Развитие модельных представлений у учащихся при изучении атомной физики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Минобрнауки России

ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы Минина»

Факультет естественных, математических и компьютерных наук

Кафедра физики, теории и методики обучения физики

Курсовая работа

Развитие модельных представлений у учащихся при изучении атомной физики

Выполнил:

студент 5 курса

Мартынов Богдан Игоревич

Нижний Новгород 2013

Оглавление

Введение

1. Роль моделирования в формировании научного мышления школьников. Понятие физического моделирования

1.1 Моделирование как средство экспериментального исследования

1.2 Моделирование и научно-технический прогресс, использование моделирования в учебном процессе

2. Методика развития модельных представлений при изучении атомной физики в школе

2.1 Особенности изучения атомной физики

2.2 Описание моделей и модельных представлений из частей определенных уроков

Заключение

Литература



Введение

Сегодня перед школой поставлены задачи формирования нового человека, повышения его творческой активности. Вооружая знаниями, воспитать интеллектуально развитую личность, стремящуюся к познанию. Выдвигается на первый план задача - интеллектуальное развитие и прежде всего таких его компонентов, как интеллектуальная восприимчивость, способность к усвоению новой информации, интеллектуальная мобильность, т.е. подвижность, гибкость мышления. Именно эти качества являются условием существенной адаптации человека к быстро меняющимся условиям реальной жизни.

Применение в школьном курсе физики моделирования как метода учебного познания является одной из основных задач школьного физического образования, поскольку способствует становлению правильных представлений о современной научной картине мира, формированию научного мировоззрения, развитию творческого мышления, а также позволяет учащимся проводить на своем уровне научные исследования явлений, процессов, объектов.

Моделирование как познавательный прием неотделимо от развития знания. Практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения часто является построение модели, отображающей какую-то грань реальности и потому многократно более простой, чем эта реальность, и исследование вначале этой модели.

1. 

1. Роль моделирования в формировании научного мышления школьников. Понятие физического моделирования

модель ядерная физика

Модель (лат. modulus - мера) - это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.

Модель - создаваемый с целью получения и (или) хранения информации специфический объект (в форме мысленного образа, описания знаковыми средствами либо материальной системы), отражающий свойства, характеристики и связи объекта - оригинала произвольной природы, существенные для задачи, решаемой субъектом.

Моделирование - процесс создания и использования модели.

Цели моделирования:

-познание действительности;

-проведение экспериментов;

-проектирование и управление;

-прогнозирование поведения объектов;

-тренировка и обучения специалистов;

-обработка информации.

Классификация по форме представления:

1. Материальные - воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение (детские игрушки, наглядные учебные пособия, макеты, модели автомобилей и самолетов и прочее).

а) Геометрически подобные масштабные, воспроизводящие пространственно-геометрические характеристики оригинала безотносительно его субстрату (макеты зданий и сооружений, учебные муляжи и др.);

б) Основанные на теории подобия, воспроизводящие с масштабированием в пространстве и времени свойства и характеристики оригинала той же природы, что и модель, (гидродинамические модели судов, продувочные модели летательных аппаратов);

в) Аналоговые приборные, воспроизводящие исследуемые свойства и характеристики объекта оригинала в моделирующем объекте другой природы на основе некоторой системы прямых аналогий (разновидности электронного аналогового моделирвоания).

2. Информационные - совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с внешним миром.

а) Вербальные - словесное описание на естественном языке;

б) Знаковые - информационная модель, выраженная специальными знаками (средствами любого формального языка):

-Математические - математическое описание соотношений между количественными характеристиками объекта моделирования;

-Графические - карты, чертежи, схемы, графики, диаграммы, графы систем;

-Табличные - таблицы: объект-свойство, объект-объект, двоичные матрицы и так далее.

3. Идеальные - материальная точка, абсолютно твердое тело, математический маятник, идеальный газ, бесконечность, геометрическая точка и прочее…

а) Неформализованные модели - системы представлений об объекте оригинале, сложившиеся в человеческом мозгу;

б) Частично формализованные:

-Вербальные - описание свойств и характеристик оригинала на некотором естественном языке (текстовые материалы проектной документации, словесное описание результатов технического эксперимента);

-Графические иконические - черты, свойства и характеристики оригинала, реально или хотя бы теоретически доступные непосредственно зрительному восприятию (художественная графика, технологические карты);

-Графические условные - данные наблюдений и экспериментальных исследований в виде графиков, диаграмм, схем.

