…Был этот мир глубокой тьмой окутан
Да будет свет! И вот явился Ньютон!
Цели урока:
- Актуализировать и углубить знания учащихся о фундаментальной науке – классической механике, убедиться в том, что ЗАКОНЫ НЬЮТОНА играют огромную роль в современной жизни каждого человека
- С помощью опережающего задания активизировать поисково-познавательную деятельность учащихся в работе с учебными, оригинальными текстами;
- Формирование у старшеклассников коммуникативных умений (публично выступать по теме, вести диалог, участвовать в дискуссии, активно слушать, работать в группе).
Тип урока: Урок обобщения по теме “Законы движения и взаимодействия тел. Механические колебания и волны. Звук”
Форма урока: Урок-конференция.
Оборудование: Таблица, карточки на магнитах, системный блок, мультимедиа-плеер.
Структура урока и методика его проведения.
За 3 недели до начала урока класс разбивается на 5 групп (по 4 человека), состав которых определяется по желанию учащихся. Участники групп выбирают руководителя группы и получают задание – исследовать современное значение законов Ньютона и систематизировать знания по основам классической механики по единой схеме изучения фундаментальной физической теории. Результаты исследований могут быть представлены в различных видах (таблица, плакат, презентация и др.)
Временная диаграмма урока: урок проводится в течение 45 минут.
№ этапа | Содержание этапа урока | Время (мин.) |
1. | Актуализация проблемы урока учителем | 3 |
2. | Вводный тест | 5 |
3. | Сообщение “Исаак Ньютон”. (М. Гнеп) | 5 |
4. | Защита проекта группой и дополнения по её выступлению | 25 |
5. | Заключительное слово учителя | 5 |
6. | Рефлексия урока | 2 |
Ход урока
Перед началом урока ребята рассаживаются в классе за парты по группам. Урок начинает учитель, который в очень кратком вступлении актуализирует проблему (ПРИЛОЖЕНИЕ №1), рассматриваемую на уроке. Далее для актуализации знаний по этой теме проводится тестовая работа, содержащая все основные понятия по исследуемой проблеме (ПРИЛОЖЕНИЕ №2). Сообщение “Ньютон И.” (ПРИЛОЖЕНИЕ №3) позволит учащимся узнать новые факты из биографии Ньютона и настроиться на защиту проектов. Затем группы начинают защиту проектов, используя подготовленный материал и наглядность, отвечают на вопросы экспертов или представителей других групп. Учащиеся класса могут сделать дополнения и уточнения по отдельным структурным элементам таблицы. Эксперты оценивают выступления группы по своей теме и учитывают их активность в обсуждении других вопросов. В процессе выступления групп учащиеся дополняют свои таблицы “Классическая механика”. После завершения обсуждения всех выступлений, учитель подводит итог по проблеме урока. У каждого учащего по итогам урока должна остаться таблица примерно следующего содержания.
КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ОСНОВАНИЕ | ЯДРО | СЛЕДСТВИЕ | |||||
Факты | Идеализированный объект | Понятия, физические величины | Принципы | Законы | Математические уравнения | Объяснение явлений, фактов, закономерностей | Применение законов динамики |
1.Кинематические закономерности
движения тел (материальных точек, планет
Солнечной системы). 2. Законы Кеплера |
Материальная точка | 1. Система отсчета. 2. Пространство, время, перемещение, координата, скорость, ускорение. 3. Взаимодействие. 4. Сила. 5. Масса. 6. Импульс силы. 7 Импульс тела. 8. Энергия. 9. Работа. |
1. Инерции. 2. Дальнодействия. 3. Суперпозиции 4. Причинности 5. Относительности |
1. Существуют такие системы отсчета,
относительно которых поступательно движущееся
тело сохраняет свою скорость постоянной, если на
него не действуют другие тела или их действие
скомпенсировано. 2. Ускорение, приобретаемое телом в ИСО, прямо пропорционально векторной сумме сил и обратно пропорционально массе системы тел. 3. Тела действуют друг на друга силами равными по модулю и противоположными по направлению. |
|
1. Механическая схема описания движения:
зная положение материальной точки в СО и
скорости движении в определённый момент времени,
можно определить параметры движения на все
последующие и предыдущие моменты времени. 2. Свободное падение тел в газах, жидкостях. 3.Научное толкование статики, гидро- и аэродинамики. |
1. Движение тел переменной массы. 2. Вывод и анализ законов сохранения импульса, энергии, сложения скоростей. 3. Определение средней плотности планет, тел. 4. Движение под действием одной или нескольких сил. 5. Соударение тел или частиц (упругий и неупругий удар). 6. Движение жидкостей и газов (уравнение Бернулли). |
Оценка работы. Работа каждого ученика оценивается баллами от 3 до 5. Экспертами на уроке являются все учащиеся, при выставлении отметки учитывается общая (единая для группы) отметка, полученная группой за составленную ими таблицу в ходе подготовки к уроку и активность учащегося в ходе урока.
