О РОЛИ ФИЗИКИ…

Кириллов А.М., учитель физики гимназии № 44 г. Сочи

Ни у кого не будет возражений по поводу того факта, что современный мир пожинает плоды развития физической науки. Современному человеку невозможно представить себе жизнь без телевизора, холодильника, телефона, автомобиля, интернета и т.д. Без знания физики человеку сложно представлять себе процессы, происходящие в нашем технологическом обществе, а тем более оказывать на них влияние.

Физика является мировозренческим предметом. «Физика без нравственных ориентиров превратится в монстра, и потомки будут вспоминать все, что с ней связано - с проклятием» (Суханов В.Н.). Общество несет огромные потери, но мы к этому уже привыкли и не замечаем. Без гуманных отношений любая наука не нужна. Физика, в свою очередь, должна выступать не только потребителем гуманитарных идей, но и проводить их разработку. Таким образом, одно из главнейших направлений физики - ее гуманизация. Физика из беспристрастной науки, о наиболее простых формах движения материи, должна стать наукой просветительской, наукой ведущей человечество по жизни. Новые знания и технические возможности, несомненно, послужат укреплению и развитию общества позитивного и созидательного. Депрессивное общество испытает их разрушительное действие. Не нужно опасаться новых возможностей науки и техники (технический и научный прогресс не остановить), но следует заботиться о жизнеспособности общества, о его моральном здоровье.

Плоды любой науки могут быть как величайшим благом, так и величайшим злом. Все зависит от того, в чьи руки попадут знания. Ярким примером, являются успехи в атомной и ядерной физике. В этом случае благом является, так называемый, «мирный атом». В условиях дефицита энергетических ресурсов атомная энергетика для многих стран является практически безальтернативным выбором. Величайшее зло – это атомное и ядерное оружие массового уничтожения. Вспомните атомные бомбардировки японских городов в 1945 г. Говоря об атомной бомбе, американский физик Роберт Оппенгеймер воскликнул: «Мы сделали работу за дьявола».

Само по себе знание не несет никакой нравственной нагрузки. Однако это справедливо лишь до тех пор, пока оно (знание) не превращается, к примеру, в атомную бомбу, приборы для тотального воздействия на психику или для вмешательства в генетический аппарат. "Какая физика!", "Как тысяча солнц!" - вот фразы, которыми встретили создатели атомной бомбы взрывы в Хиросиме и Нагасаки. Вряд ли можно говорить о том, что они стояли на нравственной позиции. Это позиция стояния над добром и злом, любование красотой созданной человеским гением силы без учета страданий и гибели многих тысяч невинных жертв.

Наука, пронизанная гуманистической нравственностью, несет великое благо для всего человечества, в то время как наука, равнодушная к последствиям собственных деяний, оборачивается разрушением и злом.

В процессе формирования гармонически развитой личности элементы естественнонаучной и гуманитарной составляющих мировой культуры должны образовывать тот цельный образ реальности, который позволит учащимся свободно ориентироваться в окружающем мире. Поэтому физику следует рассматривать во всех ее формах и проявлениях, в причинно-следственной зависимости от остальных сторон человеческого бытия. Современное преподавание физики в школе должно быть в необходимой степени гуманитаризованным. В этом случае научные знания будут восприниматься учащимися не только разумом, но и сердцем.

Для достижения этой цели необходимо гибкое и тактичное воздействие на интеллектуально-эмоциональный мир ученика, добиваясь от него: во-первых, ясности в пользе от усвоения физических знаний и от сознательного участия в самих занятиях физикой; во-вторых, очевидности культурной ценности физического образования.

При рассмотрении фундаментальных физических понятий, идей, представлений прибегать к помощи историко-научного и социокультурного подходов. В рамках этого на уроках необходимо систематическое:

1) привлечение внимания учащихся к таким вопросам: физика как наука (научные знания, ее методы исследований) и как вид деятельности; красота эксперимента и теории; соотношение рационального и интуитивного в ходе исследований; связь достижений науки с заблуждениями; противостояние науки и лженауки; польза, получаемая от науки отдельной личностью и всем человечеством.

2) рассмотрение на уроках взаимодействия науки с другими сторонами жизни человечества, например, со следующих ракурсов: человек как объект физического познания; наука, философия и религия; наука, идеология и политика государства; достижения физики в других науках и технике, в разгадывании таинственных явлений; отображение науки в литературе и искусстве; научная жизнь своего края.