в) Вполне формализованные (математические) модели.

Свойства моделей

1. Конечность: модель отображает оригинал лишь в конечном числе его отношений и, кроме того, ресурсы моделирования конечны;

2. Упрощенность: модель отображает только существенные стороны объекта;

3. Приблизительность: действительность отображается моделью грубо или приблизительно;

4. Адекватность: насколько успешно модель описывает моделируемую систему;

5. Информативность: модель должна содержать достаточную информацию о системе - в рамках гипотез, принятых при построении модели;

6. Потенциальность: предсказуемость модели и ее свойств;

7. Сложность: удобство ее использования;

8. Полнота: учтены все необходимые свойства;

9. Адаптивность.

Необходимо отметить:

1. Модель представляет собой «четырехместную конструкцию», компонентами которой являются субъект; задача, решаемая субъектом; объект-оригинал и язык описания или способ воспроизведения модели. Особую роль в структуре обобщенной модели играет решаемая субъектом задача. Вне контекста задачи или класса задач понятие модели не имеет смысла.

2. Каждому материальному объекту, вообще говоря, соответствует бесчисленное множество в равной мере адекватных, но различных по существу моделей, связанных с разными задачами.

3. Паре задача-объект тоже соответствует множество моделей, содержащих в принципе одну и ту же информацию, но различающихся формами ее представления или воспроизведения.

4. Модель по определению всегда является лишь относительным, приближенным подобием объекта-оригинала и в информационном отношении принципиально беднее последнего. Это ее фундаментальное свойство.

5. Произвольная природа объекта-оригинала, фигурирующая в принятом определении, означает, что этот объект может быть материально-вещественным, может носить чисто информационный характер и, наконец, может представлять собой комплекс разнородных материальных и информационных компонентов. Однако независимо от природы объекта, характера решаемой задачи и способа реализации модель представляет собой информационное образование.

6. Частным, но весьма важным для развитых в теоретическом отношении научных и технических дисциплин является случай, когда роль объекта-моделирования в исследовательской или прикладной задаче играет не фрагмент реального мира, рассматриваемый непосредственно, а некий идеальный конструктор, т.е. по сути дела другая модель, созданная ранее и практически достоверная. Подобное вторичное, а в общем случае n-кратное моделирование может осуществляться теоретическими методами с последующей проверкой получаемых результатов по экспериментальным данным, что характерно для фундаментальных естественных наук. В менее развитых в теоретическом отношении областях знания (биология, некоторые технические дисциплины) вторичная модель обычно включает в себя эмпирическую информацию, которую не охватывают существующие теории.

Выяснив, что такое модель и какими свойствами она обладает, нужно узнать, важно ли использовать моделирование в школьном курсе физики. Физическая модель понимается как идеальный образ в нашем сознании объекта, явления или процесса окружающего мира, созданный для их изучения. Процесс познания заключается в движении от чувственных образов к совокупности моделей разной степени сложности и соответствия реальности. Необходимость использования моделей обусловлена сложностью и многообразием окружающего мира, ограниченностью чувственных возможностей человека. Физическая модель может быть представлена как совокупность целостной системы физических понятий, подчиняющейся физическим законам. В ряде случаев эта модель может быть воссоздана в виде натурной, уменьшенной или увеличенной копии реального объекта. Это будет натуральная модель. Если определенные характеристики объекта или процесса описываются математически, и ряд физических моделей правильно описывается одним и тем же математическим аппаратом, возникает понятие «математической» модели.

Физические модели заменяют нам реальные объекты и процессы, позволяют рассматривать разнообразные предельные ситуации - высокие температуры, давления, скорости, ускорения.

