – науки о природе. Что изучает
физика. Тела и вещества. Что изучает химия.
Научные методы изучения природы: наблюдение,
опыт, теория.
Знакомство с простейшим физическим и химическим
оборудованием (пробирка, колба, лабораторный
стакан, воронка, пипетка, шпатель, пластмассовый
и металлический штативы, держатель для пробирок).
Нагревательный прибор, особенности пламени.
Правила нагревания вещества.
Измерительные приборы: линейка, измерительная
лента, весы, термометр, мензурка (единицы
измерений, шкала прибора, цена деления, предел
измерений, правила пользования).
Лабораторные работы
Характеристики тел и веществ
(форма, объем, цвет, запах). Органические и
неорганические вещества.
Твердое, жидкое и газообразное состояния
вещества.
Масса тела. Массы различных тел в природе. Эталон
массы. Весы.
Температура. Термометры.
Делимость вещества. Молекулы, атомы, ионы.
Представление о размерах частиц вещества.
Движение частиц вещества. Связь скорости
движения частиц с температурой. Диффузия в
твердых телах, жидкостях и газах. Взаимодействие
частиц вещества и атомов. Пояснение строения и
свойств твердых тел, жидкостей и газов с
молекулярной точки зрения. Строение атома и иона.
Химические элементы (кислород, азот, водород,
железо, алюминий, медь, фосфор, сера). Знаки
химических элементов. Периодическая система
Д.И.Менделеева.
Простые и сложные вещества (кислород, азот, вода,
углекислый газ, поваренная соль).
Кислород. Горение в кислороде.
Фотосинтез.
Водород.
Растворы и взвеси.
Вода. Вода как растворитель. Очистка природной
воды.
Воздух – смесь газов.
Плотность вещества.
Лабораторные работы
Изменение скорости и формы
тел при их взаимодействии. Действие и
противодействие.
Сила как характеристика взаимодействия.
Динамометр. Ньютон – единица измерения силы.
Инерция. Проявление инерции, примеры ее учета и
применения. Масса как мера инертности.
Гравитационное взаимодействие. Гравитационное
взаимодействие и Вселенная. Сила тяжести.
Зависимость силы тяжести от массы.
Электрическое взаимодействие. Объяснение
электрического взаимодействия на основе
электронной теории. Электризация тел трением.
Передача электрического заряда при
соприкосновении. Взаимодействие одноименно и
разноименно заряженных тел.
Магнитное взаимодействие. Постоянные магниты, их
действие на железные тела. Полюсы магнитов.
Магнитные стрелки. Земля как магнит.
Ориентирование по компасу. Применение
постоянных магнитов.
Сила трения. Зависимость силы трения от силы
тяжести и качества обработки поверхностей. Роль
трения в природе и технике. Способы усиления и
ослабления трения.
Деформация. Различные виды деформации. Сила
упругости, ее направление. Зависимость силы
упругости от деформации.
Давление тела на опору. Зависимость давления от
площади опоры. Паскаль – единица измерения
давления.
Передача давления жидкостями и газами. Закон
Паскаля. Давление на глубине жидкости.
Сообщающиеся сосуды, их применение. Артериальное
давление.
Действие жидкостей на погруженное в них тело.
Архимедова сила. Зависимость архимедовой силы от
рода жидкости и от объема погруженной части тела.
Условия плавания тел.
Лабораторные работы
1. Механические явления (6 ч)
Понятие об относительности
механического движения. Разнообразные виды
механического движения (прямолинейное,
криволинейное, движение по окружности,
колебательное). Механическое движение в природе
и технике.
Путь и время движения. Скорость движения.
Равномерное, ускоренное и замедленное движения.
Звук как источник информации об окружающем мире.
Источники звука. Колебание – необходимое
условие возникновения звука. Отражение звука.
Эхо. Голос и слух, гортань и ухо.
2. Тепловые явления (7 ч)
Изменение объема твердых,
жидких и газообразных тел при нагревании и
охлаждении. Учет теплового расширения и
использование его в технике.
Плавление и отвердевание. Таяние снега,
замерзание воды, выплавка чугуна и стали,
изготовление деталей отливкой.