Рефлексия урока. Обратная связь по итогам урока осуществляется с помощью карточек самооценки.
Руководители групп: Кравец Никита, Гнеп Михаил, Ботникова Евгения, Чустеев Иван, Кочергина Дарья
Темы работы групп: Первый закон Ньютона и его значение, Второй закон Ньютона и его значение, Третий закон Ньютона и его значение, Закон всемирного тяготения и его значение, Закон сохранения импульса и его значение.
Каждая группа при подготовке к уроку:
заполняет свою версию таблицы:
Физическая картина мира (ФКМ) – обобщенная модель природы, включающая в себя представления физической науки (на данном этапе её развития) о материи, движении, взаимодействии, пространстве и времени, причинности и закономерности.
КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ОСНОВАНИЕ | ЯДРО | СЛЕДСТВИЕ | |||||
Факты | Идеализированный объект | Понятия, физические величины | Принципы | Законы | Математические уравнения | Объяснение явлений, фактов, закономерностей | Применение законов динамики |
|
- Готовит отчет по теме проекта в виде презентации, плаката, буклета.
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
И. Ньютон 1667 г. “МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАЧАЛА НАТУРАЛЬНОЙ ФИЛОСОФИИ”
Классическая механика – самая ранняя физическая теория, получившая свое завершение с выходом в свет в 1676 году работы И. Ньютона “Математические начала натуральной философии”. Термин “натуральная философия” свидетельствовал о тесной связи науки и философии, которые, как и в эпоху возникновения науки в Древней Греции, работали вместе.
Механические явления были наиболее ясными и наглядными; в изучении этих явлений физика достигла наибольших успехов, и механическое мировоззрение явилось отражением этих успехов. Ньютон заложил новые основы механического мировоззрения в своем труде “Математические начала натуральной философии”. В “Началах” содержатся основные понятия механики, формулировка основных законов механики, приложения законов механики к теории движения под действием центральных сил, обоснование ЗВТ и изложение системы мира, т.е. теории движения планет и спутников на основе ЗВТ. Таким образом, это первый в истории курс теоретической механики, включающий и небесную механику. Отдельные результаты предшественников Ньютона, начиная с Галилея, были обобщены и развиты Ньютоном в этом гигантском труде. Ньютон завершил работу предыдущих поколений и открыл путь последующим поколения физиков и механиков.
“Математические начала натуральной философии” - книга, вошедшая в золотой фонд науки. Законы Ньютона в течение веков заучивались в авторской формулировке. Так было во всех школах мира. Поколения людей воспитывались на законах Ньютона, которые казались незыблемым фундаментом научного познания природы. Ньютон вложил в руки ученых мощный инструмент познания мира. Использование законов Ньютона на практике позволило решать любые задачи механики, что привело к её бурному развитию. Классическая механика сыграла положительную роль в развитии физики. Почти вся современная техника, сооружения, транспорт, космическая техника создаются и работают , опираясь на законы Ньютона.
Два чумных года 1665-16666 гг. (в Англии свирепствует чума, только в Лондоне сожгли 31 тысячу трупов) можно назвать “болдинской осенью” Ньютона. “Я был в расцвете изобретательских сил и думал о математике и философии больше, чем когда-либо” - пишет о себе И. Ньютон. И только через 20 лет мир узнает о его великих творениях в “болдинскую осень”. В характере ученого есть одна странность - он не любит публиковать своих работ. Он очень нетороплив и обстоятелен. “Я гипотез не измышляю” - любимое его изречение, почти девиз. Он спорит всю жизнь: с Гуком, с Гюйгенсом, с Флэмстидом. С желчным раздражением пишет он слова, которые и в наши дни звучат справедливо: “…Я убедился, что-либо не следует сообщать ничего нового, либо придется тратить все силы на защиту своего открытия”.
В апреле 1695 года, когда Ньютон был смотрителем лондонского Монетного двора, необыкновенный гость из России трижды приезжал туда, чтобы познакомиться с техникой чеканки монет. Окружавшие называли его “десятником”, но относились с высоким уважением. Они встретились царь Петр. И Исаак Ньютон. О чем говорили эти два великих человека?! Но когда Ньютон составлял список адресов, по которым следовало разослать его “Математические начала..”, он специально пометил “6 - царю, для него самого и для главных библиотек Московии”.
Научный подвиг Ньютона по достоинству оценён и современниками, и потомками. Метод Ньютона служил примером Амперу и Фарадею, Томсону и Максвеллу, Эйнштейну и Дираку. Новая физика изменила представления Ньютона о пространстве и времени, о массе и действии, но не отбросила его механику, а только определила границы её применимости. И сегодня мы постоянно пользуемся творениями великого ученого, идейное богатство его работ вдохновляет творческую физическую мысль. По словам С.И. Вавилова, “ньютоновская механика – не историческая реликвия, а основа естествознания сегодняшнего дня”.
