Физические основы механики. Физика в познании вещества, поля, пространства и времени

Преподавание физики в российской школе традиционно ведётся аудиовизуальным методом: учитель объясняет материал и показывает опыты, или учащиеся под руководством учителя сами прокладывают себе дорогу к знаниям с помощью опытов, учебника, дискуссий.

Методов много, но в каждом классе есть дети, которые только присутствуют (тихо или не очень) на этом празднике интеллекта под названием хороший урок физики . Им неинтересно, потому что непонятно. Такие учащиеся оживляются только на лабораторных работах. Только то, что прошло «через руки», становится для них элементом знания. Кинестетики – учащиеся, осознающие суть и связность материала через иные, чем зрение и слух, органы чувств и через движение. Уроки физики дают массу возможностей познания через движение. Включение этих приёмов в урок очень его оживляет, обеспечивает всем учащимся, а не только кинестетикам, возможность взглянуть на материал по-другому. Эти приёмы применимы в работе с учащимися любого возраста. Ниже приводятся примеры учебных пятиминутных работ с теми вещами, которые всегда есть на ученических столах, и опыты с самым простым оборудованием на примере изучения механики в 9-м классе.

1. Понятие механического движения. ОЗМ

Располагаем произвольно на столе предметы из пенала (ластик, ручка, точилка, циркуль...) и запоминаем их расположение. Просим соседа переложить один предмет и описываем изменение его положения. Передвигаем тело в прежнее положение. А теперь вопросы: Что произошло с телом? (Тело двигалось, перемещалось.) Как можно описать изменение положения тела? (Относительно других тел.). Что ещё менялось, кроме положения тела? (Время.)

Повторяем опыт с другим телом самостоятельно и проговариваем (по предложению учителя) изменение состояния тела. Мы решаем ОЗМ!

2. Система отсчёта. Перемещение. К длинной нитке привязываем мелкий предмет – бумагу, огрызок карандаша, но лучше всего игрушечного мелкого жучка или муху. Закрепляем кнопкой свободный конец нитки на левом дальнем углу парты, принимаем эту точку за начало отсчёта. Выбираем оси Х и Y вдоль краёв парты. Натягивая нить, позволяем нашему «насекомому» ползти по парте. Определяем несколько положений и записываем координаты (x , y ). Поднимаем «насекомое» в воздух, рассматриваем возможности его полёта, фиксируем несколько положений (координаты x , y , z ). Определяем (измеряем линейкой) перемещение в каждом случае при движении по плоскости. Очень хорошо подтвердить это чертежом или расчётом.

Опыт полезно делать на пару с соседом по парте, выбирая разные системы отсчёта и сравнивая результаты.

3. Виды движения. Материальная точка. По заданию учителя берём лист бумаги и приводим его в движение – поступательное равномерное, вращательное равномерное, поступательное неравномерное и т.д. При изучении равномерного и равноускоренного движения бывает очень интересно его моделировать, двигая пенал, ластик, авторучку в разных направлениях – по горизонтали и по вертикали – с разными скоростями, равномерно и с разгоном или торможением. Ещё лучше, если движение сопровождать соответствующим звуком, как это делают малыши, играя в машинки. С помощью метронома оцениваем и скорость равномерного движения тела по столу, и среднюю скорость неравномерного движения различных тел, а затем сравниваем свои результаты с результатами разных учеников.

4. Равноускоренное движение. Так же, как в опыте 3, рассматриваем, как движется тело при сонаправленности и противонаправленности векторов a и 0 (разгон и торможение). Используя ручку как указатель направления выбранной оси отсчёта, рассматриваем знаки проекций скоростей и ускорения и соответственно моделируем движение по уравнению координаты и уравнению скорости (скорость начальная 0,1 м/с 2 , ускорение 0,3 м/с 2).

5. Относительность движения. При изучении относительности движения и закона сложения скоростей Галилея используем в качестве неподвижной системы отсчёта стол, в качестве подвижной системы отсчёта – учебник и ластик на нём (как движущееся тело). Моделируем: 1) ситуацию удвоения скорости ластика относительно стола, двигая учебник в том же направлении, что и ластик; 2) ситуацию покоя ластика относительно стола, двигая ластик в одну сторону, а учебник – в противоположную; 3) «переплывание» ластиком «реки» (стола) для разных направлений течения реки (движения учебника) при сложении взаимно перпендикулярных скоростей.

6. Свободное падение. Традиционный демонстрационный опыт – сравнение времени падения расправленного листа бумаги (сложенного, а затем скомканного – лучше брать тонкую и мягкую бумагу) гораздо полезнее ставить как фронтальный. Учащиеся лучше понимают, что скорость падения определяется формой тела (сопротивлением воздуха), а не его массой. От анализа этого самостоятельного опыта легче перейти к опытам Галилея.

7. Время свободного падения. Хорошо известен, но всегда эффективен опыт по определению времени реакции ученика: один из сидящей за партой пары отпускает линейку (длиной приблизительно 30 см) нулевым делением вниз, второй, дождавшись старта, старается поймать линейку указательным и большим пальцами. По показаниям l места захвата рассчитывают время реакции каждого ученика (t = ), обсуждают результаты и точность опыта.

8. Движение тела, брошенного вертикально вверх. Этот опыт возможен только в хорошо организованном и дисциплинированном классе. при изучении движения тела, брошенного вертикально вверх, подбрасывая ластик, добиваемся, чтобы время его движения составляло 1 с и 1,5 с (по ударам метронома). Зная время полёта, оцениваем скорость бросания = gt полёта /2 , проверям верность расчёта, измеряя высоту подъёма и оцениваем влияние сопротивления воздуха.

