ГРАНИЦЫ ПРИМЕНИМОСТИ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ В КУРСЕ ФИЗИКИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

АННОТАЦИЯ

В данной статье будет говориться о границах применяемости классической механики в курсе средней школы, понятийном аппарате, структуре и содержании основных теорий.

Ключевые слова: классическая механика, структура, содержание, механика.

Введение:

Основополагающим разделом курса физики в средней школе является «Механика». На протяжении всех лет обучения учащиеся подробно рассматривают такие разделы механики, как кинематика, статика и динамика. Ученикам средней школы закладываются базовые знания о материальной точке, пути, перемещении, скорости, ускорении и различных видах движения. В старшей же школе базовые знания по разделу «Механика» закрепляются и углубляются. Существует множество сборников задач по физике, включающих качественные и количественные задачи по механике. Наиболее популярным в средних общеобразовательных школах считается сборник задач А.П. Рымкевича Для профильной школы активно применяется сборник задач сборник задач Л.Э. Генденштейна.

За счёт разного уровня преподавания учебный материал по этому разделу усваивается также дифференцировано. Поэтому важно понимать, где граница минимума информации по разделу «Механика», чтобы сократить отрыв в уровне знаний учащихся средней и профильной школы.

Для этого необходимо понимать базовую структуру и содержание курса механики.

Пункт №1. Структура «Классической механики» в курсе физики средней школы.

Вопросами методологии преподавания механики занимались многие известные педагоги. Яркими примерами таких педагогов являются А.А. Бух, Б.И. Спасский, Н.С. Пурышева, Г.М. Голин, В.Ф. Ефименко, В.В. Мултановский.

Благодаря трудам двух последних методистов выделены следующие структурные элементы раздела «Классическая механика», которые обязательны для изучения учащимся и базовой, и профильной школы. Эта структура включает четыре основных элемента: основание, ядро, следствия и интерпретации. Поговорим о каждом элементе структуры курса «Классическая механика» подробнее.

Основанием механической теории являются идеальный объект – материальная точка и конкретное число фактов, подтверждённых экспериментально (опыты Галилея, Кеплера, Кавендиша и др.), основные физические величины – семь величин системы СИ.

Ядро механической теории содержит систему абстракций: постулаты пространства и времени, их абсолютность. Три закона Ньютона. Закон всемирного тяготения. Принцип относительности Галилея. Принцип суперпозиции сил, дальнодействия. Законы сохранения энергии, импульса, момента импульса. Постоянные всемирные тяготения. Модель дальнодействия.

Следствия механической теории включают описание движения под действием разных сил, механизмы, архитектурные сооружения, реактивные движения и другие.

Интерпретация включает в себя:

1.) теорию механических колебаний, теорию упругости удара, теорияю вращательного движения, аэро- и гидродинамика, дискретные материи;

2.) изучение макротел (отсчет материальных точек) при скоростях много меньших скорости света.

3.) механическое движение, как форму движения материи

4.) поведение механических систем однозначно, определенное их взаимодействиями.

В совокупности структура «Классической механики», введённая В.Ф. Ефименко и В.В. Мултановским даёт понимание о том, какая теория механики должна быть усвоена школьниками в среднем звене.

Пункт №2. Содержание раздела «Механика» в курсе физики средней школы.

Рассмотрим подробнее учебный материал, который необходимо дать учащимся по каждому разделу механики в профильной и средней школе.

Итак, кинематика-это раздел механики, в котором подробно изучается движение тел без учёта причины, которая это движение вызвала.

В этом разделе обязательно необходимо ввести понятие материальной точки, траектории, перемещения и пути, ознакомить учеников с видами траектории и изобразить их для реализации принципа наглядности на рисунках.  Важно не забыть рассказать о системах отсчета и правилах их отбора для условия конкретной задачи, ознакомить с мгновенной и средней скоростью и формулами для их расчёта, объяснить физический смысл скорости и связь с ускорением.  При объяснении определения ускорения необходимо подчеркнуть тот факт, что ускорение является первой производной от средней скорости. После ознакомления с базовыми или начальными понятиями, можно рассказать о равномерном движении, вводя определение равномерного движения из особенности постоянства скорости на всём участке пути. При рассмотрении равнопеременного движения обязательно объяснить разницу в равнозамедленном и равноускоренном движении и отразить её при написании уравнений движения.

В динамике, которая изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение, сначала рассматривают первый закон Ньютона, вводят основные динамические характеристики движения – массу и силу. Причём, очень важно акцентировать внимание учащихся на разнице между массой тела и весом тела, и единицами их измерения.

Далее, нужно ознакомить учеников средней школы с вторым законом Ньютона, в котором представлена связь между силой, ускорением и массой. Важно приводить примеры из жизни, которые ярко иллюстрируют действие этого закона.

Чтобы записать второй закон Ньютона для случая действия на тело нескольких сил, рассматривают сложение сил, после этого вводят третий закон Ньютона. Законы Ньютона являются фундаментальными в механике, обобщающими, подтвержденными практикой и экспериментом, поэтому их вначале формулируют, а затем иллюстрируют с помощью эксперимента. Для закрепления можно предложить ученикам качественные задачи, требующие понимания сути третьего закона Ньютона.

Вывод:

Раздел «Механика» встречается учащимся и профильной, и средней школы на протяжении всего обучения в школе. Для того, чтобы минимизировать дифференциацию уровня обучения физики по данному разделу в этих школах необходимо придерживаться чёткой структуры и содержания курса механики. Это позволит дать крепкие базовые знания всем учащимся и уравнять шансы при сдаче Единого Государственного Экзамена.

Список литературы

1. Анофрикова С.В., Бобкова М.А., Бордонская Л.А. Методика преподавания физики в средней школе: частные вопросы.
2. Учебное пособие для студентов пед. ин-тов по физ.-мат. спец. Под редакцией С.Е. Каменецкого, Л.А. Ивановой.-М.: Просвещение, 1987.-336с.
3. Балашов М.М. Механика за 70 уроков: - М.: Просвещение,1993
4. Борытко Н. М. Методология и методы психолого-педагогических исследований.