Отличие реальных объектов, явлений, процессов от их моделей огромно. Примером может служить модель молекулы воды, состоящая из трех шариков и соединительных металлических спиц. Эта модель во много раз больше, чем реальная молекула. Она демонстрирует только структурную особенность этой молекулы: взаимное расположение атомов кислорода и водорода, их пространственную конфигурацию. Никаких физических и химических свойств в данной модели не заложено.

В физике существует такое понятие, как натурное моделирование процесса или ситуации. Например, уменьшенная копия самолета (сделанного пропорционально настоящему) изучается в аэродинамической трубе. При этом фиксируется поведение самолета при разных условиях эксплуатации и нагрузках. Моделируемые условия подобны тем, в которые самолет может попасть в реальной ситуации. Мы здесь использовали термин «подобный». Существует теория подобия, разработанная для случаев, когда очень сложно сконструировать материальную модель в масштабе 1:1. Иногда легче изучать физические тела, явления в малом масштабе, чтобы понять суть изучаемого явления или оптимизировать конструкцию будущего самолета.

Так, действие эффекта «крыла» или закона Бернулли не сильно отличается для игрушечного самолета и гигантского воздушного судна. А попробуйте связать полет самолета и движение теннисного шарика в вертикальном потоке воздуха. И вы поймете, что это не так-то просто, хотя закон Бернулли работает в обоих случаях.

1.1 Моделирование как средство экспериментального исследования

Моделирование всегда используется вместе с другими общенаучными и специальными методами. Прежде всего, моделирование тесно связано с экспериментом. Под экспериментом понимается «вид деятельности, предпринимающий в целях научного познания, открытия объективных закономерностей и состоящий в воздействии на изучаемый объект (процесс) посредством специальных инструментов и приборов».

Существует особая форма эксперимента, для которой характерно использование действующих материальных моделей в качестве специальных средств экспериментального исследования. Такая форма называется модельным экспериментом.

В отличии от обычного эксперимента, где средства эксперимента так или иначе взаимодействуют с объектом исследования, здесь взаимодействия нет, так как экспериментируют не с самим объектом, а с его заместителем. При этом объект-заместитель и экспериментальная установка объединяются, сливаются в действующей модели в одно целое. Таким образом, обнаруживается двоякая роль, которую модель выполняет в эксперименте: она одновременно является и объектом изучения и экспериментальным средством.

Для модельного эксперимента характерны следующие операции:

-переход от натурального объекта к модели - построение модели (моделирование в собственном смысле слова);

-экспериментальное исследование модели;

-переход от модели к натуральному объекту, состоящий в перенесении результатов, полученных при исследовании, на этот объект.

Модель входит в эксперимент, не только замещая объект исследования, она может замещать и условия, в которых изучается некоторый объект обычного эксперимента.

Обычный эксперимент предполагает наличие теоретического момента лишь в начальный момент исследования - выдвижение гипотезы, ее оценку и т.д., теоретические соображения, связанные с конструированием установки, а также на завершающей стадии - обсуждение и интерпретация полученных данных, их обобщение; в модельном эксперименте необходимо также обосновать отношение подобия между моделью и натуральным объектом и возможность экстраполировать на этот объект полученные данные.

1.2 Моделирование и научно-технический прогресс, использование моделирования в учебном процессе

Моделирование предполагает использование абстрагирования и идеализации. Отображая существенные (с точки зрения цели исследования) свойства оригинала и отвлекаясь от несущественного, модель выступает как специфическая форма реализации абстракции, то есть как некоторый абстрактный идеализированный объект. При этом от характера и уровней лежащих в основе моделирования абстракций и идеализаций в большой степени зависит весь процесс переноса знаний с модели на оригинал; в частности, существенное значение имеет выделение трех уровней абстракции, на которых может осуществляться моделирование:

-уровня потенциальной осуществимости (когда упомянутый перенос предполагает отвлечение от ограниченности познавательно-практической деятельности человека в пространстве и времени);

-уровня «реальной» осуществимости (когда этот перенос рассматривается как реально осуществимый процесс, хотя, быть может, лишь в некоторый будущий период человеческой практики);

-уровня практической целесообразности (когда этот перенос не только осуществим, но и желателен для достижений некоторых конкретных познавательных или практических задач).