9. Второй закон Ньютона. 1) Рассматриваем изменение скорости железных шариков разной массы под действием полосового магнита (движение по прямой) и делаем вывод о влиянии массы на ускорение тела (измеряем скорость). 2) Проводим аналогичный опыт, но с двумя магнитами, сложенными параллельно, одноимёнными полюсами в одну сторону. Делаем вывод о влиянии величины магнитной силы на ускорение и изменение скорости. 3) Прокатываем шарик перпендикулярно полосовому магниту и наблюдаем переход прямолинейной траектории в криволинейную. Делаем вывод об изменении вектора скорости и в этом случае.

10. Третий закон Ньютона. При изучении третьего закона Ньютона можно использовать ладони самих учащихся: предлагаем им сложить ладони перед грудью и попробовать сдвинуть одной ладонью (а не плечами!) другую. Учащиеся сразу понимают, что взаимодействие – одно, сил – две, взаимодействующих тел – два, силы равны и противоположно направлены.

Радостные детские лица, на которых отражается ощущение понимания сути законов и явлений, пропущенных не только через аналитическое мышление, ассоциативный ряд приведённых примеров, но и через телесные ощущения, – лучшая награда за время и усилия, потраченные на организацию, проведение и совместный анализ этих несложных опытов.

Лекция № 1
Физика в познании вещества,
поля, пространства и времени.
Каленский Александр
Васильевич
Д.ф-м.н., профессор ХТТи
ХМ

Физика и Химия

Физика как наука сложилась на протяжении
многовековой истории развития
человечества.
Физика изучает наиболее общие
закономерности явлений природы, строение и
свойства материи, законы её движения,
изменения и превращения одного вида в другой.
ХИМИЯ - наука о химических элементах, их
соединениях и превращениях, происходящих
в результате химических реакций.
Химия - это наука, которая изучает свойства,
строение и состав веществ, превращения веществ и
законы, по которым они происходят.

Физика – наука о природе

Физика оперирует с двумя объектами материи:
веществом и полями.
Первый вид материи – частицы (вещество) –
образуют атомы, молекулы и состоящие из них тела.
Второй вид – физические поля – вид материи,
посредством которого осуществляются
взаимодействия между телами. Примерами таких
полей являются электромагнитное поле,
гравитационное и ряд других. Различные виды
материи могут взаимодействовать и превращаться
друг в друга.

Физика

Физика – одна из самых древних наук о
природе. Слово физика происходит от
греческого слова фюзис, что значит природа.
Аристотель (384 до н. э. - 322 до н.
э.) Величайший из древних
ученых который ввел в науку
слово «физика».

Задачи

Процесс познания и установления законов физики
сложен и многообразен. Перед физикой стоят следующие
задачи:
а) исследовать явления природы и
установить законы, которым они
подчиняются;
б) установить причинно-следственную
связь между открытыми явлениями и
явлениями, изученными ранее.

Основные методы научного познания

1) наблюдение, т. е. изучение явлений в природной
обстановке;
2) эксперимент – изучение явлений путем их
воспроизведения в лабораторной обстановке.
Эксперимент имеет большое преимущество перед наблюдением, так как
позволяет иногда ускорить, или замедлить наблюдаемое явление, а также
многократно его повторить;
3)
гипотеза – научное предположение, выдвинутое для
объяснения наблюдаемых явлений.
Любая гипотеза требует проверки и доказательства. Если она не вступает в
противоречие ни с одним из опытных фактов, то она переходит
4) теория – научное предположение, ставшее законом.
Физическая теория дает качественное и количественное
объяснение целой группе явлений природы с единой
точки зрения.

Границы применимости физических законов и теорий

Границы применимости
теории
определяются
физическими
упрощающими
предположениями,
сделанными при постановке задачи и в
процессе вывода соотношений.
Принцип соответствия: предсказания
новой теории должны совпадать
предсказаниями
прежней
теории
границах ее применимости.
с
в

Современная физическая картина мира

вещество состоит из мельчайших
частиц,
между
которыми
существует
несколько
типов
фундаментальных взаимодействий:
сильное,
«Великое
слабое,
объединение»
электромагнитное,
гравитационное.

Механика
Кинематика
Динамика
Статика
Законы сохранения в механике
Механические колебания и волны
ВОЛЬКЕНШТЕЙН В.С. Сборник задач по общему
курсу физики// Учебное пособие.- 11-е изд.,
перераб. М.: Наука, Главная редакция физикоматематической литературы, 1985. - 384 с.

10. Кинематика

1.
Механическое движение и его виды
2.
Относительность механического движения
3.
Скорость.
4.
Ускорение.
5.
Равномерное движение.
6.
Прямолинейное равноускоренное движение.
7.
Свободное падение (ускорение свободного падения).
8.
Движение тела по окружности. Центростремительное
ускорение.

11. физическая модель

В школьной физике часто встречается другое
понимание термина физическая модель как
«упрощённой версии физической системы
(процесса), сохраняющей её (его) главные
черты».
Физической моделью может являться
обособленная установка, устройство,
приспособление, позволяющее производить
физическое моделирование путём замещения
изучаемого физического процесса подобным ему
процессом той же физической природы.

12. Пример

Спускаемый аппарат (Феникс) на парашюте.
Съёмка с MRO камерой высокого
разрешения, с расстояния около 760 км
Всплывающий пузырек воздуха

13. Физические величины

Физическая величина́ - свойство
материального объекта или явления,
общее в качественном отношении для
класса объектов или явлений, но в
количественном отношении
индивидуальное для каждого из них.
Физические величины имеют род
(однородные величины: длина ширина),
единицу измерения и значение.