Испарение жидкостей. (Охлаждение жидкостей при
испарении.) Конденсация.
Теплопередача.
3. Электромагнитные явления (7 ч)
Электрический ток как
направленное движение электрических зарядов.
Сила тока. Амперметр. Ампер – единица измерения
силы тока. Постоянный и переменный ток.
Напряжение. Вольтметр. Вольт – единица измерения
напряжения.
Источники тока: батарейка, аккумулятор,
генератор электрического тока (без рассмотрения
их устройства).
Электрические цепи. Параллельное и
последовательное соединения.
Действия тока. Нагревательное действие тока.
Лампы накаливания. Электронагревательные
приборы. Магнитное действие тока.
Электромагниты и их применение. Действие магнита
на ток. Электродвигатели. Химическое действие
тока.
4. Световые явления (11 ч)
Свет как источник информации
человека об окружающем мире. Источники света:
звезды, Солнце, электрические лампы и др.
Прямолинейное распространение света,
образование теней. Отражение света. Зеркала.
Преломление света. Линзы, их типы и изменение с их
помощью формы светового пучка.
Оптические приборы: фотоаппарат, проекционный
аппарат, микроскоп, телескоп (назначение
приборов, использование в них линз и зеркал).
Глаз и очки.
Разложение белого света в спектр. Радуга.
5. Химические явления (14 ч)
Химические реакции, их
признаки и условия их протекания.
Сохранение массы вещества при химических
реакциях.
Реакции разложения и соединения. Горение как
реакция соединения.
Оксиды (углекислый газ, негашеная известь, кварц).
Нахождение в природе, физические и химические
свойства; применение.
Кислоты, правила работы с кислотами, их
применение. Основания. Свойства щелочей, правила
работы с ними, их физические и некоторые
химические свойства, применение.
Соли (поваренная соль, сода, мел, мрамор,
известняк, медный купорос и др.). Наиболее
характерные применения солей.
Наиболее известные органические вещества –
углеводы (глюкоза, сахароза, крахмал), некоторые
их свойства, применение; белки, их роль в жизни
человека, искусственная пища; жиры, их роль в
жизни человека, использование в технике;
природный газ и нефть, продукты их переработки.
Лабораторные работы
Человек и природа (31 ч)
1. Земля – планета Солнечной системы (6 ч)
Звездное небо: созвездия,
планеты. Развитие представлений человека о
Земле. Солнечная система. Солнце.
Движение Земли: вращение вокруг собственной оси,
смена дня и ночи на различных широтах, обращение
Земли вокруг Солнца, наклон земной оси к
плоскости ее орбиты, смена времен года.
Луна – спутник Земли. Фазы Луны.
Изменение горизонтальных координат небесных тел
в течение суток.
Знакомство с простейшими астрономическими
приборами: астрономический посох, астролябия,
телескоп.
Исследования космического пространства.
К.Э.Циолковский, С.П.Королев – основатели
советской космонавтики. Ю.А.Гагарин – первый
космонавт Земли. Искусственные спутники Земли.
Орбитальные космические станции. Корабли
многоразового использования. Программы освоения
космоса: отечественные, зарубежные,
международные.
2. Земля – место обитания человека (6 ч)
Литосфера, мантия, ядро;
увеличение плотности и температуры Земли с
глубиной. Изучение земных недр.
Гидросфера. Судоходство. Исследование морских
глубин.
Атмосфера. Атмосферное давление, барометр.
Влажность воздуха, определение относительной
влажности. Атмосферные явления, гром и молния.
Освоение атмосферы человеком. Кругообороты
углерода и азота.
3. Человек дрполняет природу (17 ч)
Простые механизмы.
Механическая работа. Энергия. Синтетические
материалы.
Механизмы – помощники человека. Простые
механизмы, рычаг, наклонная плоскость, подвижный
и неподвижный блоки, их назначение.
Механическая работа, условия ее совершения.
Джоуль – единица измерения работы.
Энергия. Источники энергии. Различные виды
топлива. Солнечная энергия, ее роль для жизни на
Земле. Тепловые двигатели, двигатели внутреннего
сгорания, их применение. Тепловые, атомные и
гидроэлектростанции.
