НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ ЛЕКЦИЯ КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ 8 КЛАССА

POPULAR SCINCE LECTURE AS A MEANS OF DEVELOPING RESEARCH ACTIVITIES OF 8TH GRADE STUDENTS

Ekaterina Ermolcheva

student, Department of Pedagogical Education, Orsk Humanitarian and Technological Institute (branch) Orenburg State University,

Russia, Orsk

Tamara Utkina

scientific adviser, Dr. ped. sciences, prof., Orsk Humanitarian and Technological Institute (branch) Orenburg State University,

Russia, Orsk

АННОТАЦИЯ

Данная статья посвящена разработке и обоснованию научно-популярной лекции «Модель пространства событий и её отражение в окружающем мире», ориентированной на развитие исследовательской деятельности учащихся 8 класса.

ABSTRACT

This article is devoted to the development and justification of the popular science lecture "The model of the Event Space and its reflection in the surrounding world", focused on the development of research activities of 8th grade students.

Ключевые слова: развитие, исследовательская деятельность, научно-популярная лекция.

Keywords: development, research activity, popular science lecture.

Актуальность данной статьи определяется следующими документами: Концепцией развития математического образования в Российской Федерации, Профессиональным стандартом «Педагог», «Приоритет-2030».

Разработка научно-популярной лекции обеспечена компьютерным сопровождением, которое включает в себя 8 слайдов, а так же осуществлена на основе следующих принципов: принцип ориентированности, принцип использования компьютерного сопровождения, принцип увлекательности, принцип доступности.

Отразим содержание данной научно-популярной лекции по теме: «Модель пространства событий и её отражение в окружающем мире», которая рассчитана на 45 минут.

Вступление.

Прежде чем перейти к основной части лекции, рассмотрим сущность каждой из выдвинутых проблем.

Итак, что касается первой проблемы, то в ней мы раскроем определения понятий: «инерциальные системы», «событие»; выведем формулы перехода в пространстве событий от одной инерциальной системы отсчёта к другой на основе четырёхмерного пространства событий.

Вторая проблема содержит в себе отыскание формул преобразования некоторых координат всякого события при переходе из одной инерциальной системы отсчёта в другую инерциальную систему, которые носят название формулы Лоренца.

А вот третья проблема является завершающей, целью которой является анализ формул Лоренца, а так же формулировка соответствующего вывода.

Основная часть.

№1. Пространство событий.

Общая теория относительности с математической точки зрения представляет собой широкое обобщение специальной теории и предназначена для объяснения только одного физического явления-всемирного тяготения.[1]

Наша задача-описать математическую модель, связанную со специальной теорией относительности.

Рассмотрим в некоторый момент времени t материальную точку в пространстве, её положение задаётся декартовыми прямоугольными координатами x, y, z. Совокупность этих величин будем называть системой отсчёта S, а сами величины-координатами материальной точки относительно системы S. Пусть система S-неподвижная, а система S՜- инерциальная система. Тогда материальная точка относительно системы S՜ будет иметь соответствующие координаты.

С точки зрения физического смысла, перемещение t это скорость v, а точнее её проекции. Тогда проекции скорости по её ускорению на оси координат будут одни и те же в обеих системах отсчёта.

Под событием понимается явление, происходящее в᷄ одной точке и мгновенно. Переход в пространстве событий от неподвижной инерциальной системы к подвижной инерциальной системе задаётся формулами перехода.

№2. Формулы Лоренца.

Воспользовавшись формулами преобразования координат в псевдоевклидовом пространстве, преобразование координат точки в пространстве при переходе от одного репера к другому задаётся соответствующими формулами, которые показывают аналог формул между координатами события в разных системах отсчёта при переходе от классической точки зрения на физические явления к релятивисткой, что и приводит к окончательному выводу формул преобразования координат, носящих название формулы Лоренца.[1]

№3. Исследование формул Лоренца.

Сформулируем алгоритм исследования формул Лоренца:

1. Выражение координат одной инерциальной системы отсчёта через другую;

2. Сравнение заданной скорости со скоростью света на основе теории относительности;

3. Выражение двух событий, происходящих в разное время, относительно двух заданных инерциальных систем отсчёта;

4. Вывод эффекта отставания движущихся часов, относительно промежутка времени в двух заданных инерциальных системах отсчёта;

5. Сравнение длины стержня двух заданных инерциальных систем отсчёта;

6. Вывод результирующей скорости точки, относительно подвижной системы координат.[1; 3]

№4. Отражение модели пространства событий в окружающем мире.

Геометрическая модель пространства событий тесно связана с окружающим миром. Ведь развитие геометрии в целом началось с изучения моделей объектов, подсказанных человеку самой природой, а природа, уже содержит в себе геометрические модели. Значит нет оснований не считать, что окружающий мир является в большинстве случаев геометрически правильным.[1; 2; 4]

Геометрическая модель пространства событий находит свое отражение в физике. Это описание физической картины мира от микромира до макромира, где мы живём, как и с какой скоростью мы перемещаемся, каковы пределы нашего перемещения, почему мы двигаемся, а не падаем. Все это связанно с инерцией.

Итак, предлагаются жизненные задачи, решение которых раскрывает и подчёркивает взаимосвязь геометрической модели пространства событий с науками.

Задача №1.

Чем объясняется падение пассажира (особенно когда он стоит) при резком торможении автомобиля, автобуса?

Ответ: Это инерция, когда пассажир стоит и резко тормозит транспорт, то совершается движение без помощи.

Задача №2.

Почему при резком увеличении скорости автомобиля, автобуса, пассажир начинает падать?

Ответ: Это инерция. Пассажиры не могут резко изменить свою скорость из-за свойств инертности, поэтому они продолжают двигаться в том же направлении, что и автобус.

Разработанная научно-популярная лекция была апробирована. Эффективность её доказана с помощью двух статистических критериев: критерий Розенбаума и критерий Манна-Уитни, которые дали мощные результаты.

Список литературы:

1. Уткин, А. А. Геометрическое моделирование окружающего мира: учеб. пособие / А. А. Уткин. – Орск: Издательство Орского гуманитарно-технологического института (филиала) ОГУ, 2013. – 215 с.
2. Пидкасистый, П. И. Педагогика / П. И. Пидкасистый // Школьные технологии. – 2005. – №3. –384 с.
3. Далингер, В. А. Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся при обучении математике / В. А. Далингер // Успехи современного естествознания. – 2012. – №7. – С. 134-136.
4. Гальперин, П. Я. Основные результаты исследований по проблеме «Формирование умственных действий и понятий» / П. Я. Гальперин и др. – М. : Просвещение, 1965. –298 с.