14. Физические величины

Разнообразие физических величин упорядочивается
при помощи систем физических величин.
Выделяют основные, и производные величины,
которые выводятся из основных при
помощи уравнений связи. В Международной
системе величин Си (International System of
Quantities, ISQ) в качестве основных выбрано семь
величин:
L - длина;
M - масса;
T - время;
I - сила тока;
Θ - температура;
N - количество вещества;
J - сила света.

15. Размерность физической величины

Основные
величины
Размерно Сим
сть
вол
Описание
Единица СИ
секунда (с)
Время
T
t
Продолжительность события.
Длина
L
N
l
n
Протяжённость объекта в одном
измерении.
метр (м)
Количество однотипных
структурных единиц, из которых
состоит вещество.
моль (моль)
m
Величина, определяющая
инерционные и гравитационные
свойства тел.
килограмм
(кг)
Iv
Количество световой энергии,
излучаемой в заданном направлении
в единицу времени
кандела (кд)
I
Протекающий в единицу времени
заряд.
ампер (А)
T
Средняя кинетическая
энергия частиц объекта.
кельвин (К)
Количество
вещества
Масса
Сила света
Сила тока
Температура
M
J
I
Θ

16. Определение размерности

Определение размерности
В общем случае
dim(x) =
Tα LβNγ M δ Jε Iζ Θ η
Произведение символов основных величин в
различных
степенях.
При
определении
размерности
степени
могут
быть
положительными,
отрицательными
и
нулевыми,
применяются
стандартные
математические операции. Если в размерности
величины не осталось сомножителей с
ненулевыми
степенями,
то
величина
называется безразмерной.

17. Пример

Пример
Величина
Уравнение
связи
Размерность в
СИ
Название
единицы
Скорость
V=l/t
L1T-1
Нет
L1T-2
Нет
M1L1T-2
Ньютон
L3
Нет
Ускорен а= V/t =l/t2
ие
Сила F=mа=ml/t2
Объем
V=l3

18. Что надо знать?

Материя, взаимодействие и движение.
Пространство и время. Предмет физики.
Методы физического исследования.
Физическая модель. Абстрактность и
ограниченность моделей. Роль эксперимента
и теории в физическом исследовании.
Макроскопический и микроскопический
методы описания физических явлений.
Физические величины и их измерение.
Единицы измерения физических величин.
Физика и философия. Физика и математика.
Значение физики для химии.

19. Основные понятия кинематики

19.02.2017
Основные понятия
кинематики
Система отсчета
Материальная точка
Траектория, путь, перемещение

20. Определения

Механическим движением
изменение
положения
тела
называют
относительно
других тел с течением времени.
Основной задачей механики (ОЗМ)
является
любой
определение
момент
положения
времени,
если
тела
в
известны
положение и скорость тела в начальный
момент времени. (Аналог задачи Коши в
химии)

21. Материальная точка

Тело,
размерами
которого
можно
пренебречь в условиях рассматриваемой
задачи, называется материальной точкой.
Тело можно принять за материальную точку,
если:
1. оно движется поступательно, при этом оно
не должно поворачиваться или вращаться.
2. оно проходит расстояние, значительно
превышающее его размеры.

22. Система отсчета

Систему отсчета образуют:
система координат,
тело отсчета,
прибор для определения времени.
z, м
у, м
х, м

23.

24. Относительность движения

Пример: с полки движущегося вагона
падает
чемодан.
Определить
вид
траектории чемодана относительно:
Вагона (отрезок прямой);
Земли (дуга параболы);
Вывод: форма траектории зависит от
выбранной системы отсчета.

25.

В
s
s
А

26. Определения

Траектория движения – линия в пространстве, по
которой движется тело.
Путь – это длина траектории.
s м
Перемещение – вектор, соединяющий начальное
положение тела с его последующим положением.
s м

27. Отличия пути и перемещения

Перемещение и пройденный
физические величины:
путь
–
это
разные
1.
Перемещение – векторная величина, а пройденный
путь – скалярная.
2.
Перемещение
совпадает
по
величине
с
пройденным путем только при прямолинейном
движении в одном направлении, во всех остальных
случаях перемещение меньше.
3.
При
движении
тела
путь
может
только
увеличиваться, а модуль перемещения может как
увеличиваться, так и уменьшаться.

28. Решите задачи

Два
тела,
совершили
двигаясь
одинаковые
прямолинейно,
перемещения.
Обязательно ли одинаковы пройденные
ими пути?
Мяч упал с высоты 4 м, отскочил и был
пойман на высоте 1 м. Найдите путь и
модуль перемещения мяча.

29. Решить задачу

В начальный момент времени тело находилось в
точке с координатой -2 м, а затем переместилось
в точку с координатой 5 м. Построить вектор
перемещения.
Дано:
хА = -2 м
Решение:
s
А
В
хВ = 5 м
s ?
хА
0
1
хВ
х, м

30. Решить задачу

В начальный момент времени тело
находилось в точке с координатами (-3; 3) м,
а затем переместилось в точку с
координатой (3; -2) м. Построить вектор
перемещения.
Дано:
А (-3; 3) м
В (3; -2) м
s ?
Решение:

31. Решение:

у, м
А
уА
s
1
хА
хВ
х, м
0 1
уВ
В

32. Задача

На рисунке приведены графики зависимости от времени
пути и модуля перемещения для двух различных
движений. В каком из графиков допущена ошибка? Ответ
обоснуйте.
s
s
0
t
0
t

33. Что надо знать?

