··· VII Московский марафон учебных предметов. День физики ···

День учителя физики на VII Московском марафоне учебных предметов

Как интересно!

Московский марафон учебных предметов издательского дома «Первое сентября» в День физики традиционно собирает около полутысячи педагогов не только из Москвы и Московской области, но и из других регионов страны. И это только «очная» часть. В этом году была организована и «заочная» – интернет-марафон: каждый пользователь интернета имеет возможность в течение года (до следующего Дня физики), зайдя на сайт https://marafon.1sept.ru, ознакомиться с тремя видеоматериалами (и скачать их!):

• Л.А.Логинов (ЦО № 109, г. Москва). Мастер-класс «Демонстрационные занимательные эксперименты-исследования»;

• В.П.Симонов, проф. д.п.н., декан ФПК МГОУ. «Когда ученики перестают бояться школьных оценок»;

• Г.Н.Никифоров, к.п.н. (ИОСО РАО, г. Москва), И.С.Царьков, к.т.н.(СОШ № 29, г. Подольск, Московская обл.), Н.В.Андреева (гимн. п. Удельная, Московская обл.). «Путешествие по кабинету физики 2009 г. – перспективы реализации национального проекта „Образование”».

День физики 3 апреля 2008 г., по уже сложившейся многолетней традиции, открылся музыкальным «введением»: Татьяна Капелевич исполнила сонату Cis-dur Ф.Шопена, Турецкий марш В.-А.Моцарта, Грёзы любви Ф.Листа и фантазию на темы популярных песен. И после напутственного слова генерального директора ИД «Первое сентября» А.С.Соловейчика и небольшой процедуры вручения благодарственных писем МИОО лучшим московским учителям начались заседания трёх секций – лекционной, издательской и «Видеоколлекции». Ведущее место в этом году было отдано физическому эксперименту.

• Николай Николаевич Соколов, профессор кафедры физики Международной геологоразведочной академии, д.ф.-м.н., заслуженный эколог РФ, в своём докладе «Популярная физическая картина мира в опытах и демонстрациях» показал, как с помощью доступных вещей можно ставить оригинальные опыты. Прежде всего, считает он, занимательная форма обучения позволяет легче усвоить элементарные основы науки. А ведь ещё Платон говорил: «Круглое невежество – не самое большое зло: накопление плохо усвоенных знаний ещё хуже». Например, для демонстрации нагрузки, которую может выдержать сферическая поверхность, лектор предложил желающим из зала постоять на лампочке, поставленной в баночку из-под майонеза. Обычно лампочка легко выдерживает вес человека, но... первая лампочка была раздавлена, скорее всего из-за того, что между ней и банкой, наверное, попала песчинка с обуви. Зато опыт со второй лампочкой удался, гости марафона – почтенные учителя физики – выстраивались в очередь!

Лекция профессора Н.Н.Соколова (МГГРА), д.ф.-м.н., засл. эколога РФ, вызвала огромный интерес гостей марафона

Дети, как правило, не связывают учебный материал с жизнью. Чтобы такие связи стали очевидными, можно проводить демонстрации с помощью бытовых устройств. Например, устройство для переноски стёкол (присоски) вполне может заменить магдебургские полушария – надо просто выдавить воздух из полусфер (рис. 1). Сила рассчитывается по формуле F = рS и для обычной присоски диаметром 3 см составляет 100 Н, что вполне достаточно, чтобы удержать сетку с 10 кг картошки. Если же взять полусферы диаметром 10 см, то сила составит уже 1000 Н. (В знаменитом опыте бургомистра г. Магдебурга Отто фон Герике диаметр полусфер составлял 50 см.) Присоски вполне могут заменить на уроке насос Комовского для получения вакуума.

Демонстрировать законы вращательного движения лучше всего с помощью волчков различной конструкции (рис. 2). Обеспечить достаточную скорость вращения можно с помощью оригинальной ручки со шнурком, а малое трение – с помощью слабовогнутой стеклянной линзы в качестве подставки, да ещё и поставив юлу на бронзовый гвоздик с круглой головкой (рис. 3, 4).

А создать проблемную ситуацию при изучении закона сохранения энергии можно так: сначала профессор бросил обычный резиновый мяч – он ударился об пол и подпрыгнул вверх, как и полагается, на меньшую высоту. Но вот «чудесный» мяч (к удивлению и восторгу участников марафона) после удара поднялся гораздо выше человеческого роста, казалось бы, нарушая тем самым незыблемый закон сохранения энергии. («Наверное, какое-то воздействие воздуха», – предположила одна учительница.) Оказывается, мяч этот за счёт вдавливания участка оболочки пальцем получил дополнительную энергию – энергию деформации (рис. 5)!

