УДК 377. 031.4 +53

Прикладной аспект курса молекулярной физики

в средней школе

Атырауский государственный университет им. Х.Досмухамедова Имашев Г. И.

Прикладная направленность изучения курса физики во многом зависит от того, насколько полно используются политехнические функции прикладных вопросов современной физики. Реализация прикладной направленности курса физики должна обеспечить формирование у учащихся правильного представления о современном производстве, о значении науки физики в решении важнейших государственных задач, стоящих перед страной. В средней школе учащиеся знакомятся с фундаментальными законами, понятиями в тесной связи с тенденциями современной техники. Но не все законы, понятия составляют научные основы современного производства. Политехническая направленность изучения курса молекулярной физики определяется содержанием учебного материала. «Если бы программный материал, – отмечает П.Р.Атутов – не содержал научных понятий, законов, широко используемых в производстве, то любые методические ухищрения не могли бы придать знаниям политехническую направленность» [1].

Политехническая направленность курса физики определяется следующими принципами:

- раскрытие значения теоретического материала как научной основы современной индустрии;

- освещение физических основ важнейших направлений научно-технического прогресса;

- показ конкретных примеров применения достижений физики в экономике;

- вооружение учащихся практическими умениями, готовящими их к труду на производстве;

- развитие изобретательских, конструкторских способностей школьников.

Всё это позволяет определить оптимальный объем политехнического материала на новом этапе. Под оптимальным здесь понимается наилучшее решение вопроса при заданных условиях .

Содержание современного школьного курса физики можно представить в виде инвариантных и варьируемых компонентов. Варьируемое содержание учебного материала состоит из вопросов прикладной физики.

Прикладной материал курса физики во многом сейчас отражает направления научно-технического прогресса: механика - механизацию производства, термодинамика - теплофикацию, электродинамика - энергетику. Содержание физико-технического материала определяется значимостью соответствующих разделов и служит чисто методической цели – усилению политехнической направленности преподавания физики [2]. Усиление политехнической направленности изучения курса физики можно осуществить путем сосредоточения всего материала вокруг стержневых направлений научно-технического прогресса. К таким важнейшим направлениям относятся: развитие энергетики, комплексная автоматизация, новые материалы и технологии их производства и обработки, применение электронно-вычислительной техники, биотехнологии. Для понимания сущности основных направлений научно-технического прогресса в содержание курса физики включаются как физические основы различных областей техники, так и применение законов физики в конкретных технических объектах [3].

Такие отрасли промышленного производства, как создание материалов с заданными свойствами, теплоэнергетика, микропроцессорная техника имеют решающее значение в повышении производительности труда и эффективности общественного производства. Здесь физические явления и законы связываются с технологическими процессами получения новых материалов и их термической обработкой, а также выявляются физические основы теплоэнергетики, работы тепловых двигателей и их применение на транспорте. Составленные таким образом модели изучения курса физики с учетом реализации принципа политехнизма служат важным условием повышения эффективности учебно-воспитательного процесса.

Критериями отбора прикладного материала курса молекулярной физики служили:

- отражение в учебном материале физических основ важнейших направлений научно-технического прогресса, наиболее распространенных и перспективных технологий, техники, производства;

- органическое сочетание прикладных вопросов с программным, теоретическим материалом курса молекулярной физики;

- развитие у учащихся технического мышления.

Указанные критерии отбора материала должны применяться в тесной взаимосвязи. Следует вести поиски наиболее оптимального отбора политехнического материала по каждой теме, по каждому разделу курса физики [4]. Придерживаясь вышеуказанных критериев, мы разработали схему содержания прикладного материала в процессе изучения физики.

Содержание прикладного материала в курсе физики определяется в виде схемы: темы курса физики - направление научно-технического прогресса – раздел техники, отрасль – прикладной материал. Такой подход приводит к оптимальному отбору прикладного материала. Отбираемый физико-технический материал должен отражать важнейшие, наиболее перспективные направления научно-технического прогресса: производства новых материалов и теплотехники; быть типичным для современных производств; быть органически связанным с изучаемыми вопросами программы; быть доступным для учащихся; учитывать их возрастные особенности, технический кругозор. В нём также должны быть отражены лишь основные принципы устройства и действия промышленной установки, поэтому следует избегать излишней детализации и описания конструктивных особенностей отдельных вспомогательных элементов, необходимо выяснить физические закономерности, которые лежат в основе данной установки или производственного процесса. Содержание прикладного материала обусловлено социально-экономическим развитием общества, имеет объективные основы, связанные с особенностями современного научно-технического и социального прогресса. Поэтому содержание политехнического материала следует определить с учетом тех изменений, которые происходят в различных отраслях современной техники на основе использования достижений науки и техники в области молекулярной физики.