На всех этих уровнях, однако, приходится считаться с тем, что моделирование данного оригинала может ни на каком своем этапе не дать полного знания о нем. Эта черта моделирования особенно существенна в том случае, когда его предметом являются сложные системы, поведение которых зависит от значительного числа взаимосвязанных факторов различной природы. В ходе познания такие системы отображаются в различных моделях, более или менее оправданных; при этом одни из моделей могут быть родственными друг другу, другие же могут оказаться глубоко различными. Поэтому возникает проблема сравнения разных моделей одного и того же явления, что требует формулировки точно определяемых критериев сравнения. Если такие критерии основываются на экспериментальных данных, то возникает дополнительная трудность, связанная с тем, что хорошее совпадение заключений, которые следуют из модели, с данными наблюдения и эксперимента еще не служит однозначным подтверждением верности модели, так как возможно построение других моделей данного явления, которые также будут подтверждаться эмпирическими фактами. Отсюда - естественность ситуации, когда создаются взаимодополняющие или даже противоречащие друг другу модели явления. Эти противоречия могут «сниматься» в ходе развития науки (и затем появляться при моделировании на более глубоком уровне). Например, на определенном этапе развития теоретической физики при моделировании физических процессов на «классическом» уровне использовались модели, подразумевающие несовместимость корпускулярных и волновых представлений; эта «несовместимость» была «снята» созданием квантовой механики, в основе которой лежит тезис о корпускулярно-волновом дуализме, заложенном в самой природе материи.

Имея в виду именно теоретические соображения и методы, лежащие в основе построения модели, можно ставить вопросы о том, насколько верно данная модель отражает объект и насколько полно она его отражает. В таком случае возникает мысль о сравнимости любого созданного человеком предмета с аналогичными природными объектами и об истинности этого предмета. Но это имеет смысл лишь в том случае, если подобные предметы создаются со специальной целью изобразить, скопировать, воспроизвести определенные черты естественного предмета.

В настоящее время практика моделирования вышла за пределы сравнительно ограниченного круга механических явлений. Возникающие математические модели, которые отличаются по своей физической природе от моделируемого объекта, позволили преодолеть ограниченные возможности физического моделирования. При математическом моделировании основой соотношения модель - натура является такое обобщение теории подобия, которое учитывает качественную разнородность модели и объекта, принадлежность их разным формам движения материи. Такое обобщение принимает форму более абстрактной теории - изоморфизма системы.

Модельный эксперимент позволяет изучать такие объекты, прямой эксперимент над которыми затруднен, экономически выгоден, либо вообще невозможен в силу тех или иных причин (моделирование уникальных гидротехнических сооружений, сложных промышленных комплексов, экономических систем, социальных явлений, процессов, происходящих в космосе и т.д.).

При использовании в учебном процессе метода моделирования важно учитывать специфику различных этапов моделирования, которые в процессе обучения выступают в тесной связи друг с другом. Первый этап - создание модели. Он связан с поиском подходящих абстрактных объектов, которые могут заменить изучаемый фрагмент реальной действительности. Второй этап характеризуется мысленным экспериментированием с моделью. Познавательный процесс на втором этапе работы с моделью во многом сходен с процессом исследования свойств реального объекта в лабораторном эксперименте. Этот этап открывает перед учащимися достаточно широкие возможности для творческой деятельности.

Третий этап моделирования связан с проверкой адекватности построенной модели объективной реальности и с выяснением границ ее применимости. Этот этап требует достаточно высокой квалификации, и ученики могут справиться с ним самостоятельно лишь в редких случаях.

В процессе обучения эти этапы могут следовать не всегда в одной и той же последовательности. Нельзя не обратить внимание также на то, что этапу построения модели всегда должен предшествовать этап предварительного знакомства с изучаемым явлением. Этот этап в методическом отношении должен строиться таким образом, чтобы необходимость перехода от явления к его идеализированной модели стала для учащихся понятным и оправданным шагом. У них должно сложиться отчетливое представление о том, какие именно черты изучаемого явления сохраняются в модели как существенные и какими аспектами оригинала мы в модели пренебрегаем, считая их второстепенными. При этом важно, чтобы учащиеся понимали, с одной стороны, объективность такого подхода, а с другой его известную условность, относительность. То, что в начале процесса идеализации рассматривается как несущественный фактор, может впоследствии превратиться в существенный и решающий момент для понимания характера связи изучаемого явления с другими физическими процессами.

