Методические страницы

Сайты интернета в деятельности учителя физики

Интернет стремительно вошёл в школьную жизнь, и многие коллеги регулярно используют ресурсы всемирной паутины в своей работе. При удачном подборе материала подобная практика бывает весьма полезна, да и авторитет учителя значительно повышается, если ученики видят, как уверенно их наставник путешествует по сети. Тем более что сами они «полным ходом» стараются пользоваться ресурсами интернета. К сожалению, иногда случается так, что работа в сети крайне неэффективна. Наверное, практически каждый может вспомнить случаи, когда не удавалось найти нужную информацию за разумное время.

Если немного помечтать о будущем интернета для учителя физики, то, на наш взгляд, имеются две перспективы: дальняя – сделать максимально быстрым и удобным поиск информации к уроку; ближняя – структурировать ресурсы сети. И вот эта, ближняя, перспектива кажется нам достаточно реальной.

О каких конкретно ресурсах идёт речь? Прежде всего это электронные версии наиболее качественных печатных педагогических изданий: газеты «Физика-ПС», журналов «Квант» и «Потенциал», материалов с персональных сайтов учителей физики (а таковых уже немало!). К сожалению, у всех ресурсов имеются существенные недостатки, и один из главных – трудность поиска информации. Мы предлагаем свой подход к структурированию материалов из журналов «Квант» и «Потенциал» и различные способы их использования.

Известно, что наибольшее затруднение вызывает решение задач, особенно если нужно использовать математические преобразования, пусть и минимальные. Поэтому так важно иметь в копилке набор задач, способных «зажечь» даже тех учащихся, которые не испытывают к физике особых пристрастий.

Рассмотрим в качестве примера тему «Закон сохранения импульса». Какие полезные ресурсы, рассчитанные на учащихся с самой разной подготовкой, кругом интересов и мотивацией к обучению можно найти в любимых нами журналах? Всегда вызывает живой интерес задача о ковбое. Иногда в кинофильмах бывают эпизоды, когда пуля попадает в героя, и он отлетает назад на несколько метров. Случается ли такое в реальной жизни? Ответ можно получить, решив оценочную задачу: оцените скорость человека сразу после попадания в него пули. Поскольку задача оценочная, придётся самим задать необходимые данные. Например, принять массы равными соответственно 100 кг и 10 г, а скорость пули 300 м/с. Если условие этой оценочной задачи переформулировать, то получится обычная:

• Пуля массой 10 г, летящая со скоростью 300 м/с, попадает в неподвижно стоящего человека массой 100 кг и застревает в нём. Определите скорость человека сразу после попадания в него пули.

Решение опирается на закон сохранения импульса, и ответ (3 см/с) не нуждается в особых комментариях.

Ребят с более серьёзной математической подготовкой может заинтересовать задача о попадании пули в скатывающийся с наклонной плоскости ящик.

• По гладкой наклонной плоскости с углом α = 30° при основании скользит ящик с песком массой М = 10 кг. Когда в ящик попадает пуля массой m = 10 г, летевшая горизонтально, он останавливается. Определите скорость пули, если непосредственно перед попаданием скорость ящика равнялась υ = 0,2 м/с.

Весьма непривычно, что ответ связан с выбором направления оси координат, а следовательно, неоднозначен. С таким учащиеся не сталкивались в школьном курсе, ведь при изучении кинематики и динамики они были уверены (и совершенно справедливо!), что ответ в задаче не зависит от выбора направления осей координат, а в этой задаче – явно зависит.

Действительно, если ось X направить горизонтально, то, учитывая, что проекция импульса на это направление сохраняется, получим Mυcosα – mu = 0, откуда искомая скорость пули

Если же выбрать направление оси вдоль скорости движения ящика, то и результат будет другим:

Следовательно, по крайней мере один из ответов неверен.

Давайте рассмотрим более детально физические процессы, происходящие в момент попадания пули в ящик: резко возрастает сила реакции, действующая на ящик со стороны наклонной плоскости, поэтому импульсом этой силы даже при кратковременном воздействии пренебрегать нельзя. Зато можно выбрать ось, перпендикулярную силе реакции. Для этого нужно направить эту ось вдоль наклонной плоскости, тогда проекция импульса системы ящик–пуля на выбранное направление сохранится. Таким образом, верным оказывается второй вариант решения задачи.

Очень полезно рассмотреть ещё и ситуацию, когда ящик движется равномерно по наклонной плоскости с трением, но подобный анализ с восторгом воспримут далеко не все: в любом классе найдутся ученики, для которых подобные математические хитрости и физические тонкости просто скучны. Таким ребятам можно предложить задачу о двух дворниках.

• Две одинаковые тележки, на которых находятся два одинаковых дворника, движутся по инерции с одинаковыми скоростями параллельно друг другу. В некоторый момент времени на тележки начинает падать снег равномерным потоком. Дворник, стоящий на одной из тележек, сбрасывает снег всё время вбок, а на второй тележке дворник спит. Какая из тележек быстрее пройдёт одно и то же расстояние?

