Використання структурно-логічних схем для формування основних понять квантової фізики

УДК 371.3

Куцак С., Тищук В.

Рівненський державний гуманітарний університет

Загальновизнано, що в кожному розділі предмету має бути чітко виділене саме головне, істотне і саме на цей мате­ріал акцентована увага учнів. Тому актуальною стає проблема гене­ралізації, науково обгрунтованого відбору та система­тизації нав­чаль­ного матеріалу. Досвід показує, що ефективною у вирішенні цієї проблеми є спосіб подачі методологічних основ шкільного курсу фізики за допомогою структурно-логіч­них схем (СЛС). Під СЛС розуміють логічну структуру, що містить систему елементів нав­чального матеріалу, які скла­дають єдине ціле на основі при­чинно-наслідкових зв¢язків і правил формальної логіки. Відбір ма­те­ріалу для створення СЛС по відповідній структурі курсу фізики здійс­нюється на ос­нові вказівок програми. В зміст СЛС вклю­чаються ті елементи, які в програмі виділені як основні знання.

Виокремлюють п’ять основних типів СЛС, вони репрезен­тують:

1) структуру; 2) теорію; 3) закон; 4) поняття; 5) процес. Мак­си­мально відчутний ефект включення СЛС у навчальний процес мож­ливий лише при своєчасному їх використанні. При цьому вдаєть­ся: а) перенести акцент із заучування на глибоке осмис­лення навчального матеріалу, завдяки чому відбувається міцне зас­воєння ключових фактів, ідей, закономірностей, зако­нів науки; б) акцентувати увагу учнів на основних ознаках фі­зичного понят­тя, порівнювати близькі за змістом поняття, що вводяться.

Введення основ квантової фізики в загальноосвітню шко­лу є складною дидактичною задачею. Мала наочність кванто­во-меха­ніч­них об’єктів (частинка-хвиля), складність математич­ного апара­ту, незвичайність її вихідних ідей і понять створюють методичні склад­ності [1].Тому на формування основних понять даного роз­ділу, а особливо на їх узагальнення слід звернути особливу увагу.

Перевагою використання СЛС над опорними сигналами і конс­пектами в тому, що для опорних сигналів характерним є фік­сування найбільш важливих моментів і короткість запису, але відсутні логічні зв’язки у записах, що веде до швидкого забування. Впровадження СЛС дозволяє вивчати теоретичний матеріал бло­ками, грунтовніше впроваджувати принципи інди­відуалізації нав­чальної діяльності і диференційованого підходу до учнів, забез­печити систематизацію і узагальнення навчаль­ного матеріалу, у визначений вчителем час провести в тій чи іншій формі опитування учнів. Для прикладу покажемо вико­ристання СЛС для пояснення явища радіоактивності. СЛС бу­дується протягом кількох (4-5) уроків, весь час доповнюючись новими елементами, відповідно до розширення знань учнів про явище радіоактивності.

Так, на 1-му уроці учні записують загаловок “Радіо­актив­ність”. Далі вчитель знайомить учнів з історією відкриття явища при­родної радіоактивності [2] та його властивостями і підводить учнів до висновку про те, що радіоактивністю нази­вається влас­тивість самовільно випускати випромінювання, а радіоактивними ре­човинами називають такі речовини, які ви­пускають це випро­мінювання. Особливу увагу на уроці слід приділити з’ясуванню природи радіоактивного випромінювання та підвести учнів до ро­зу­міння, що: 1) альфа-частинка – ядро атому гелію; 2) бета-час­тинки – швидкі електрони; 3) гама-промені – високочастотні елект­ромагнітні випромінювання.

На 2-му уроці за складеною СЛС проводять опитування і роб­лять підсумок вивченому на попередньому уроці, продов­жують вивчення явища радіоактивності. Вчитель наголошує, що природа радіоактивного випромінювання вказує на само­вільний роз­пад атомних ядер радіоактивних елементів. В ході уроку ос­нов­на увага приділяється з‘ясуванню природи a,b,g- розпаду, особ­ливо – з’ясуванню процесу b-розпаду, адже тут учні знайом­ляться з теоретичним передбаченням, а згодом і відкриттям нейт­ріно.

На 3-му уроці, повторюючи згідно СЛС вивчений мате­ріал, учні знайомляться з явищем штучної радіоактивності. Вчитель наголошує, що штучно створені радіоактивні ізотопи можуть давати новий тип радіоактивного розпаду – з випро­мінюванням позитрона.

Далі, на 4-му уроці вчитель знайомить учнів з експе­ри­ментальними методами реєстрації заряджених частинок, які ви­пу­с­каються в результаті радіоактивного розпаду, а саме: – за до­по­­могою іонізаційної камери, камери Вільсона, лічильника Гей­ге­ра-Мюллера, фотоемульсійного методу, методу іскрових камер [3].

На 5-му уроці учні вивчають закон, який описує радіо­актив­ний розпад. Учитель наголошує, що закон радіоактивного розпаду носить статистичний характер і справджується лише для великої кількості атомів. Далі вчитель пояснює, що радіо­активні атоми ха­рак­теризуються активністю, середнім часом життя, періодом пів­роз­паду та ймовірність розпаду і в ході уроку виводить співвід­ношення, які характеризують ці вели­чини.

Найбільшу “прибавку в знаннях” від роботи із СЛС мають уч­ні, які характеризуються середньою успішністю. Саме засто­су­вання СЛС для узагальнення основних понять квантової фізики допомагає їм краще зрозуміти закономірності, закони, зв’язки між явищами мікросвіту, логіку даного розділу; допомагає зорієн­туватися в тому обсязі знань, який здобули в процесі навчання.

Література:

1. Бугайов О.І. Вивчення атомної та ядерної фізики в школі. – К.: Рад. шк.; 1982. – 158 с.

2. Рогаля А.М., Тищук В.І. Учням про відкриття явища радіоактивності. – Наша школа (м.Одеса), №6. 1995. – С. 42 - 45.

3. Шахмаев Н.М., Павлов Н.И., Тищук В.И. Физический експеримент в средней школе: Колебания и волни. Квантовая физика. – М.: Просвещение, 1991.-223 с.

Дата добавления: 2015-07-08