Наука и технологии: шаг в будущее

Наука и технологии: шаг в будущее - 20155/5.

Современные методы преподавания

Аспирант Вечканов Д.С.

Московский Педагогический Государственный Университет

Методика изучения темы «Молекулярная физика»

Мировоззренческое значение раздела «Молекулярная физика» трудно переоценить. При его изучении происходит углубление понятия материи. Являясь видом материи, молекулы и атомы имеют присущие материи свойства, одно из которых – движение. Тепловое движение описывается статистическими законами. В связи с этим, важно показать школьникам различие между статистическими и термодинамическими закономерностями. Таким образом, раздел «Молекулярная физика» создаёт базу для формирования научного мировоззрения учащихся. Большое воспитательное значение имеет рассмотрение истории становления молекулярно-кинетических представлений, которая представляет собой пример того, как в процессе развития науки, её методов, человечество переходило от незнания к знанию, как в борьбе идей и мнений рождалось истинной знание. Политехническое значение данного раздела велико. Достижения молекулярной физики являются научной основой такой отрасли промышленности, как материаловедение. Знание внутреннего строения тел позволяет создавать материалы с заранее заданными свойствами. Изучение тепловых явлений даёт возможность познакомить учащихся с основами теплоэнергетики. Структуру раздела определяют два обстоятельства: избранный метод изучения газовых законов (индуктивный или дедуктивный) и метод введения понятия температуры.

В настоящее время в школе реализуется 2 подхода к делению материала раздела: статистический и термодинамический методы. Сущность статистического метода изучения явлений соответствует положению диалектического материализма о соотношении необходимого и случайного.

Математическую основу статистической физики составляет теория вероятностей, важными понятиями которой являются: случайное событие, вероятность, статистическое распределение, среднее значение случайной величины. В теоретических расчетах бывает сложно вычислить вероятность, так как не представляется возможным предсказать число испытаний, в которых событие произойдет. Задача упрощается, если изучают равновероятные события, т.е. события с равной частотой. Именно с равновероятными событиями имеют дело при рассмотрении хаотического движения молекул: вдоль любых выделенных направлений движется одинаковое количество частиц. При изучении молекулярно-кинетической теории учащиеся широко используют среднее значение случайной величины. Важно подчеркнуть, что среднее значение случайной величины – характеристика статистического подхода.

У учащихся может сложиться метод, что статистический метод был введен в науку, как некий искусственный прием, позволяющий описать поведение молекул и что динамические законы являются основными по сравнению со статистическими. Следует обратить внимание и предупредить эту ошибку и объяснить, что статистические законы существуют объективно.

При изучении раздела «Молекулярная физика» учителю следует всегда подчеркивать единство статистического и термодинамического методов. В этом отношении полезно обобщить и систематизировать знания учащихся о статистическом и термодинамическом подходах к описанию тепловых явлений. Обобщение знаний проводят в конце изучения всего раздела, а связь между этими подходами представляют в виде схемы.

Идеальный газ