Оказывается, что ответ можно получить на качественном уровне, практически без формул. Итак, рассмотрим неупругое столкновение двух тел, одно из которых первоначально покоилось. Очевидно, чем больше масса движущегося тела (при неизменной массе покоившегося), тем меньше изменится его скорость. Но ведь именно этот случай и описан в данной задаче (конечно, в направлении горизонтальной оси, перпендикулярной направлению движения снега). Масса тележки со снегом и спящим дворником оказывается больше массы тележки с его коллегой, который старательно освобождает тележку от снега. Следовательно, именно тележка ленивого дворника будет медленнее тормозить и быстрее пройдёт одно и то же расстояние. Заметим, кстати, что выброс снега вбок не изменяет скорость тележки, т.к. трение колёс о поверхность земли не даёт ей возможность двигаться в перпендикулярном к движению направлении.

В сети можно найти не только интересные вопросы и задачи, но и множество видеоматериалов, например, космическое видео, где так или иначе используется закон сохранения импульса. А уж подобные «вставки» в трудовые будни урока редко кого из ребят оставят равнодушными! Итак, для учащихся самых разных по мотивированности классов можно отыскать в сети достаточно интересный материал.

Только вот как быстро найти всё, что хотелось бы, к каждому уроку? Мы попытались на своём сайте «Рождественская физика» [bond1958.narod.ru], сайте, который который мы посвятили светлой памяти наших великих учителей – Анатолия Ивановича Наумова и Валентина Михайловича Шеймана, – собрать наиболее ценное, представить свой опыт развития индивидуальных, познавательных, творческих и иных возможностей учащихся. На нём есть страницы: микропроекты (проектно-исследовательская деятельность учащихся); подготовка к олимпиадам различного уровня; внеурочная работа (физбои, брэйн-ринги, турниры); копилка идей (отдельные удачные находки, прошедшие главную проверку – временем).

Пробежимся по страницам. Начнём с проектов. Одной из главных трудностей, стоящих перед учителем, является выбор тем, способных «зажечь» учащихся ещё в 7–8-м классах и в то же время не отпугнуть их своей сложностью. На сайте мы поместили список тем, учитывающих самые разные интересы и возможности учащихся: любителям искусства; любителям размышлять; любителям экспериментировать; любителям истории; любителям решать задачи; книголюбам и любителям интернета. Значительная часть тем взята с сайта журнала «Квант». Надо отметить, что журнал «Квант» выложил практически все свои ресурсы (за почти сорок лет существования) на сайте http://kvant.mirror1.mccme.ru/, однако, к сожалению, быстро найти нужную информацию нелегко (статьи сгруппированы по фамилиям авторов). На своём сайте мы расположили эти статьи по основным темам курса, и теперь, «кликнув» по ссылке, вы сразу попадаете на нужную статью. Второй замечательный журнал – «Потенциал» – ещё совсем молод, и электронных ресурсов в нём пока в маловато.

Следующая страница нашего сайта знакомит с работой по подготовке к олимпиадам. Предложенные задания позволяют провести отбор будущих олимпийцев, познакомить их с классическими олимпиадными задачами и оригинальными методами решения задач. Когда ребята подрастут, они будут всё чаще заходить на сайт «Кванта», откроют для себя рубрики «Школа в „Кванте“», «Калейдоскоп „Кванта“», «Практикум абитуриента» и многое другое.

Ещё одна страница посвящена вне­урочной деятельности: организации ежегодных турниров (см. «Физику-ПС» № 39/2004 и № 3/2008), вечеров, посвящённых журналам «Потенциал» и «Квант» (недавно у нас в гостях был заместитель главного редактора «Кванта» к.ф.-м.н. А.И.Черноуцан).

Все наши публикации – журнальные и электронные – мы также поместили на своём сайте. Там же ссылки на сайты, которыми мы и наши ученики пользуемся регулярно. Есть отдельные странички с физическими сказками, календарями памятных дат, а в «Копилке идей», например, советы, как можно связать наш любимый предмет с литературой или праздником.

С нашего сайта есть прямой выход на второй наш ресурс «Физика вокруг нас и в лицее 1501» [physics.lyceum1501.ru], который просуществовал уже более года. Там есть «Книга физических рекордов нашего лицея», репортажи с олимпиад, подборка задач с псевдорешениями, детективно-физические истории, отчёты о турнирах знатоков и многое другое. Недавно появилось ещё одно приложение – «Новости от Максима» [kmv-max.narod.ru/home.htm], созданное лицеистом Максимом Колесником.

Радует, что все наши ресурсы пользуются популярностью среди учащихся – счётчик посещений ясно показывает, какие материалы являются наиболее интересными.