При отборе прикладного материала курса молекулярной физики учтены общедидактические принципы – научность, доступность, наглядность и др. В содержание прикладной составляющей входят темы, раскрывающие роль научно-технического прогресса, его основных направлений, экономического и социального развития стран СНГ, как, например, производство новых материалов, теплотехника др. Изучение кристаллических и аморфных тел позволяет дать представление об искусственном выращивании кристаллов, способах определения температуры металлоподобных сплавов, порошковой металлургии. Учащиеся знакомятся с принципами, лежащими в основе наиболее распространенных технологических процессов /литьё, обработка давлением, сварка, пайка и т.д./, а также методами получения чистых материалов. При рассмотрении свойств твердых тел им объясняют управление механическими свойствами и использование новых материалов. Ученики узнают, что, воздействуя на структуру твердых тел путем обработки материалов, можно изменить их свойства и внутреннее строение. При изучении термодинамики следует ознакомить учащихся с преобразованием тепловой энергии, с устройством и принципом действия различных тепловых машин и установок. При этом анализируется значение тепловой энергии в производстве, указывается на многообразие ее применения. Принцип работы тепловых двигателей основан на преобразовании внутренней энергии. Это позволяет расширить политехнический кругозор учащихся, обеспечить развитие способности школьников применять физические знания к объяснению технических объектов. Определение технических объектов для ознакомления с ними школьников в курсе физики осуществляется на основе успехов науки и техники в развитии главных отраслей современного производства: машиностроения, металлообработки, полупроводниковой технологии, приборостроения и др. При этом необходимо учитывать следующие направления развития техники и технологии: повышение прочности материалов; достижение прогрессивной технологии; повышение эффективности общественного производства; безотходная технология; обработка давлением, метод дисперсных структур и т.п. [5].

Основываясь на вышесказанном, следует отметить, что значительная часть главных направлений научно-технического прогресса относится к изучению курсов молекулярной и квантовой физики в школе. Это соотнесение показано при помощи таблицы 1, в которой определено содержание прикладного материала, необходимого для обеспечения политехнической направленности изучения молекулярной физики.

Такие отрасли промышленного производства, как создание материалов с заданными свойствами, теплоэнергетика, микропроцессорная техника имеют решающее значение в повышении производительности труда и эффективности общественного производства. Здесь физические явления и законы связываются с технологическими процессами получения новых материалов и их термической обработкой, а также выявляются физические основы теплоэнергетики, работы тепловых двигателей и их применение на транспорте. Составленные таким образом модели изучения курса физики с учетом реализации принципа политехнизма служат важным условием повышения эффективности учебно-воспитательного процесса.

Изучение этого материала вводит школьников в широкий круг социально-экономических проблем, показывает пути их решения, знакомит учащихся с ролью физики в развитии областей техники и производства. В практике преподавания можно усилить политехническую направленность изучаемых вопросов курса тем, что систематически раскрывать их значение и применение в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве.

Литература

1. Атутов П.Р. Политехническое образование школьников: Сближение

общеобразовательной и профессиональной школы. - М.: Педагогика, 1986. -176 с.

2. Воспитание учащихся и подготовка их к труду при обучении физике / Сост. А.В. Чеботарева. – М.: Просвещение, 1981. –176 с.

3. Политехническое образование и профориентация учащихся в процессе преподавания физики в средней школе. /Под ред. А.Т.Глазунова, В.А. Фабриканта. - М.: Просвещение, 1985. – 159с.

4. Физика и научно - технический прогресс. /Под ред. В.Г. Разумовского, В.А. Фабриканта, А.Т. Глазунова, - М.: Просвещение, 1980. – 159 с.

5. Современный урок физики в средней школе /Под ред. В.Г. Разумовского, Л.С. Хижняковой. – М.: Просвещение, 1983. – 224 с.