При изучении физики в рамках курса “Естествознание” в средней школе Палестины учащиеся приобретают начальные знания, необходимые для формирования современной научной картины мира – о видах, строении и формах движении материи.
Школьники узнают, что свойства, общие в качественном отношении у множества физических объектов или явлений, но индивидуальные в количественном отношении, характеризуются физическими явлениями, многие из которых они изучают: массу тела, плотность вещества, архимедову силу и т.д. Плотность вещества как физическая величина трудна для понимания учениками 7 класса, так как она связана с другими понятиями, как масса и объём, которые в свою очередь должны быть четко представлены учащимся, чтобы понять, что такое плотность.
Понятие “масса” – одно из наиболее фундаментальных понятий физики. И в 7 классе невозможно ввести определение понятия массы по определению Ньютона и связать её с инерцией, утверждая, что масса – мера инерции, потому что ни то и ни другое неизвестно ученикам 7 класса. По собственному опыту и мнению многих специалистов по методике преподавания физики, не следует спрашивать учащихся: что такое масса, а спрашивать – как сравнить массы двух тел, как определить массу тела?
Вторая величина, которая необходима для введения понятия плотности, – это объём. Несмотря на отсутствие сложности в изучении этого понятия, ученикам надо тщательно и аккуратно овладеть практическими навыками и умением измерять объёма любого тела: с помощью линейки или мензурки. Здесь важно обратить внимание учащихся на единицы измерения мм3, дм3, см3, м3, миллилитр (мл) и литр (л), а также на соотношения между ними.
После такого разъяснения можно начинать объяснять понятие плотности. Мы проводим урок таким образом, чтобы в начале можно было продемонстрировать несколько опытов. Например, суть первого опыта заключается в том, что демонстрируем на чашках весов два разных тела с разными объёмами и одинаковыми массами. Затем рассмотрим случай, когда тела имеют одинаковый объём, но разные массы. В результате наблюдения и последующего обсуждения результатов поставленного эксперимента приходят к выводу о различном характере взаимосвязи между объемом тела его массой.
Отсюда можно постепенно подходить к понятию плотности и делать вывод, что эти опыты подтверждают, что масса тела в единице объёма зависит от рода вещества. Поясняем, что масса одного м3 или одного см3 вещества может служить характеристикой вещества.
Эту физическую величину называют плотностью и найти её можно по формуле
Рисунок1.
Если масса
измеряется в граммах (г), а размеры тела – в
сантиметрах, то единица измерения плотности
будет г/см3.
Для повышения эффективности усвоения понятия плотности мы стараемся приводить примеры, знакомые учащимся из личного опыта. Важно также показать им изменение плотности путем проведения эксперимента. Для этого мы готовим насыщенный раствор поваренной соли. Измеряем при помощи ареометра
Рисунок2
плотность этого раствора и записываем на доске полученное значение в таблицу. Затем равномерно несколько раз разбавляем этот раствор пресной водой и последовательно получаем ряд экспериментальных значений плотностей полученных растворов. После этого для повышения наглядности строим график зависимости плотности от степени разбавления или столбчатую диаграмму из последовательных значений плотности соленой воды.
После выполнения этих опытов мы также используем образцы соленой воды, отобранные учащимися в ходе экскурсий на Средиземное, Красное и Мертвое моря, с которыми граничит Палестина. Сравнивая плотности вод этих морей между собой, ученики делают вывод о том, где легче им плавать.
Для лучшего закрепления и выработки практических навыков учащихся мы используем следующие вопросы и решаем с ними экспериментальные задачи:
- Где вам понадобится понятие плотности в жизни?
- Если тебя попросили поднять ведро с ртутью на второй этаж, ты бы согласился? Почему?
- Как можно измерить плотность воды нашего моря (Средиземного) и как она отличается от плотности воды Мёртвого моря. Почему?
- Если тело не имеет правильную геометрическую форму и по размерам не входит в мензурку, то как определить его объём?
- Свинцовое тело опустили в мензурку с жидкостью. Определить массу свинцового тела.
Рисунок3.
6. Медное тело опустили в мензурку с жидкостью. Определите массу медного тела.
Рисунок4.
7. Гирю опустили в мензурку с жидкостью так, как показано на рисунке. Определите плотность вещества, из которого сделана гиря. Какое это вещество?
Рисунок5.
8. На рисунке изображены три бруска, плавающие в пресной воде. Определите, какой из этих брусков изготовлен из пробки, какой — из льда, а какой — из дерева. Ответ обоснуйте.
Рисунок6