Следующая демонстрация – тестер напряжённости электростатического поля (рис. 6, 7). Измерять даже слабые переменные поля достаточно просто – прибор с электронным усилителем легко сделать или купить готовый. А вот чтобы измерить постоянное электростатическое поле, надо сначала преобразовать его в импульсное, а затем усилить и вывести на индикатор. Именно с помощью такого тестера (рис. 7) «марафонцам» было продемонстрировано, что одежда из чистошерстяных тканей электризуется меньше, чем одежда из синтетических.

Рис. 7. Измерительный щуп – тестер электростатического поля

Заслуженный эколог РФ не мог не коснуться экологических проблем. Он продемонстрировал пластину из кедропласта – из таких пластин собирают реабилитационные кабины для космонавтов в период послеполётной адаптации, используют их и для лечения страдающих лёгочными заболеваниями. Вспомнив рассказ А.П.Чехова «Человек в футляре», профессор раскрыл некоторые факторы техногенного воздействия городской среды на человека. Здесь и НЧ-электромагнитное поле, создаваемое электротранспортом и электробытовыми приборами, и ВЧ-излучение, испускаемое различными радио- и телепередатчиками. Можно ли изолироваться от полей? На заре учения об электричестве Майкл Фарадей предложил кабину из металлической сетки, внутри которой электрическое поле отсутствует. Если сделать головной убор и одежду в виде соответствующей красиво оформленной сетки, а подошву ботинок – из токопроводящей резины для отвода зарядов в землю, то можно полностью исключить вредное влияние ВЧ- и, частично, НЧ-излучений. Так что человек в футляре – требование времени, и остаётся надеяться, что промышленность в ближайшем будущем освоит массовый выпуск такой одежды и головных уборов!

Николай Николаевич показал полимерный материал с «памятью формы», получаемый с помощью нанотехнологий. Это – полимерная трубка, внутри которой прокладываются электрические коммуникации для скрытой проводки. Она закладывается в строительные блоки. Обычная трубка в результате падения блоков, их транспортировки, сдвига панелей и т.д. может быть безвозвратно испорчена. Однако трубка с «памятью формы» после обдува тёплым воздухом из фена восстанавливается полностью до своих первоначальных размеров.

Показал Николай Николаевич и дипломат лектора собственной конструкции, удобный для проведения занятий с группой из 30–50 человек: там располагаются цветные мелки, телескопическая указка (антенна от приёмника), часы-таймер, усилитель с микрофоном, слайд-проектор, электронный калькулятор, батарейки, конспект лекций и плакаты формата А2, хорошо видные из любой точки класса и содержащие минимальный объём информации в максимально доступной форме!

Л.В.Пигалицын рассказывает о широком спектре «компьютерных» возможностей

• Профессора сменил Лев Васильевич Пигалицын – «учитель, зажигающий звёзды» (так называют его в родном г. Дзержинске), энтузиаст внедрения в школу компьютерных технологий. Он рассказал о своём опыте обучения детей владению компьютером, показал, что компьютер можно использовать не только как пишущую машинку или проектор слайдов, но и как виртуальный физический прибор (подробнее см. с. 9–14). Другими словами, имея простенькую программу (учитель готов оказывать желающим и консультацию, и практическую помощь), вы можете прямо на дисплее своего компьютера создавать электронные приборы – осциллограф, звуковой генератор и др. – и проводить эксперименты с их помощью. А если уж вы не боитесь работать с паяльником, из компьютера можно делать датчики физических величин и измерять, например, время с точностью до миллисекунд! Вся технология этого «искусства» описана в дистанционном курсе «Школьная компьютерная физическая лаборатория» Педагогического университета «Первое сентября», который можно пройти в рамках повышения квалификации.