ПРИЛОЖЕНИЕ №2
Урок-конференция “Современное значение ЗАКОНОВ НЬЮТОНА” (вводный тест)
Фамилия, имя:
№ п/п | Определение | Величина, понятие | Правильно | Условное обозначение | Правильно |
1. | Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени. | ||||
2. | Модель, соответствующая телу, размерами которого можно пренебречь в данной СО. | ||||
3. | Две основные формы существования материи | ||||
4. | Совокупность системы координат, связанной с телом отсчета и покоящихся относительно него часов | ||||
5. | Линия, по которой движется тело в данной СО | ||||
6. | ВФВ, вектор, соединяющий начальное и конечное положения тела | ||||
7. | ВФВ, характеризующая быстроту движения, равная отношению вектора перемещения к промежутку времени, за который оно совершено. | ||||
8. | ВФВ, характеризующая скорость изменения скорости, равная отношению изменения вектора скорости к промежутку времени, за который оно совершено | ||||
9. | Процесс взаимного влияния тел (частей тела) друг на друга | ||||
10. | ВФВ, мера взаимодействия тел (частей тела) друг на друга | ||||
11. | СВФ, мера инертности тела | ||||
12. | ВФВ, равная произведению массы тела на его скорость. | ||||
13. | ВФВ, равная произведению вектора силы и времени её действия | ||||
Итого | Итого | ||||
Отметка: 21-19 –“5” 18-15-“4” 14-10 – “3” | Всего | Отметка |
ПРИЛОЖЕНИЕ №3
ИСААК НЬЮТОН
Он самый счастливый, систему мира можно установить только один раз (Лагранж)
Этот человек сформулировал основные законы механики, открыл закон всемирного тяготения, законы разложения белого света в спектр и выдвинул корпускулярно-волновую теорию света, разработал дифференциальное и интегральное исчисления, закон охлаждения нагретого тела, открыл закон сопротивления движению в вязкой жидкости, сконструировал один из первых термометров, впервые построил отражательный телескоп. Лагранж сказал о нем: “Он самый счастливый – систему мира можно установить только один раз”.
Он родился вьюжной зимой 1642 года, после рождества, в Вулсторпе. Родился до срока, таким хилым и слабым, что священник считал, что он не жилец на этом свете. Сам Ньютон говорил впоследствии: “По словам матери, я родился таким маленьким, что меня можно бы было выкупать в пивной кружке” Но этот слабый младенец выжил всем на удивление, и за всю свою долгую жизнь (почти 85 лет) почти никогда не болел. Он не знал своего отца, он умер ещё до его рождения, да и мать уехала вместе с отчимом, когда ему было 3 года. Мальчик остался со своей бабушкой, жили они вместе в маленьком сельском домике из серого камня, окруженного редким плетнем. Он окончил сначала сельскую школу, а затем Королевскую школу в Грэнтеме.- маленьком городке в десяти километрах от родной деревушки.
Ньютон был удивительным домоседом и за всю свою жизнь никогда не отъезжал от родного дома дальше, чем на 180 км.
Он был человеком ниже среднего роста, с самой незаурядной внешностью, чаще молчаливый, неостроумный. Он был плохим собеседником и мог в разговоре вдруг замолчать и задуматься. Тогда взгляд его быстрых, живых глаз как бы застывал. Такие мужчины не пользуются успехом у женщин, и Ньютон так и не женился. И влюбился он тоже всего один раз, ещё мальчишкой. Её звали мисс Сторей, и она была очень хорошенькая. Эта девочка – единственный романтический образ его жизни. Но верность ему он сохранил навсегда, даже в старости навещал старушку, в которую превратилась девочка.
В отроческие и юношеские годы Ньютон отличался от сверстников равнодушием к шумным забавам, весёлым студенческим вечеринкам. Но проявлял небывалый интерес к любой работе, требовавшей каких-нибудь орудий, инструментов и приспособлений. Он мог часами наблюдать за плотником и кузнецом, а потом повторял увиденное. Учеником и студентом он был всегда прилежным, интересовался математикой, но учился как-то незаметно, средне, и невозможно проследить, как буквально за несколько лет происходит это сказочное превращение вчерашнего провинциального школьника в совершенно самостоятельного и оригинального исследователя. И можно только догадываться какой процесс шел постоянно в глубинах его могучего мозга.
Незадолго перед смертью, словно оглядывая свою жизнь, такую тихую и спокойную внешне и такую неистово бурную внутренне, Исаак Ньютон сказал: “Не знаю, чем я могу казаться миру, но сам себе я кажусь мальчиком, играющим на морском берегу, развлекающимся тем, что от поры до времени отыскиваю камешек более цветистый, чем обыкновенно, или красную раковину, в то время как великий океан истины расстилается передо мною неисследованным”