Механическим движением называется изменение с течением
времени положения тела в пространстве относительно
других тел.
Основная задача механики состоит в том, чтобы определить
положение тела в пространстве в любой момент времени,
если известны положение и скорость тела в начальный
момент.
Система отсчета состоит из:
– тела отсчета;
– связанной с ним системы координат;
– часов.
Тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь,
называется материальной точкой.
Траекторией движения тела называют воображаемую линию
в пространстве, по которой движется тело.
Путь – это длина траектории.
Перемещением тела называется направленный отрезок,
проведенный из начального положения тела в его положение в
данный момент времени.

34.

Равномерное движение - это такое
движение тела, при котором его скорость
остается постоянной (
),то есть
все время движется с одной скоростью, а
ускорение или замедление не происходит
).
Прямолинейное движение - это
движение тела по прямой линии, то есть
траектория у нас получается - прямая.
Скорость равномерного прямолинейного

Разделы: Физика

Будучи школьником, уже изучавшим физику, меня начали интересовать вопросы: “Зачем ввели новое понятие? Почему понятие ввели именно такое, а не другое? Можно ли введённое понятие заменить другим понятием?” Этот вопрос меня интересовал и в институте, но к окончанию института я не имел никаких вразумительных ответов по данному вопросу. Подобные вопросы задавали и некоторые мои ученики. Дальнейшая педагогическая практика показала, что одной из отличительных особенностей наиболее успешных учеников при применении знаний оказалось владение ими понятиями, их содержательное использование как инструмента анализа и синтеза в ситуациях, требующих разрешения. Одним из компонентов компетентного специалиста для меня стало владение им понятийным аппаратом.

В КОНЦЕПЦИИ модернизации российского образования на период до 2010 года говорится, что базовое звено образования – общеобразовательная школа, модернизация которой предполагает ориентацию образования не только на усвоение обучающимися определённой суммы знаний, но и на развитие его личности, его познавательных и созидательных способностей. Также в этом документе отмечается, что ученик должен приобрести опыт самостоятельной деятельности.

Очевидно, что одним из путей решения поставленных задач является вовлечение учащегося в исследовательскую деятельность.

Если встать на позицию исследовательской деятельности, то одними из её продуктов являются понятия, понятийный аппарат науки. В последнее время в нормативных документах по контролю за качеством подготовки учащихся стало больше уделяться вниманию контролю за понятийным аппаратом учеников. Например, в сборнике “Оценка качества подготовки выпускников основной школы”, выпущенном Министерством образования Российской Федерации издательством “ДРОФА” в 2000 году говорится, что учащийся должен владеть основными понятиями, давать определения физических величин. Описывать физические явления и процессы, что без владения понятийным аппаратом практически невозможно.

Если рассмотреть федеральный компонент государственного стандарта общего образования по физике, то в разделе требования к уровню подготовки выпускников говорится, что в результате изучения физики ученик должен знать/понимать

• смысл понятий: (идёт перечисление понятий);
• смысл физических величин: (идёт перечисление физических величин);

Понятно, что это совсем другой уровень требований, и это правильно.

Однако, несмотря на повышение внимания в руководящих документах на усиление внимания к понятиям, в методической литературе и практике работы учителей этот вопрос не нашёл должного отражения. Мало того, новые учебники по физике ничем не отличаются от старых учебников. В них просто даются определения понятий, никаких изменений в технологии формирования смыслов понятий и их понимания не произошло ! В школьных задачниках и учебниках задания направленные на проверку и коррекцию понятийного аппарата практически отсутствуют. От качества сформированного понятийного аппарата во многом зависит качество подготовки выпускника, успех в его профессиональной деятельности. Понятия являются составной частью знаний и принимают самое непосредственное участие в применении знаний и выработке навыков.

Таким образом, возникает противоречие между требованиями федерального компонента государственного стандарта по физике к понятийному аппарату, технологиями формирования понятий и их контролю в методической литературе, содержанием школьных учебников и практикой работы учителей.

Вопросами формирования понятий в эксперименте и в школьном обучении занимались психологи: Б.Г. Ананьев, Л.С. Выгодский, Г.С. Костюк, Н.А. Менчинская, Р.Г. Натадзе, Л.С. Сахаров, Д.Н. Узнадзе и другие.

Как совершенно справедливо отметил П.Я. Гальперин, что процесс формирования понятий в школьном обучении, “в основном, происходит стихийно , т.е. с очень плохим управлением и подавлением многих научных и случайных причин”.

Л.С. Выгодский отмечает, что “ только при возникновении известной потребности, надобности в понятии, только в процессе какой-то осмысленной целесообразной деятельности, направленной на достижение известной цели или решения определённой задачи, может возникнуть и оформиться понятие”.

Один из новых принципов построения учебных предметов, выдвинутых В.В. Давыдовым касается и понятий. Он считает, что “все понятия, конституирующие данный учебный предмет или его основные разделы, должны усваиваться детьми путём рассмотрения предметно-материальных условий их происхождения , благодаря которым они становятся необходимыми (иными словами, понятия не даются как “готовое знание”)”.

В психологии существуют различные методики формирования понятий. Наиболее полно и качественно, с нашей точки зрения, формирует понятийный аппарат у учащихся технология развивающего обучения (РО) Эльконина-Давыдова. Решая систему учебных задач, учащийся, кроме всего прочего, формирует и свой понятийный аппарат. Однако мы не имеем методических рекомендаций для учителя и учебной литературы для ученика, где была бы реализована эта идея для преподавания физики. В данной работе мы постараемся дать свои варианты формирования понятий в системе РО Эльконина-Давыдова.