3) обращение к материалу о личностях выдающихся деятелей науки. Раскрытие на уроках их творчества, образца терпения, мысли, труда и высочайшего профессионализма, должны побуждать у учащихся романтику поисков своего назначения в жизни, стремление развивать свои наклонности, свои усилия в планировании своей будущей профессиональной деятельности.

            Ниже приведены некоторые элементы, используемые в учебном процессе на уроках физики в гимназии № 44 г. Сочи.

Цитатник

            В устной форме или в компьютерной презентации приводятся цитаты известных ученых и исторических личностей. Вот некоторые из них. «Мы сделали работу за дьявола» (Р. Оппенгеймер об атомной бомбе). «Если ты не будешь искать – другие найдут» (Р. Оппенгеймер). «Не суди о своем величии по своей тени при заходе солнца» (Пифагор). «Гений – это 1 процент вдохновения и 99 процентов пота» (Т. Эдисон). «Три стадии признания научной истины: первая – «это абсурд», вторая – «в этом что-то есть», третья – «это общеизвестно»» (Э. Резерфорд). «Есть только две бесконечные вещи: Вселенная и глупость. Хотя насчет Вселенной я не вполне уверен», «Национализм – детская болезнь. Это корь человечества», «Господь Бог изощрен, но не злонамерен» (А. Эйнштейн). «Кто неправильно застегнул первую пуговицу, уже не застегнется как следует» (И.В. Гете). «Слава – солнце мертвых» (О. Бальзак).

Личность ученого, исторический и политический фон

            Показывается портрет ученого (на экране с помощью мультимедийного проектора). Кратко рассказывается о личности данного ученого, а так же на фоне каких мировых и отечественных исторических (или политических) событий произошло то или иное научное открытие. Например, отмечается, что успехи в атомной и ядерной физике были подстегнуты противостоянием двух сверхдержав (СССР и США), начавшимся после окончания второй мировой войны («гонка вооружений»).

Физика в пословицах и поговорках

            Перед началом или после объяснения нового материала приводится пословица, имеющая прямое к нему отношение. «Не подмажешь – не поедешь» или «Пошло дело как по маслу» - о использовании смазки для уменьшения сил трения.

Это интересно

            Рассматриваются различные необычные проявления физических явлений, курьезные или забавные случаи (касающиеся научных открытий, физических явлений, шутки физиков) и т.п.

            Рассмотрим пример из отечественной истории. В августе 1851 года была запланирована первая поездка из Петербурга в Москву императора Николая I. Начальник строительства дороги, генерал Клейнмихель, чтобы подчеркнуть торжественность события, приказал первую версту железнодорожного пути покрасить белой масляной краской. Императорский поезд первым пройдет по нетронутой белизне уходящих вдаль рельсов. Однако Клейнмихель не учел одного обстоятельства, он забыл о смазочном действии масляной краски, уменьшающем трение, - паровоз буксовал на месте и не мог сдвинуться с места. Однако, выход был найден. Жандармы, подобрав полы шинелей, бежали эту версту перед поездом и посыпали песком покрашенные рельсы (для увеличения силы трения).

Физика в литературе

Давний спор «физиков» и «лириков»: что важнее, физика или литература? Одни учащиеся говорят: «Я гуманитарий, зачем мне физика?» Другие, наоборот, признают только физику или математику. Однако, противостояния между физикой и литературой нет. Человек, думающий о своем гармоническом развитии, с интересом изучает и физику, и литературу.

Приводятся примеры присутствия физических законов и явлений в поэзии и прозе. Говорится о необходимости знания писателем физики. Вся научно-фантастическая литература основана на физических законах. И чаще всего писатель очень грамотно применяет законы физики. Читатель, знающий физику, без труда докажет невозможность или ошибочность какого-либо явления (события) описанного писателем, намеренно или ненамеренно допустившим физическую ошибку. Например, исходя из законов Ньютона, можно утверждать, что барон Мюнхгаузен никогда сам себя за волосы не вытаскивал из болота.

            Говорится о том, что некоторые физические термины пришли из литературы. Например, известно, что составные части атомных ядер (протоны и нейтроны) состоят из кварков (т.е. весь мир состоит из кварков). А как возникло это название? Оно было заимствовано М. Гелл-Манном (амер. физик, Нобелевский лауреат) из романа ирландского писателя Дж. Джойса «Поминки по Финнегану». В романе это слово означает нечто двусмысленное и таинственное; герою снится сон, где чайки кричат: «Три кварка для мистера Марка». Термин вошёл в научный обиход, возможно, потому, что соответствовал двусмысленной и таинственной роли кварка в физике.