Учащихся следует постепенно подводить к понимаю того факта, что идеальную модель, с помощью которой они осуществляют мысленное экспериментирование, представляет собой орудие познавательной деятельности, средство исследования реальных явлений природы. Так, при объяснении нового материала, особенно если оно сопровождается демонстрацией материальной модели, идеальная модель и мысленное экспериментирование с ней дают возможность представить себе предполагаемую картину изученного явления.

Однако использование модельных представлений требует большой осторожности. Необходимо систематически указывать учащимся, что идеальная модель явления, процесса является всегда приближенной и отражает лишь определенные стороны реальной картины того или иного фрагмента объективной действительности. При каждом удобном случае следует проверять правильность образовавшихся у учащихся представлений и вносить необходимые коррективы.

2. 

2. Методика развития модельных представлений при изучении атомной физике в школе

2.1 Особенности изучения атомной физики

При определении содержания и методов изучения данного раздела необходимо руководствоваться такими основными факторами, как научной значимостью отобранного для изучения материала и важностью его практических приложений.

В процессе изучения атомной физики рассматриваются такие понятия как строение атома, протон, нейтрон, электрон, состав ядра атома, радиоактивность, деление ядер и многие другие понятия в зависимости от профиля школы. Все эти вопросы имеют очень большое значения, так как на их основе создается у учеников расширенное мировоззрение об окружающем нас мире.

По государственному общеобразовательному стандарту минимальный уровень усвоения знаний по атомной физике для базовых и профильных школ разделяют следующим образом:

Стандарт полного базового образования:

Планетарная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Лазеры. Модели строения атомного ядра. Ядерные силы. Дефект массы и энергия связи ядра. Ядерная энергетика. Влияние ионизирующей радиации на живые организмы. Доза излучения. Закон радиоактивного распада и его статистический характер.

Стандарт полного профильного образования:

Планетарная модель атома. Квантовые постулаты Бора и линейчатые спектры. Гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц. Дифракция электронов. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Спонтанное и вынужденное излучение света. Лазеры. Модели строения атомного ядра. Ядерные силы. Нуклонная модель ядра. Энергия связи ядра. Ядерные спектры. ядерные реакции. Цепная реакция деления ядер. Ядерная энергетика. термоядерный синтез. Радиоактивность. Дозиметрия. Закон радиоактивного распада.

Разница требований к выпускникам довольно ощутимая. В профильный минимум были включены такие темы как:

-Гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц;

-Дифракция электронов;

-Соотношение неопределенностей Гейзенберга;

-Нуклонная модель ядра;

-Ядерные спектры;

-Термоядерный синтез;

-Дозиметрия.

Однако многие учебники физики для базовых школ включают в себя некоторые вопросы для более углубленного изучения. Например:

В.А.Касьянов «Физика 11 класс» включает в себя понятия по атомной физике:

Строение атома. Постулаты Бора. Лазеры. Состав атомного ядра. Энергия связи. Синтез и деление ядер. Радиоактивность. Ядерная энергетика. термоядерный синтез. Ядерное оружие. Влияние ионизирующей радиации на живые организмы. Элементарные частицы. Фундаментальные взаимодействия.

Такие учебники повышают уровень знаний учащихся базовых школ.

Демонстрационный эксперимент должен являться основной составляющей экспериментального курса физики, как правило, все основные физические понятия должны демонстрироваться на опыте. Хороший демонстрационный опыт, проведенный во время теоретического изложения и отражающий физическое явление, позволяет преодолеть часто возникающий на начальной стадии обучения формальный подход к физике. Демонстрационные опыты, как известно, формируются на накопленных ранее предварительных представлений, которые к началу изучения физики далеки и у всех учащихся бывают одинаковыми и безупречными. На протяжении всего курса изучения физики эти опыты накопляют и расширяют кругозор учащихся. Они зарождают правильные начальные представления о новых физических явлениях и процессах, раскрывают закономерности, знакомят с методами исследования, показывают устройство и действия некоторых новых приборов и установок, иллюстрируют практическое применение физических законов. Все это конкретизирует, делает более понятным и убедительным теоретическое изложение материала, возбуждает и поддерживает интерес к физике. Однако поставить реальную демонстрацию по атомной физике довольно-таки сложно по причины опасности проведения для здоровья человека.