На наш взгляд первой трудностью в реализации этой идеи в практике организации учения учеников для учителя является создание учителем системы учебных задач (УЗ). Учителю нужно создать понятную для ученика ситуацию и предъявить требования, которые нужно выполнить в этой ситуации. Причём и ситуация и требования должны находиться в контексте основной задачи, решаемой изучаемым предметом. Для физики предметом изучения является природа, а основная задача – выявить закономерности, по которым живёт и развивается природа. Существует два способа познания используемые наукой – эмпирический и теоретический. Они требуют двух типов мышления - эмпирического и теоретического мышление. Соответственно существуют и различные способы формирования понятий, а, следовательно, различные уровни владения понятием, как инструментом анализа и синтеза решаемых человеком задач.

Второй трудностью учителя в реализации этой концепции является “переделывание” психологии и деятельности ученика, который до изучения физики не учился в системе РО. Ученик в лучшем случае воспроизводил теоретический материал учебника, как правило, без понимания смыслов и выполнял по внешним признакам действия при решении задач. Необходимо вселить уверенность в сознание ученика в возможность решать учебные задачи, осваивать теоретический материал на высоком теоретическом уровне сложности.

Третьей трудностью учителя является научение ученика грамотно выстраивать коммуникационное взаимодействие с участниками учебного процесса в процессе решения учебных задач.

Следует отметить специальную работу учителя и учеников по применению полученных знаний. Это отдельный очень интересный вопрос и его мы специально рассматривать не будем.

В качестве примера рассмотрим, как формируется понятийный аппарат учащихся при изучении механики. Ведущей задачей, решаемой в этом разделе, является определение положения тела в пространстве в любой момент времени (далее ОЗМ). Эта задача сообщается учащимся. Но физика как наука должна ещё и описать это положение (наблюдаем, описываем, выявляем закономерности, проверяем выявленные закономерности и их фиксируем и применяем – эмпирический способ познания). Учащимся предлагается на бытовом уровне описать местоположение различных тел и выявить в описаниях закономерности, провести обобщение. Выяснить, что есть в каждом описании. Это задание требует от учащихся владение смыслами, заложенными в описании, необходимо знать назначение, функцию каждого слова. Можно предложить из описаний убрать часть слов и предложений с пояснением причин такого решения. Здесь требуется от преподавателя умение действовать по обстановке, учитывать ситуацию, уровень развития учащихся и не забывать о своей цели, которая скрыта вУЗ и не представлена учащимся в явном виде. Часто учитель находится в цейтноте. Как правило, учащиеся выделяют ориентир (тело отсчёта), само тело, положение которого они описывали. Из-за несформированности понятия координаты и соответственно системы координат учащимся не всегда удается найти эту закономерность в описании. Если этого не удаётся сделать, то просто эта закономерность сообщается учителем на примере.А затем учащиеся определяют, какой вид имела система координат в их описаниях. Это очень важно сделать, так как каждый ученик должен выяснить для себя насколько близко он подошёл к выявлению этой закономерности, чего ему не хватило, чтобы сказать об этом. В этой ситуации требуется особый дар учителя работать со смыслами, которые, пусть и витиевато, но от души постарался сформулировать ученик и внести в результирующий продукт деятельности на уроке. Стремление точно выразить мысль и умение уловить смыслы постоянно находятся в поле деятельности учителя и ученика.

Иногда у учащихся вызывает затруднение выделить момент времени, в который они фиксировали местоположение тела. Снять это затруднение может подсказка сделанная учителем в неявном виде. Умение использовать учеником подсказку в неявном виде развивает его мышление, укрепляет его уверенность в своих силах. Можно напомнить им как в детстве их искали родители, что им говорили соседи о вашем местоположении. Видели пять минут назад … Понятно, что нам нужен прибор для измерения времени.

Теперь выявленные закономерности фиксируются в понятии система отсчёта (СО). Становится понятным, что система отсчёта “жила” на бытовом уровне без осознания большинством людей, что она есть и нужна человеку.

Таким образом, чтобы решать ОЗМ, необходимо выбрать СО. Какие задачи, вопросы возникают у учащихся после этого урока, куда эти задачи поведут класс дальше в вопросе изучения механики? Это опять важнейший момент в технологии, так как, в конечном счёте, ученик должен научиться сам ставить перед собой учебные задачи и их решать. Тогда обучение в классе переходит в самообучение, саморазвитие. Запускается природный механизм познания и пытливости ума человеческого. Это одно из достоинств этой технологии.

На первый взгляд всё хорошо. Понятие СО сформулировано, учащиеся (пусть и не все) принимали в этом участие. Но кто что взял для своей деятельности из этого продукта в коллективно-распределительной деятельности класса на уроке? Кто чем овладел, кто что понял, кто понял неправильно, как это понятие использовать, применять? Теперь нужна система заданий и долгая кропотливая работа для получения ответа учителем на поставленные выше вопросы. Это вся работа остаётся за кадром нашей работы. Это отдельная тема и её мы касаться не будем.

Таким образом, была создана ситуация, как вариант , где виден вариант рождение понятия СО.

Цель учителя – создать ситуацию, в которой у учащихся родится понятие механическое движение и покой. Вариант УЗ. Решить ОЗМ в различные моменты времени в СО связанной с Землёй для тел: ваш дом, любой автомобиль и Луна и выявить в полученных описаниях закономерности.