Мастер-класс ведёт Т. Ю. Кузьмичёва

• Затем последовал мастер-класс «Нестандартный урок. Формирование научной компетентности учащихся на уроках физики» учительницы физики тоже из г. Дзержинска Тамары Юрьевны Кузьмичёвой. Цель урока – научить детей не просто запоминать сообщаемую информацию, а думать и искать её самим. Это и есть самое актуальное теперь педагогическое направление – формирование ключевых и предметных компетенций. «Ученикам», в положении которых оказались гости марафона, были розданы ксерокопии статьи журналиста «АиФ» «Антарктиде осталось жить 33 года» с тревожной информацией: «В 2041 г. из-за огромной озоновой дыры растают льды Антарктиды, и океан затопит все прибрежные части суши». Неужели этому устрашающему прогнозу суждено сбыться? И «ученики» («научные сотрудники Института физики Земли») в процессе деловой игры искали (и нашли!) ответ. Это выступление опубликовано в рубрике «Дополнительные материалы» к № 16 на сайте газеты.

• Демонстрационные эксперименты с использованием новейшего отечественного оборудования и интерактивной доски (это выступление опубликовано в рубрике «Дополнительные материалы» к № 16/08 на сайте газеты https://fiz.1sept.ru) блестяще провели учительница Наталья Викторовна Андреева из Удельнинской гимназии (Московская обл.), сотрудник ИОСО РАО к.п.н. Геннадий Григорьевич Никифоров и генеральный директор ООО «Снарк» (производящей это оборудование, широко известное как серия «L-микро») к.т.н. Олег Александрович Поваляев. А учитель из г. Подольска (Московская обл.) Игорь Сергеевич Царьков продемонстрировал публике аппаратуру, позволяющую не только наблюдать броуновское движение на большом экране, но и количественно обсчитывать (впервые после самого Перрена!) результаты – показывать пропорциональность среднего квадрата смещения броуновской частицы от времени (заметим, что всю программно-компьютерную часть работы выполнил его ученик, теперь студент МВТУ им. Н.Э.Баумана, Павел Чеботарёв).

Геннадий григорьевич Никифоров и Олег Александрович Поваляев рассказывают о педагогической технологии исследований физических процессов с использованием новейшего оборудования серии «L-микро»

Г.Г.Никифоров показывает, как эффектно демонстрировать затухающие колебания

И.С.Царьков, Г.Г.Никифоров и Н.В.Андреева готовятся к демонстрации

Но самый поражающий воображение опыт был выполнен вообще практически без технических средств: на глазах публики два зачищенных (специальным ножом фирмы «L-микро»!) и прижатых (с помощью специального пресса фирмы «L-микро»!) свинцовых цилиндра выдерживали вес пятилитровой бутыли с водой! А по словам автора эксперимента, И.Царькова, выдерживают и вес самого (немаленького!) экспериментатора.

Пятилитровая бутыль удерживается за счёт сил взаимного притяжения молекул свинца

• Завершилась секция в конференц-зале феерическим выступлением учителя из г. Воскресенска (Московская обл.) Алексея Николаевича Долгушина «Презентация как интерактивное средство обучения». Лектор показал, как, используя гиперссылки и анимационные эффекты, можно быстро переходить от одной серии слайдов к другой, от вопросов и заданий – к ответам и их оценке. Всё это экономит время урока, что особенно важно при теперешнем (и всё прогрессирующем) сокращении «часов» на предмет (см. с. 24).

• Параллельно в малых аудиториях гостей марафона знакомили со своими новинками и планами издательства: о методах обучения решению задач рассказала проф. МГСУ к.ф.-м.н. Н.А.Парфентьева, о новых электронных образовательных ресурсах в составе УМК «Сферы» – В.Жумаев (изд-во «Просвещение»), о своих учебниках – д.ф-.м.н., директор МОУ СОШ № 2007 Александр Васильевич Бунчук и к.п.н. Светлана Анатольевна Тихомирова (изд-во «Мнемозина»), о новой форме проведения итоговой государственной аттестации выпускников основной школы (9-й класс) – проф. МПГУ д.п.н. Наталья Сергеевна Пурышева, о подготовке выпускников старшей школы (11-й класс) – проф. МЭИ (ТУ) к.ф.-м.н. Валерий Алексеевич Касьянов (изд-во «Дрофа), о своём УМК – наши украинские коллеги – к.ф.-м.н. Лев Элевич Генденштейн и учитель-методист Леонид Анатольевич Кирик (изд-во «Илекса»).

Слева: Наталья Александровна Парфентьева, к.ф.-м.н., проф. МГСУ, рассказывает, как научить решать задачи по физике. Справа: автор популярнейшего учебника Валерий Алексеевич Касьянов с приехавшими на марафон учителями физики из г. Орла и Эрой Мануиловной Браверман, долгое время руководившей журналом «Физика в школе» (крайняя справа)

Авторы учебников: С.А.Тихомирова, А.В.Бунчук, Н.С.Пурышева.