Для обеспечения наглядности при изучении атомной физики широко применяют «материальные» модели, в которых рассматриваются не сами изучаемые явления, а их аналоги. Примером такой демонстрации может служить аналогия строения атомного ядра и беспорядочного расположения детей (в равных количествах мальчиков и девочек) в центральном круге баскетбольной площадки.

Мальчики будут олицетворять протоны, а девочки нейтроны. Если же попросить детей собраться в кучки мальчики с мальчиками, а девочки с девочками, тогда в сутолоке они начнут толкаться и строй вытянется в овал, что является аналогией деления ядер.

«Материальные» модели являются не плохой альтернативой для показа демонстраций. Однако главным минусов модельного эксперимента является то, что не ко всему можно сделать аналогию и механические модели искажают свойства микромира.

Для того, чтобы показать любой эксперимент по атомной физике во всей его полноте прибегают к компьютерному моделированию. С токи зрения преподавателя очевидное, лежащее на поверхности достоинство компьютерного моделирования заключается в возможности создавать впечатляющие и запоминающиеся зрительные образы. Такие наглядные образы способствуют пониманию изучаемого явления и запоминанию важных деталей в гораздо большей степени, нежели соответствующие математические уравнения. Моделирование позволяет придать наглядность абстрактным законам и концепциям, привлечь внимание учащихся к тонким деталям изучаемого явления, ускользающим при непосредственном наблюдении. Графическое отображение результатов моделирования на экране компьютера одновременно с анимацией изучаемого явления или процесса позволяет учащимся легко воспринимать большие объемы содержательной информации.

Чтобы сделать средство обучения наглядным, необходимо выделить основные свойства изучаемого явления, т.е. превратить его в модель, правильно отразить в модели эти свойства и обеспечить доступность этой модели для учащихся. Особое внимание должно уделяться статистическим и динамическим моделям.

Динамическое компьютерное моделирование обладает большой достоверностью и убедительность, прекрасно передает динамику различных физических процессов. В настоящее время изменилось отношение к наглядности преподавания физики. Широкое распространение получили различные компьютерные модели, открывающие перед учителем много возможностей и перспектив в обучении физике. Их использование в комплексе с другими средствами наглядности повышают эффективность процесса обучения. Показателем эффективности компьютерных моделей является интеллектуальное развитие учащихся. Для повышения этого показателя необходимо соответствие предметного содержания урока целевому назначению динамической компьютерной модели.

Использование компьютерных технологий позволяет в условиях школы надежно воспроизводить физические явления и процессы, быстро и точно производить расчеты времени, многократно повторять эксперимент с разными исходными данными. Важным условием повышения эффективности наглядности обучения является активизация познавательной деятельности учащихся за счет увеличения объема самостоятельной работы при организации диалога ученика с компьютером.

На основании соответствия содержания учебного материала целевому назначению динамических компьютерных моделей выделяют несколько вариантов использования динамических компьютерных моделей при объяснении нового материала:

1. В теории, основанной на явлениях, для которых важно знать их механизм;

2. В теории, основанной на исторических опытах;

3. В теории по материалу повышенной трудности;

4. Для демонстрации применения изучаемого явления в жизни и технике;

5. Для построения графиков, необходимых для изучения нового материала.

2.2 Описание моделей и модельных представлений из частей определенных уроков

Атомная физика находится в учебнике Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин «Физика. 11 класс», в разделе «Квантовая физика» и состоит из 2-х глав: «Атомная физика» и «Физика атомного ядра».

Разберем, какие модели опытов можно использовать при изучении конкретных параграфов.