Как правило, эту УЗ удаётся всегда решить на уроке. Учащиеся говорят, что дом своё местоположение относительно Земли не меняет, а Луна всё время изменяет своё местоположение. Таким образом, получается две группы тел: не изменяющие своего местоположения и изменяющие местоположение с течением времени в нашей СО. Автомобиль переходит из одной группы в другую и не занимает постоянного места в группе. Что же делать дальше? Фиксировать полученные закономерности. Дать название этим группам с указанием признаков, по которым мы тела можем отнести к той или иной группе. Рождение понятия заканчивается формулированием его определения. Изменение местоположения тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением. Покой, это такое состояние тела, при котором его местоположение не изменяется с течением времени.

Человек сел в автобус и едет из одной части города в другую. Движется он или покоится? Покоится относительно автобуса, но движется относительно Земли. Становится ясным, что понятия механического движения и покоя понятия относительные. Информируя о движении тела, мы должны информировать и о СО, в которой это происходит. Результат наблюдаемого явления зависит и от СО. Наблюдая за одним телом в один и тот же промежуток времени мы можем получить различные результаты в зависимости от СО.

Понятно, что для покоящихся тел в нашей СО ОЗМ решена, а для движущихся тел её надо решать. Решать ОЗМ мы можем двумя способами – опытным путём и теоретически.

Решим ОЗМ теоретически. Для этого мы сообщаем названия существующих способов решения ОЗМ – естественный (траекторный), векторный и координатный. Что будем делать дальше? Как правило, учащиеся начинают анализировать названия способов. Начинается поиск ключевого слова и соотнесения его с ОЗМ. Траектория – это линия, вдоль которой движется тело (след оставленный телом). Чертим на доске и в тетради произвольную траекторию в выбранной СО. Чем нам помогает траектория в решении ОЗМ? Траектория ограничивает зону поиска тела, понятно, что тело надо искать на этой траектории. Что для этого нужно дополнительно? Если у учащегося сформировано из математики понятие длины, он им владеет в своей деятельности, его сознательно использовал раньше, то ответ очевиден – надо знать длину линии, которую прошло тело к данному моменту времени (путь пройденный телом). Мы рекомендуем учащимся путь обозначать буквой l , чтобы не путать с модулем вектора перемещения S, поскольку l= S только при определённых условиях, когда движение прямолинейное в одном направлении. Естественно, возникает вопрос – откуда взять путь? Путь и время связаны между собой. Это мы видим из анализа собственного движения, но как показать эту связь аналитически, как найти l =f(t)?

Анализ предыдущей деятельности показывает, что путь и время это разнородные величины и для их связи аналитически ввели специальную величину – скорость механического движения.

Если для класса подобная работа окажется непосильной, то можно решить следующую задачу. Мама купила для семьи из трёх человек 6 кг фруктов. Через два дня фрукты съели. Сколько фруктов нужно купить маме на следующие три дня, если в семью приехали гости в количестве четырёх человек. Обычно, учащиеся эту задачу решают успешно. Вводится понятие скорости поедания фруктов одним человеком. После обсуждения решения просим дать гарантию произведённых расчетов. И учащиеся вводят существенные дополнения, что это средняя скорость поедания фруктов, и если она не будет изменятся, то наши расчёты окажутся верными. Целесообразно сформировать (возможно просто сообщить, а потом дать специальные задания для “приживания” в сознании и деятельности этого понятия у ученика) общее понятие скорости. Скорость это величина, характеризующая как быстро изменяется одна величина при изменении другой величины. ?y/?x это есть средняя скорость изменения функции на участке?x. Этим мы снимаем однобокое понимание скорости у ученика как физической величины, показывающей быстроту изменения пути пройденного телом с течением времени. И он намного лучше понимает, что?v/ ?t и?Ф/ ?t это тоже скорости. А когда будет изучена производная – как новый способ описания действительности, то переведение прежних аналитических текстов на язык производной происходит очень быстро со 100% качеством.

Но вернёмся к понятию средней путевой скорости. Средней путевой скоростью называется физическая величина, показывающая как быстро изменяется путь пройденный телом за какой-то промежуток времени, и рассчитываема V ср,l =l/t . Следует отметить, что средняя скорость всегда относится к участку пути или к промежутку времени. Применяя любую физическую величину, нужно чётко выделять к какому физическому телу она применяется. Необходимо также выделять последовательность действий, которые нужно произвести, чтобы найти физическую величину, цель этих действий и их основания. Причём всё это идет в комплексе и должно идти от смыслов, заложенных в этой физической величине. В понятии в свёрнутом виде всегда находится ситуация с требованием (задача), способ её решения, идея решения и необходимость введения этой физической величины в контексте ведущей, главной решаемой задачи. Отсутствие одного из компонентов резко снижает качество выполнения операций, превращая их в механический набор действий, что резко снижает качество подготовки ученика.

Теперь мы имеем ответ на нашу УЗ – l=V ср,l t . Естественно возникает вопрос, что будем делать дальше? Проверять полученную закономерность на практике. Можно дать возможность учащимся самим составить задание для проверки на практике выявленной закономерности. Можно предложить искать местонахождение группы туристов по карте с их маршрутом следования, если известна средняя путевая скорость за всё время движения. Опираясь на свой жизненный опыт, учащиеся говорят о расхождениях теории и практики. Причину они видят в изменении скорости движения туристов с течением времени. Мы решили ОЗМ траекторным способом, но такое решение неточное. Если неточности (погрешности) нас устраивают, то мы используем этот метод, если нет, то ищем другой путь решения ОЗМ. Думаем.

