Анализ некоторых, трудных для понимания учащимися тем по физике 7-11 классы

Анализ

некоторых , трудных для понимания учащимися

тем по физике.

7-11 классы.

Учитель: Кайдала В.В.

Я хочу посвятить свою работу некоторым темам по физике в средней школе, которые на мой взгляд кажутся наиболее трудными для понимания учащимися. Кроме того и тем темам которые в той или иной мере встречаются на практике, т.е. в жизненной деятельности. Перед собой ставлю цель: как лучше и доступнее преподать тему учащимся , чтобы они её усвоили и своими словами передали её сущность. Некоторые моменты тем даны в таких узких рамках, что их нужно значительно расширить, дополнить различными примерами, более понятными учащимся. А более понятными являются конечно же примеры с которыми ученик встречался в жизни, но не давал себе в этом отчёта.

Хочу в этой же работе представить две эксперементальные установки, которые просты в изготовлении и понятны ученикам.

Первой темой которую я хочу затронуть, является тема связанная с силой Архимеда. Это « Архимедова сила» и «Воздухоплавание» ( 7 кл.). Трудно добиться понимания учащимися этих тем за исключением некоторых. На первый взгляд кажется всё очень просто и опыт на рисунке в учебнике очень понятен, но трудность в понимании очевидна. Трудность здесь на мой взгляд заключается в том, что многие учащиеся путают (отождествляют) вес с массой. Хотя на это обращаем особое внимание ещё до изучения этих тем. Вес тела и его масса, это две различные физические величины, хотя между ними и есть связь. Ведь вес тела это тоже сила.Т.е. при рассмотрении этой темы мы имеем дело с двумя силами(вес и сила Архимеда)т.е. с силой Архимеда направленной в верх и с силой с которой жидкость по объёму равная объёму тела давит на подвес(рис.1).

Эта сила направлена вниз. А тему с силами направленными вдоль одной прямой учащиеся усваивают достаточно хорошо. Из опыта видно что стрелка- указатель пришла в исходное положение ,значит сила Архимеда равна силе действующей со стороны стаканчика с водой на подвес. А эта сила и есть вес жидкости в объёме погруженного в жидкость тела. И после этого можно давать определение силы Архимеда

При рассмотрении темы «Воздухоплавание»,ясчитаю нужно приводить полную аналогию с плаванием тел для случая (плотность жидкости больше плотности тела).Т.е. наша атмосфера-это «воздушный океан»(об этом учащиеся уже знают) в котором могут плавать тела , плотность которых меньше плотности этого «океана». В данном случае плавающими телами являются газы в некотором резервуаре (резиновый шар), плотность которых меньше плотности воздуха (атмосферы).

Следующей я хочу проанализировать тему из 8кл. «Тепловые явления» и основные понятия из этой темы. Это теплопроводность , удельная теплоёмкость , удельная теплота сгорания топлива , удельная теплота плавления , удельная теплота парообразования и конденсации. А также хочу рассказать , как можно просто показать , что испаряясь жидкость охлаждается.

При рассмотрении темы «теплопрводность» , трудность заключается в основном в том , что учащиеся(не все конечно) с трудом понимают , что при таком способе теплопередачи переноса вещества не происходит. Значит целесообразно , прежде чем рассматривать эту тему , нужно повторить строение твёрдых тел, (атомы колеблются около положения равновесия но не перемещаются). Но атомы (узлы кристаллической решетки) взаимодействуют между собой). Здесь можно привести такое сравнение. (рис.2). Шарики связаны между собой пружинками. Если заставить колебаться первый шарик , то в движение придут все остальные. Чем больше частота колебаний первого шарика , тем больше частота колебаний всех остальных. Сдесь мы наблюдаем аналогию между связанными между собой шариками атомами, между которыми тоже существует связь. Эта аналогия выглядит таким образом:

Шарики-атомы(молекулы)

Внешнее воздействие на первый шарик-температура нагретого конца стержня (скорость молекул зависит от температуры).

В опыте с шариками происходит передача механической энергии ,а в опыте по теплопроводности , передача внутренней энергии (тепла).

Опыт по теплпроводности можно выполнить без воска.(рис.3). В место воска используется пластилин , в место гвоздиков спички , которые распологаются горизонтально. Если спички расположить вертикально , то опыт будет менее эффективным и возможно , что даже не получится.

Так же трудность заключается в понимании и усвоении таких понятий как удельная теплоёмкость , удельная теплота плавления и т.д. При рассмотрении этих тем и понятий связанных с ними , нужно обратить внимание учащихся на слово удельное. Удельное , это значит речь пойдёт (в данном случае ) о веществе масса которого 1к.г. И при определении (формулировке) понятий выше упомянутых речь идёт именно о массе вещества 1к.г. полезно конечно расшифровать например понятие «теплоёмкость». Ёмкость и тепло. Есть ёмкость для бензина , воды и т.д. , а

Это ёмкость для тепла (количества теплоты). И далее уже рассуждать , объяснять тему.

Для понимания того , что при испарении жидкость охлаждается ,существует много примеров (доказательств) , но продемонстрировать это конечно необходимо. Можно показать несколько опытов. Один из них хорошо известный : (рис.4). Эфир испаряется манометр показывает , что давление в стеклянном шаре понизилось , а следовательно понизилась и температура. НО в этом опыте нужно напоминать о связи давления с температурой.