Авторы учебников Л.Э.Генденштейн и Л.А.Кирик знакомят со своим УМК: учебники для 10-го и 11-го классов, сборники задач, тетради для лабораторных работ, рабочие тетради для учащихся, методические материалы для учителя и так называемый «генератор тестов» (направленный на помощь в подготовке к ЕГЭ). Среди пришедших на марафон учителей нашлось немало тех, кто уже попробовал работать по ним (в рубрике «Дополнительные материалы» к № 16/08 помещён отзыв учителя МОУ СОШ № 27 Н.Л.Голевой). И поскольку новые учебники понравились, педагоги охотно делились своим мнением с коллегами. Практически все выступающие отметили «концентрированность и компактность» размещения учебного текста, а также его простоту и доступность. Учителям пришлись по вкусу и замечательные картинки-анимашки, иллюстрирующие текст на прилагающемся к учебникам CD-диске. Итог мероприятия, пожалуй, лучше всего выразила одна из участниц круглого стола: «Буду переходить на новые учебники».

• Но, пожалуй, самой популярной оказалась секция «Видеоколлекции», составленная из видеофильмов, которые прислали читатели в газету «Физика». В них нам рассказали о подобных марафонах, которые успешно прошли в Челябинске, Липецке, Наро-Фоминске (Московская обл.), Прокопьевске (Кемеровская обл.), а также в Нижегородской области и Приморском крае. Где-то они проводились один день, где-то – неделю. Сроки не меняют сути мероприятия – оно открыто для всех, каждый мог свободно представить свои работы, поделиться мнением, мог свободно переходить из одной аудитории в другую, как на выставке, задавать вопросы и тут же получать ответы. Конечно, в каждом регионе была своя специфика, связанная с преобладающими педагогическими тенденциями, подготовленностью аудитории, материальными возможностями. Например, преподаватель ПУ № 11 п. Бавлены (Владимирская обл.) Любовь Фёдоровна Гуркович в рамках небольшого районного мероприятия, посвящённого музейному делу, устроила открытую выставку занимательных опытов, увиденных на нашем марафоне, и сумела увлечь физикой людей, даже не имеющих к ней отношения, не говоря уже о студентах своего училища.

На первый взгляд, кажется совершенно аномальным – прокручивать фильмы на форуме, предназначенном для свободного открытого общения педагогов. Но таковы реалии нашей жизни, которые мы должны учитывать. Анализ публикаций показал, что в нашей газете «Физика» за два последних года было опубликовано 25 статей, рассказывающих об использовании компьютера на уроках физики, из них половина – сценарии уроков (в журнале «Физика в школе» – 12 аналогичных статей, из них 3 – уроки). Пять лет назад таких материалов были считанные единицы. Всё больше учителей начинают активно использовать мультимедийные средства: «столько, сколько нужно» сейчас использует компьютер примерно пятая часть опрошенных нами читателей, в то время как в 2004 г. их было всего 4%. Да и народная мудрость гласит, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

Представленные фрагменты уроков, демонстрационные эксперименты, занимательные и проблемные опыты нашли живой отклик у наших гостей – они копировали на электронные носители, переписывали на флэшки, фотографировали опыты непосредственно с экрана, записывали комментарии и электронные адреса и телефоны авторов. Некоторые видеоролики уже демонстрировались на предыдущих Марафонах, но интерес к ним не уменьшился, да и как не увлечься работой таких мастеров! Например, повторно демонстрировалась коллекция опытов, представленная учителями из г. Прокопьевска под руководством Е.М.Раводина (описаны в Прокопьевском спецвыпуске № 20/2006), видеодемонстрация автоколебаний проводящей пружины, кончик которой опущен в соляной раствор (статья А.Г.Новака в № 11/2006), фильм о самодельных приборах и устройствах С.Г.Маюрова из п. Епишино Красноярского края (упомянут в отчёте о Марафоне-2006 С.Я.Ковалёвой в № 19/2006).

Видеодемонстрация автоколебаний проводящей пружины, кончик которой опущен в соляной раствор (А.Г.Новак, СОШ № 24, г. Тольятти, Самарская обл.)

Самодельная установка С.Г.Маюрова (п. Епишино, Красноярский кр.) с легкоподвижными тележками для демонстрации серии опытов по механике, оптике и др.