Работая в группе, учащиеся, как правило, приходят к выводу, что если величина скорости не будет изменяться с течением времени, то l= v t. И наши теоретические расчёты будут полностью подтверждаться практикой. Но может возникнуть у учащихся вопрос в этой ситуации: “О какой скорости идёт речь?”. Если этого вопроса не возникает, то можно спросить какие физические ве-

личины измеряет спидометр в автомобиле? Как правило, работа в группах с последующим обсуждением, приводит нас к выводу, что это скорость тела в данный момент времени, или в данной точки траектории. Но в данном тексте нет теоретического способа нахождения этой величины. Надо этот способ найти. Опять получается УЗ. Причём, как правило, всё больше и больше учащихся участвуют в составлении УЗ. Это очень важный показатель для учителя. Он показывает ход развития мышления учащихся, понимание ими изучаемого материала, степень участия в создании общегруппового продукта и многое другое.

При поиске способа определения величины мгновенной скорости учащиеся в качестве “исходного материала” берут определение средней путевой скорости и уменьшая промежуток времени приходят по сути дела к понятию производной. УЗ и способ её решения в конечном счёте оформляется в определении. Происходит сворачивание информации, что очень важно для её применения. В определении ученик видит ситуацию, требование и способ исполнения этого требования, и это значительно облегчает выполнение действий при нахождении мгновенной скорости, т.к. за каждым действием есть цель действия и основание действия, реализуемая идея, есть что реализовывать по содержанию . На наш взгляд, это один из принципиальных вопросов технологии, когда выявленная закономерность проживает в сознании ученика развитие от зарождения УЗ до её решения, а затем и сворачивания информации в виде определения понятия или закона с последующим применением этого понятия. При таком пути развития знания, применение, использование знаний значительно облегчается для ученика. Качество знаний учащихся значительно повышается. Технология работы с текстом и технология решения задач, в связи с этим, принципиально иная! Это очень важный вопрос технологии.

Ряд понятий, относящихся к механическому движению и покою у нас родилось , но этого мало. Необходимо следить за жизнью и развитием этих понятий , как в сознании ученика, так и в теории физики. Необходима специальная работа над развитием этого понятия. Выражение смыслов, заложенных в понятии через другие понятия, применение этого понятия к другим ситуациям и расширение его толкования. Когда речь заходит о вращении тела, что в этом случае будет являться механическим движением? А какой будет ОЗМ при вращении тела?

Как иначе сказать в траекторном способе решения ОЗМ, что тело движется? Как выразить этот смысл через другие понятия? Решая эти и подобные им вопросы, мы проверяем понимание учеником изучаемого материала, умение его использовать в новой для него ситуации. Понятия содержательно связываются между собой, становятся системой понятий, единым инструментарием для анализа задач и способом написания текста решения. Необходимы специальные задания для проведения контрольно-оценочной деятельности (КОД) отвечающие за корректировку и контроль за понятийным аппаратом.

Решать УЗ полезно учащимся и дома. Причём можно пользоваться любой литературой: учебниками, справочниками, энциклопедиями … Все это заставляет учащихся активно решать УЗ. Работая с учебником, в конечном счёте, ученики видят между строчек систему учебных задач, способы их решения, сами решения и ответы, сформулированные автором. Да это происходит не сразу, в каждом классе по-разному, но это уже другие ученики. Ученики думающие, обосновывающие свои действия, способные содержательно возражать и спрашивать, активно дополнять и исправлять тексты. Они чётко осознают необходимость введения понятия в контексте основной задачи, в явном виде говорят о способе решения задачи. Понятия становятся их инструментом при анализе и решении задач.

Если больше никто из учителей не работает в классе в этой технологии, то одним из способов проверки степенью овладения этой технологией учеником является умение переноса её на другие предметы. Если это происходит, то развитие ученика идёт по максимально благоприятному сценарию. В конечном счёте, учитель для такого ученика должен выполнять функцию консультанта, проводить КОД и участвовать в рефлексии процессов и результатов КОД.

Таким образом, понятия:

• могут рождаться в сознании ученика при решении им УЗ, стать продуктом его собственной деятельности, а не чужеродным элементом внесённым ему извне;
• могут развиваться в сознании ученика, претерпевать изменения, выражаться со временем через другие понятия, сохраняя смыслы;
• фиксируют выявленные закономерности при решении УЗ, способы решения задачи, требование задачи и назначение понятия;
• содержат в неявном виде последовательность действий по их применению;
• служат инструментом анализа и синтеза при решении задач;
• требуют специальной КОД со стороны учителя с последующей коррекцией содержательной или процессуальной части по применению понятия;
• обслуживают описание явлений, облегчают описание выявленных закономерностей качественно и количественно;
• должны быть предметом исследования, изучения как учителя, так и ученика.

Литература:

1. П.Я. Гальперин Психология как объективная наука Избранные психологические труды Под редакцией А.И.Подольского Москва-Воронеж 2003 стр.393.
2. Л.С. Выготский Собрание сочинений Том второй Москва “Педагогика” 1982 Стр.127.
3. В.В. Давыдов Виды обобщения в обучении Москва “Педагогика” 1972. Стр.397.

5в ОЗМ и пути её решения для прямолинейного движения 10

Пешеход движется со скоростью 3,6 км/ч. Навстречу ему движется велосипедист со скоростью -6 м/с. Найдите скорость пешехода относительно велосипедиста.

1) 2 с 2) 3с 3) 4 с 4) 1,5 с

6в ОЗМ и пути её решения для прямолинейного движения 10

Автомобиль движется со скоростью - 36 км/ч. Навстречу ему движется велосипедист со скоростью 6 м/с. Найдите скорость автомобиля относительно велосипедиста.