Создание материалов с заранее заданными
свойствами: твердые, жаропрочные, морозостойкие
материалы, искусственные кристаллы.
Полимеры, свойства и применение некоторых из них.
Волокна: природные и искусственные, их свойства и
применение.
Каучуки и резина, их свойства и применение.
4. Взаимосвязь человека и природы (2 ч)
Загрязнение атмосферы и
гидросферы, их влияние на здоровье людей.
Контроль за состоянием атмосферы и гидросферы.
Рациональное использование топлива.
Использование энергии рек, ветра, приливов, тепла
Земли; энергия Солнца.
5. Резервное время (5 ч)
Современные наука и
производство. Средства связи. Знания, их роль в
жизни человека и общества. Как люди познают
окружающий мир (наука вчера, сегодня, завтра).
Управление производством: роль автоматики,
электроники. Компьютеризация производства.
Роботы. Цехи-автоматы.
Средства связи и передача информации: телеграф,
телефон, радиосвязь (радиостанция, радиоволны,
антенна, приемник, громкоговоритель),
телевидение.
Лабораторные работы
Рекомендации для учителя
Учебник предназначен для
ознакомления учащихся 5–6-го классов средней
школы с широким кругом явлений физики и химии, с
которыми они непосредственно сталкиваются в
повседневной жизни. Объединение физики и химии в
одном курсе продиктовано, во-первых, неразрывной
связью этих важнейших областей естествознания;
во-вторых, глубоким проникновением открытий этих
наук в повседневную жизнь.
Материал излагается нетрадиционно, с учетом
психологических особенностей детей раннего
школьного возраста (10–11 лет), когда рисунок
концентрирует внимание гораздо больше, чем
текст, и из всех видов деятельности предпочтение
отдается игре. В пособии рисунок является
основным средством подачи учебного материала, а
не просто иллюстрацией к тексту.
Особое внимание уделено эксперименту. В процессе
изучения курса учащиеся должны выполнить более 50
лабораторных работ или простых опытов,
изготовить ряд самодельных приборов.
Курс рассчитан на 136 учебных часов (занятия по 2
урока в неделю в течение двух лет). Наблюдения
показывают, что учащиеся в целом с интересом
относятся к изучению курса. Особенно активны они
при выполнении лабораторных работ. Несомненно,
что изучение многих понятий, законов и явлений
вызывает больший интерес, чем изучение на
старших ступенях обучения. Текущий опрос,
результаты тематических и годовых контрольных
работ убеждают, что учебный материал в целом
доступен пониманию. Это отнюдь не означает, что
не было двоек и троек. Однако можно утверждать,
что средние показатели успеваемости учащихся по
данному курсу были выше, чем аналогичные
показатели по всем предметам за год. Наблюдения
показывают также, что учителя физики и химии
вполне способны справиться с преподаванием
данного курса (если, правда, они в принципе не
боятся нового, готовы к самосовершенствованию, к
расширению пределов своих педагогических
возможностей). Сложнее приходится учителям
химии. Однако и им удавалось достигать хороших
результатов.
Учителям, приступающим к преподаванию курса
«Естествознание (физика-химия)-5–6», необходимо
учесть выводы и наблюдения, полученные в ходе его
экспериментальной проверки:
1. Несмотря на увлекательность, кажущуюся простоту, курс не так прост для усвоения учащимися и для преподавания. Потребуется серьезная работа. Это надо учесть учителю и дать понять учащимся.
2. У учителей физики и химии, обычно начинающих преподавание в 7–8-м классах, возникает необходимость скорректировать стиль своей работы, учесть возрастные особенности нового для них контингента учащихся.
Рекомендуем объяснения делать более подробными, не давать учащимся сразу большие порции нового материала для запоминания. Необходимо разнообразить приемы работы, широко используя стремление ребят к игре, интерес к истории, легендам, сказкам. Однако здесь же учителя подстерегает другая опасность. Учащиеся начинают воспринимать курс как конфетку, которую можно проглотить, не прикладывая никаких усилий. Важно, чтобы ученики понимали, что, выполняя опыты, решая кроссворды, слушая сказки, участвуя в играх, они усваивают очень важный предмет, познают явления природы, учатся использовать открытия науки и техники. В этом может помочь хорошо продуманная система опроса.