Можно показать другой опыт , который намного проще , но намного нагляднее и понятнее для учащихся. Это опыт с психрометром. Здесь всё очень просто. Имеются два градусника. Один измеряет температуру окружающей среды , а другой измеряет температуру смоченной водой тряпочки. Перед средой наступило тепловое равновесие. Об этом следует сказать учащимся опытом нужно конечно чтобы между смоченной тряпочкой и окружающей, чтобы они не подумали , что этот градусник измеряет температуру воды. Жидкость с тряпочки испаряется и термометр показывает температуру меньшую , чем температура окружающей среды. Т.е. испаряясь жидкость охлаждается.

Ещё в 8кл. есть тема « фотоаппарат» , а многие учащиеся (особенно мальчики) в это время им интересуются. ПО этой теме можно показать опыт , который показывает как получается изображение на плёнке фотоаппарата. Выглядит он следующим образом и проводится в затемнённом помещении(рис.5).

Перемещая линзу , на экране получается чёткое изображение предмета. И конечно не опыт объясняется используя знания о фотоаппарате: линза-объектив , плёнка экран.

Основные темы в 9кл. которые трудны для усвоения , на мой взгляд являются следующее: « Движение тела под действием силы тяжести: начальная скорость направлена под углом к горизонту» и « Движение тел под действием нескольких сил». А особенно трудно даются задачи на эти темы. Поэтому прежде чем рассматривать эти темы , нужно повторить с учащимися тему из математики которая связана с прямоугольным треугольником. А конкретно такие соотношения(рис.6):

а=с cosB , в=с sinB и т.д.

Это необходимо потому,что при решении задач на выше указанные темы , нужно находить проекции сил и скоростей. А этими проекциями я вляются стороны треугольник построенного из этих сил(скоростей), а вернее их векторов.

Можно привести много примеров. Рассмотрим некоторые из них.(рис.7) и (рис.8).

В 11 классе хочется проанализировать такие темы как «Генерирование электрической энергии» и «Дифракционная решётка».

В теме «Генерирование эл. Энергии» рассматривается устройство генератора переменного тока. Устройство генератора хорошо видно по рисунку и есть довольно много хороших плакатов. Кроме того есть и макет. НО главное я считаю , чтобы учащиеся знали принцип работы генератора. Хотя о принципе работы и говорилось в 8 классе, но полезно рассмотреть его снова и более шире чем в учебнике. И начинать нужно конечно с того , что если проводник движется в магнитном поле , то в нём наводится ЭДС и т.д. Кроме того устройство генератора аналогично устройству электродвигателя. Только все процессы в работе электродвигателя происходят в обратном порядке. А здесь нужно упомянуть о силе Ампера которая действует на проводник с током в магнитном поле.

Что касается темы «Дифракционная решетка», то здесь возникает в основном одна трудность. Учащиеся не понимают почему же дифракционная решетка разлагает белый свет в спектр. Когда начинаешь объяснять эту тему , то напоминаешь опыт Юнга и говоришь , Юнг проводил опыт с двумя отверстиями , а у дифракционной решетки их много , только это не отверстия , а щели разделённые не прозрачными промежутками.

Внимательные ученики сразу спрашивают , почему в опыте Юнга наблюдалось чередование тёмных и светлых полос , а с использованием решетки на экране появляется спектр. Вот это и следует разъяснить учащимся более подробно. Исходить нужно из того , что дифракция наблюдается в том случае от (четливо , когда размеры препятствий на пути распространения света , сравнимы с длиной световой волны. Самые качественные решетки имеют период равный длине световой волны. А мы знаем , что длины волн видимого изличения заключены в пределах от 0,4 мкм. До 0,7 мкм. Поэтому то дифракционная решетка является препятствием для световых волн всех цветов. Т.е. для волн каждого цвета решетка оказывает препятствие. Т.е. разлагает белый свет в спектр. От каждой щели расходятся уже световые волны всех длин(от красного до фиолетового) и собираются (интерфирируют) на экране. Это выглядит следующим образом (рис.9).

Все остальные цвета расположены между красным и фиолетовым. А вопыте Юнга расстояние между отверстиями проделанными булавкой , конечно же много больше периода решетки ( мкм.). А на таком расстоянии таким способом сделать два отверстия не возможно. Т.е. препятствие для световой волны в опыте Юнга было большим для световых волн. И это припятствие оказывало одинаковое влияние для всех цветов. Поэтому то и возникли различия между опытом Юнга и опытом с решеткой. Жаль конечно , что здесь нельзя привести сравнение с чем либо.

И в заключении хочу отметить , что сравнение какого либо явления с жизненными наблюдениями играют очень важную роль в усвоении нового материала. Хочу к примеру привести следующее сравнение.

Все вещества состоят из молекул которые мы не видим , и окружающие нас тела кажутся нам сплошными. Но при помощи микроскопа , мы можем увидеть отдельные молекулы. Т.е. микроскоп нас как бы приближает к молекулам. А теперь такое сравнение. Если посмотреть издали на дерево с листьями, то оно нам кажется сплошным , т.е. мы видим крону дерева. А если приблизиться к нему , то мы сможем разглядеть отдельные его листочки.

А сейчас я хочу представить две эксперементальные установки. Одна для определения ускорения свободного падения , а другая-автоколебательная система.

Эксперементальная установка для определения ускорения свободногопадения изображена на рис. 10. Главным что в ней является , это её автоматичность работы. Для того , чтобы опыт получился эффективным , для этого необходимо использовать как можно больше шариков (около 10 ). Шарики берутся от подшипника.