1) 0 2) g , направлено вниз 3) g , направлено вверх 4) g /2

1) 50 см 2) 60 см 3) 1600 см 4) 180 см

1) 9 с 2) 8с 3) 6 с 4) 3 с

5 Ускорение велосипедиста на спуске трассы равно 1,5 м/с 2 Н а этом спуске его скорость увеличивается на 15 м/с. Велосипедист заканчивает свой спуск после начала через

7в ОЗМ и пути её решения для прямолинейного движения 10

1 Пешеход движется со скоростью 3,6 км/ч. Навстречу ему движется велосипедист со скоростью -6 м/с. Найдите скорость пешехода относительно велосипедиста.

1) 2,4 м/с 2) -5 м/с 3) 7м/с 4) -7м/с

2.Шарик подбрасывают вертикально вверх. Каково его ускорение в верхней точке траектории, где его скорость равна 0?

1) 0 2) g , направлено вниз 3) g , направлено вверх 4) g /2

3. Поезд трогается с места и движется равноускоренно. В первую секунду он проходит расстояние 5 см. Какое расстояние он пройдёт за четвёртую секунду?

1) 35 см 2) 50 см 3) 60 см 4) 70 см

4 Камень бросают вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Какое время камень находился в полёте?

1) 2 с 2) 3с 3) 4 с 4) 1,5 с

5 Ускорение велосипедиста на спуске трассы равно 1,2 м/с 2 . На этом спуске его скорость увеличивается на 18 м/с. Велосипедист заканчивает свой спуск после начала через

1) 0,07 с 2) 7,5 с 3) 15 с 4) 21,6 с

8в ОЗМ и пути её решения для прямолинейного движения 10

Автомобиль движется со скоростью -36 км/ч. На встречу ему движется велосипедист со скоростью 6 м/с. Найдите скорость автомобиля относительно велосипедиста.

1) 30 м/с 2) -10 м/с 3) 16м/с 4) -16м/с

2.Шарик подбрасывают вертикально вверх. Каково его ускорение на середине пути?

1) 0 2) g , направлено вниз 3) g , направлено вверх 4) g /2

3. Трамвай трогается с места и движется равноускоренно. В первую секунду он проходит расстояние 0,2 м. Какое расстояние он пройдёт за пятую секунду?

1) 50 см 2) 60 см 3) 160 см 4) 180 см

4 Стрела пущена вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Какое время стрела находилась в полёте?

1) 9 с 2) 8с 3) 6 с 4) 3 с

5 Ускорение велосипедиста на спуске трассы равно 1,5 м/с 2 . На этом спуске его скорость увеличивается на 15 м/с. Велосипедист заканчивает свой спуск после начала через

1) 0,7 с 2) 7,5 с 3) 10 с 4) 12,5 с

ОЗМ

осенне-зимний максимум нагрузки

энерг.

Источник: http://www.regnum.ru/expnews/194335.html

ОЗМ

осколочная заградительная мина

Словарь: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. - М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. - 318 с.

ОЗМ

опытный завод машиностроения

Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. - С.-Пб.: Политехника, 1997. - 527 с.

ОЗМ

отделение землеройных машин

ОЗМ

основная запись материала

комп.

Словарь сокращений и аббревиатур . Академик . 2015 .

Смотреть что такое "ОЗМ" в других словарях:

ОЗМ-3 - советская противопехотная выпрыгивающая осколочная мина кругового поражения. Была разработана в СССР. Свое происхождение ведет от немецкой выпрыгивающей мины SMI 35 времен Второй мировой войны. При срабатывании взрывателя огонь пламени… … Википедия

ОЗМ-4 - ОЗМ 4 противопехотная выпрыгивающая осколочная мина кругового поражения. Была разработана в СССР. Свое происхождение ведет от немецкой выпрыгивающей мины SMI 44 времён Второй Мировой войны. При срабатывании взрывателя огонь пламени… … Википедия

ОЗМ-72 - ОЗМ 72 противопехотная выпрыгивающая осколочная мина кругового поражения Была разработана в СССР. Расшифровывается как осколочная заградительная мина. Своё происхождение ведёт от немецкой выпрыгивающей мины SMI 44 времён Второй… … Википедия

ОЗМ - См. Диагностическое и статистическое руководство. Психология. А Я. Словарь справочник / Пер. с англ. К. С. Ткаченко. М.: ФАИР ПРЕСС. Майк Кордуэлл. 2000 … Большая психологическая энциклопедия

ОЗМ - опытный завод машиностроения осколочно заградительная мина отделение землеройных машин … Словарь сокращений русского языка

Мина ОЗМ-72 - ОЗМ 72 противопехотная выпрыгивающая осколочная мина кругового поражения. Была разработана в СССР. Свое происхождение ведет от немецкой выпрыгивающей мины SMI 44 времен Второй Мировой войны. При срабатывании взрывателя огонь пламени… … Википедия

Выпрыгивающая мина - Диаграмма детонации выпрыгивающей мины Выпрыгивающая мина выпрыгивающая осколочная мина кругового поражения. Является разновидностью противопехотной мины. Свое происхождение ведет от немецкой выпрыгивающей мины Schrapnell Mine времен Первой … Википедия

Шрапнель - У этого термина существуют и другие значения, см. Шрапнель (значения). Устройство диафрагменной шрапнели … Википедия

Африканская партия независимости Гвинеи и Островов Кабо-Верде - (Partido africano da independência da Guine e Cabo Verde — PAIGC, ПАИГК), революционно демократическая партия Республики Гвинея Бисау (РГБ). Основана в сентябре 1956 (до 1960 называлась Африканская партия независимости). Основатель и… … Энциклопедический справочник «Африка»