3. Значительная часть учебного времени курса уделена проведению лабораторного эксперимента. Опыт показывает, что организация учащихся данного возраста на эту форму работы сопряжена с серьезными трудностями. Очень сложно бывает довести до сознания учащихся, что опыт – не игра, что опыт надо не только проделать, но и осознать его результаты, сделать вывод из него. Работа с приборами порой вызывает излишние эмоции у детей, желание сравнить свои действия с действиями соседа. Учителю необходимо учесть все это и направить деятельность учащихся в нужное русло. Особенно важно этот стиль ввести на самых первых уроках. Выполнению работы должна предшествовать серьезная беседа. Очень важна комплектация учебного оборудования для опытов, система его раздачи учащимся и сбора. Лучше всего, чтобы все необходимое для проведения опытов было уложено в лотки (хотя бы картонные коробки, банки и т.д.). Эти лотки можно очень быстро раздавать перед самым опытом и тут же после его проведения собирать. С первых же уроков надо требовать бережного отношения к приборам. Хорошо привлечь детей к подготовке работ, к комплектованию наборов. На первых порах следует проводить опыты под непосредственным руководством учителя. Учитель показывает, как делать опыт, ученики одновременно выполняют его, делают записи в тетради, а затем выполняют следующий опыт и т.д. Только постепенно, по мере готовности класса, учитель может увеличивать долю самостоятельности выполнения работы.
4. Значительные сложности возникают у учащихся в процессе измерений, а также при округлении значений физических величин. У слабо подготовленных возникают большие трудности при выполнении математических подсчетов, особенно при делении. Здесь учителю можно порекомендовать следующее:
– заблаговременно обсудить с учителями начальных классов и учителем математики необходимые предварительные меры и совместную работу в процессе изучения курса. Эта работа одинаково необходима для процесса обучения как физике, так и математике;
– при решении задач и проведении опытов подбирать значения величин, облегчающих процесс вычисления;
– учесть, что проводится только начальный этап обучения, поэтому нет необходимости добиваться формирования умений учащихся (особенно слабо подготовленных) в полном объеме. На втором этапе им проще будет выполнять расчеты по определению плотности и давления, чем это они делали бы без предварительного изучения данного материала.
5. Очень важно научить детей правильно вести записи в тетради. Здесь многое зависит от творчества учителя. Многие используют метод опорных конспектов, некоторые предлагают отражать изученный материал через рисунки или рассказ.
6. Учащиеся намного раньше, чем прежде, встречаются с понятиями химический элемент, атом, изучают знаки химических элементов. Опыт показывает, что все эти понятия вполне доступны для большинства. Но для некоторых информация, которую следует запомнить, оказывается слишком большой. В этом случае не следует специально требовать от учащихся заучивания, запоминания учебного материала. Это может снизить интерес к предмету. Полезнее чаще возвращаться к этому материалу, и он непроизвольно запомнится. Опять же и здесь следует учесть, что это лишь первый этап обучения.
7. Для привития интереса к изучению явлений природы многое позволяют сделать домашние самостоятельные задания по наблюдениям различных явлений природы, проведению простых опытов, изготовлению самодельных приборов. Желательно предложить родителям помочь детям в создании простейшей домашней лаборатории.
8. Недостатком данного курса является то, что он слишком линейный. В нем описывается много разнообразных физических и химических явлений. Они настолько распространены, что с ними учащихся необходимо знакомить. Но возврат к изученному материалу в курсе не так часто встречается, как это нужно для запоминания учебного материала. Учитывая сказанное, учителю важно систематически проводить тематический контроль, организовывать повторение материала, в конце года провести повторение и дать годовую контрольную работу.
9. Важно, чтобы к концу изучения курса учащиеся имели первые представления о физических и химических явлениях, были знакомы с основами молекулярно-кинетической теории строения вещества, знали устройство атома, ознакомились с расположением химических элементов в периодической системе, умели обращаться с простейшим физическим и химическим оборудованием, производить простейшие измерения, снимать показания со шкалы прибора. (Последнее для учащихся данного возраста сопряжено с большими трудностями, так что данное умение может быть сформировано еще не в полном объеме.)