А.В.Новиков (МОУ лицей № 124, г. Барнаул, Алтайский кр.) представил фрагмент урока с применением оборудования серии «L-микро» и интерактивной доской. Очевидно, что такое оборудование позволяет педагогу по-другому организовать и объяснение, и опрос. Например, автоматическое построение графиков в реальном времени заставляет по-новому ставить вопросы к изучаемому материалу. Важно, что при этом учащиеся наблюдают и натурный эксперимент, и его компьютерную обработку. Подробное описание урока см. в № 15/2008.

А.В.Новиков (лицей № 24, г. Барнаул, Алтайский кр.): натурный эксперимент – датчик почти не греется, когда рука экспериментатора над ним, и быстро нагревается, когда рука экспериментатора под ним, – сопровождается автоматическим вычерчиванием графиков зависимости температуры от времени (оборудование серии «L-микро»)

О.М.Заборьева (г. Волжский, Сталинградская обл.) прислала прекрасно, с выдумкой выполненную её учеником видеозапись традиционного школьного конкурса «летающих бутылок» – соревнования старшеклассников на дальность запуска пластмассовых бутылок (описан в Волжском спецвыпуске № 6/2007) .

Праздник «Полёт бутылок» (О.М.Заборьева, МОУ СОШ № 30, г. Волжский, Сталинградская обл.)

Т.В.Гайдай (п. Молодёжный, Московская обл.) представила коллекцию видеороликов к урокам, на которых были сняты обычные опыты, требующие для демонстрации достаточно большое время. По мнению педагога, компьютер позволяет быстро и наглядно напоминать увиденное при первичном объяснении, при повторении материала, опросе, на зачёте и т.д. Обычно учителя на таких этапах урока заставляют перелистывать книгу или вывешивают соответствующие таблицы, картинки, демонстрируют кадры из диафильмов.

Л.П.Третьякова (г. Наро-Фоминск, Московская обл.) представила небольшой (на 2 мин), но удивительный фрагмент – движение мыльного пузыря под действием электростатического поля между обкладками конденсатора и визуализацию линий электростатического поля. Как поучительно и необычно! Эти опыты учитель поставила вместе с учениками в процессе изучения дистанционного курса В.В.Майера «Электростатика: учебный эксперимент».

Визуализация силовых линий на мыльном пузыре (Л.П.Третьякова, п. Молодёжный, Московская обл.)

А видеоролики московских учителей Л.А.Логинова (ЦО № 109) и Г.Ф.Туркиной (ГОУ ЦО «Технологии обучения. Школа дистанционной поддержки образования детей-инвалидов») напоминали cъёмки выступления фокусников – учителя зааплодировали. Например: юноша (с диагнозом «церебральный паралич»!) берёт обыкновенную банку с водой и опускает в неё обычные с виду бумажные ленты. И что бы вы думали? Одна лента, оказавшись в воде, мгновенно свёртывается колечком, другая – трубочкой, а третья – спиралью. А всё дело в том, как вырезали ленту: вдоль листа, поперёк или по диагонали! А вот вода налита в стакан, и школьник пытается установить в центре стакана теннисный шарик, подталкивая его пальцем. Но шарик упрямо отплывает к стенке. Цель недостижима? «Просто дольём воды», – спокойно говорит ученик. И когда вода образует выпуклый мениск, шарик «безо всякой помощи» устанавливается по центру.

Г.Ф.Туркину (г. Москва) долго не отпускали – многое хотелось выяснить до конца и сразу

Ещё один сюжет: школьники макают в мыльный раствор обруч и, поднимая его из «бассейна», делают огромные, выше человеческого роста, мыльные пузыри. «1 литр “Ферри“, 10 г желатина, 6 столовых ложек сахарного песка, 8 л воды…» – раскрывают рецепт волшебного раствора авторы проекта К.Астабацян и А.Акопян (лицей № 1575, г. Москва, учитель Т.Е.Воронина).

Предлагаем нашим читателям начать работу над обобщением самого интересного в своей практике уже сейчас и ждём ваши бандероли, чтобы на следующем марафоне поразить новыми находками коллег, как и на этом празднике физики.

Успехов всем в творческом поиске! Ждём ваши работы!

С.Я.КОВАЛЕВА, Н.Д.КОЗЛОВА, Н.Ю.МИЛЮКОВА

Фото О.Б.Лущекиной, С.Я.Ковалевой, Е.Крылова, Н.Ю.Милюковой