Глава 12 «Атомная физика»

П.93. «Строение атома. Опыты Резерфорда»

Перед тем, как перейти к опытам Резерфорда, ученикам можно продемонстрировать опыт Крукса и Томсона:

Опыт Резерфорда можно продемонстрировать:

Результаты опыта можно объяснить следующим образом: альфа-частицы, проходя через фольгу, проходят сквозь атомы золота. Это возможно потому, что легкие электроны почти не влияют на движение тяжелой альфа-частицы. Так как альфа-частицы в большинстве случаев отклоняются на малые углы, атом в большей части своего объема пустой и лишь небольшую их часть занимает положительный заряд. Эта центральная часть атома получила название ядра. Из опытов следует, что ядро и отталкивает альфа-частицу, причем тем сильнее, чем ближе к ядру она проходит.

П 94. «Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору»

В данном параграфе можно показать модель строения атома водорода, как связаны ядро и электрон между собой на видео.

П 94,95 «Трудности теории Бора. Квантовая механика», можно объединить в один, при изучении данной темы

П 96. «Лазеры»

Довольно интересная тема, для творчества учеников. Можно дать задание ученикам, подготовить доклады на определенные темы с презентациями (принцип действия лазера, свойства лазеров, разновидности лазеров и др.). Видео, коротких фильмов огромное количество, поэтому творчеству учителя нет границ. Вынести данную тему на внеклассное занятие, где более глубоко и интересно рассказать про лазеры.



П97. «Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц»

В данном параграфе рассматриваются приборы, которых может не быть в школьном кабинете физики, например: камера Вильсона, пузырьковая камера, люминесцентная камера, диффузионная камера, искровая камера, ионизационный калориметр, масс-спектрометр, масс-спектрограф и другие.

Моделирование принципов действия приборов можно показать ученикам на видео, если данных приборов нет в ШКФ.

П98, 99. «Открытие радиоактивности. Альфа-, Бета- и Гамма-излучения»

Параграфы 98 и 99 можно объединить с 97-ым, на усмотрение учителя. Сначала рассказывается про излучения, кто открыл, после, про методы наблюдения и регистрации элементарных частиц, моделированием процессов и показом видео.

Анимация «Радиоактивного излучения»

Ученикам нужно рассказать про рентгеновские лучи, показав видео про них:

П100,101. «Радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада. Период полураспада»

В данной теме можно использовать модель радиоактивного распада:

Видео альфа- и бета-распада:

П102, 103, 104. «Изотопы. Открытие нейтрона. Строение атомного ядра. Ядерные силы»

Данная тема ученикам должна быть хорошо знакома, ведь она изучалась ими в курсе химии.

Можно показать видео:

П107. «Деление ядер урана. Цепные ядерные реакции»

В данной теме можно дать слово ученикам, чтобы они подготовили определенные доклады на разные темы с презентациями.

Можно показать видео о делении урана и использовании энергии при его делении:

В разделе атомная физика, очень много интересного для изучения и увеличение кругозора школьников, поэтому творчество для учителя нет пределов.



Заключение

В моей работе показано, что формирование модельных представлений на уроках физики весьма успешно можно осуществить с использованием ресурсов интернета. Учитель, основываясь на знании особенностей учеников данного класса, может так подобрать видео-фрагменты, чтобы вызвать у учеников интерес к изучаемым вопросам и визуализировать их представление о довольно сложных физических закономерностях.

Важнейшей задачей учителя при этом является умение рационально сочетать на уроке просмотр видео-фрагментов, логические рассуждения о наблюдаемом, самостоятельную работу учеников по осмыслению полученной информации. Часть работы по подбору видео-фрагментов можно поручить ученикам, поощряя у них способность рационально использовать ресурсы интернета.

Разработанный мною материал для темы Атомная физика я планирую использовать во время педагогической практики в школе.



Литература

1. Сайт «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов», http://school-collection.edu.ru/.

2. А.В. Пеннер «Проблема модельности и наглядности в преподавании атомной физики». Физика в школе. 1970г.

3. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин «Физика: Учебник для 11 классов общеобразовательных учреждений». М.: Просвещение, АО «Московские учебники», 1997г.

4. «Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе: Пособие для учителей», под ред. А.А. Покровского. М.: Просвещение, 1979г.

Размещено на Allbest.ru

...