            Рассказывая об электронах и строении атома, можно привести стихотворение «Мир электрона» В.Я. Брюсова.

Быть может, эти электроны -

Миры, где пять материков,

Искусства, знанья, войны, троны

И память сорока веков!

Еще, быть может, каждый атом -

Вселенная, где сто планет;

Там все, что здесь, в объеме сжатом,

Но также то, чего здесь нет.

            При решении, качественных и количественных задач, в качестве условий приводятся отрывки литературных произведений. Например, «Герой рассказа О’Генри поддал ногой поросенку с такой силой, что тот полетел, «опережая звук собственного визга». Какую силу нужно приложить, чтобы это могло произойти в действительности? Массу поросенка примите равной 5 кг, а продолжительность удара 0,01 сек». Или «Ихтиандр - герой фантастического романа А. Беляева «Человек-амфибия» рассказывает: «Дельфины на суше гораздо тяжелее, чем в воде. Вообще у вас тут все тяжелее. Даже собственное тело». Прав ли автор романа? Объясните».

Физика в живописи

При создании компьютерных презентаций по физике используется богатый иллюстративный материал, источником которого является сеть Internet.

Несомненна связь живописи с разделом физики «Оптика»: линейная перспектива (геометрическая оптика), эффекты воздушной перспективы (дифракция и рассеяние света в воздухе), цвет (дисперсия, физиологическое восприятие, смешение, дополнительные цвета). На примере живописных полотен иллюстрируются и объясняются оптические явления.

Много иллюстраций можно подобрать на законы отражения и преломления света. Например, изображение перевернутого пейзажа на спокойной поверхности воды, зеркала с заменой правого на левое и сохранением размеров, формы, цвета. Картины с радугой - при объяснении явления дисперсии света.

Много картин прямо или косвенно изображают какое-либо физическое явление. Рисунок (в учебнике 7 класса по физике А.В. Перышкина), иллюстрирующий опыт с магдебургскими полушариями для доказательства силы атмосферного давления, яркое тому подтверждение.

Межпредметные связи

            Связи с историей, литературой рассмотрены выше. На уроках рассматриваются так же взаимодействие физики с другими дисциплинами, изучаемыми школьниками.

Особенно часто речь идет о математике: «Математика – царица наук, но служанка физики». Известный афоризм, подчеркивающий невозможность существования физики без математики. Примеры: функциональные зависимости, логарифмы, тригонометрические функции и многое другое. Без математического аппарата физика не была бы наукой (функция любой науки – предсказательная), она свелась бы к описанию явлений (природоведение). Математика – инструмент, которым пользуется физика.

При рассмотрении строения атомов и молекул вспоминаем химию.

Обсуждаются вопросы, являющиеся предметом изучения географии. Например, конвекция и ее влияние на формирование погоды и климата; атмосферное давление; приливы и отливы.

Связь с биологией можно продемонстрировать следующим примером. Глухие, у которых уцелело внутреннее ухо, могут танцевать под музыку: звуки достигают до их слуховых нервов через пол и кости. Это говорит о том, что звуки распространяются в твердых телах. Также подчеркиваются вредные влияния на здоровье человека тех или иных физических явлений и технических устройств (например, вредное воздействие сотовых телефонов, как источников высокочастотного электромагнитного излучения).

Часто обозначения физических величин являются первой буквой от соответсвующего английского слова. Например, мощность – power, скорость – velocity, ускорение – acceleration. Отмечая это на уроках физики, устанавливаем связь с английским языком.

Физика и техника

            Раскрывается взаимное влияние развития физики и техники друг на друга. Развитие физики приводит к совершенствованию измерительных приборов. Совершенствование же измерительной техники позволяет глубже понять физические процессы. Приводятся примеры такого взаимовлияния; в компютерных презентациях используются фотографии и рисунки, иллюстрирующие связь физики и техники.

Заключение

             Таким образом, физика, являясь вплетенной в человеческую культуру, не может находиться в стороне от проблем, стоящих перед человечеством. Это и проблемы физического характера (глобальное потепление, истощение ресурсов, загрязнение окружающей среды и др.) и проблемы духовно-нравственные (духовная деградация общества, жажда богатства или славы, пьянство, наркомания и др.).