Важнейшим компонентом творческой личности является ее стремление к переустройству мира, своего багажа знаний, к совершенствованию своего мировоззрения, к поиску оптимальных вариантов организации и управления мыслительными и трудовыми процессами.
Для решения указанной проблемы можно предлагать учащимся развивающие и творческие задания и задачи. Развивающих творческих заданий в различной литературе предлагается достаточно много и, конечно, имеется у каждого учителя и в личном методическом арсенале.
Главная идея их составления или подбора такова, что задания должны приглашать к размышлению, наблюдениям, поиску, выдвижению идей, высказыванию своей точки зрения, к творчеству. Таких заданий желательно иметь много и предлагать их систематически. Чтобы задания выполняли развивающую функцию и активно помогали реализовывать деятельностный подход к обучению, важно просить учеников составлять план их решения и после завершения работы проводить рефлексию действий.
Если по ряду причин трудно организовать полный урок на деятельностной основе, можно включить в него одно или несколько творческих заданий. Основная их направленность - совершенствование умений учащихся создавать нечто новое, используя свои знания и практическое умение.
Проиллюстрируем применение данного подхода на примере урока изучения нового материала с использованием интерактивной доски.
КОНСПЕКТ УРОКА ПО ФИЗИКЕ В 9 КЛАССЕ
ТЕМА: “Дефект массы. Энергия связи атомных ядер”.
Цели урока:
Образовательные: ввести понятие дефекта масс; вывести закон взаимосвязи энергии покоя и дефекта масс; вырабатывать самостоятельное мышление по применению знаний на практике.
Развивающие: вырабатывать умение мыслить, анализировать, делать выводы, применять теоретические знания для решения задач; подчеркнуть взаимосвязь с другими науками: химией, историей, литературой.
Воспитательные: развитие культуры общения и культуры ответа на вопросы, развитие культуры умственного труда; повышение познавательной активности.
Оборудование, оформление и техническое оснащение урока:
- на доске записан план урока;
- стенд “Дефект массы. Энергия связи атомных ядер”;
- к уроку подготовлена презентация по теме урока для работы с интерактивной доской (приложение 1);
- подготовлен тест, выполненный в интерактивном режиме;
- демонстрация опыта с применением модели нуклонов, не взаимодействующих между собой, и ядра атома гелия по обнаружению дефекта масс с помощью рычажных весов,
- выставка книг по теме урока;
- доска Interwrite Board, видеопроектор и компьютер, на котором установлено программное обеспечение Interwrite Workspace.
Опережающее задание: используя дополнительную литературу, подготовить короткие сообщения, доклады, предложенные учителем (по выбору учащихся).
Место урока и объём:
1 час – урок изучения нового материала с постановкой проблемной задачи.
План урока (записан на доске):
- Значение физических величин дефекта массы и энергии связи атомных ядер;
- Понятие дефекта массы;
- Закон взаимосвязи массы и энергии;
- Практическое применение закона взаимосвязи массы и энергии.
Ход урока
- Организация начала урока (психологический настрой учащихся).
Ребята, несмотря на необычный урок, у нас присутствуют гости, я желаю вам качественной и эффективной работы, и неслучайно звучат в качестве эпиграфа слова великого физика А. Эйнштейна:
...Мы хотим не только знать, как устроена природа (и как происходят природные явления), но и по возможности достичь цели, может быть, утопической и дерзкой на вид, - узнать, почему природа является именно такой, а не другой.
- Постановка учебных целей урока.
Вопросы классу:
- Слайд 1: какой раздел физики мы изучаем? (ядерная физика);
Установите хронологию открытий в ядерной физике. Соотнесите год и открытие (я):
- 1896 год — А Беккерель: явление радиоактивности;
- 1898 год — М. Склодовская — Кюри, П. Кюри: открытие радиоактивных элементов полония и радия;
- 1911 год — Содди: открытие изотопов; Э. Резерфорд: открытие атомного ядра;
- 1932 год — Дж. Чадвик: открытие нейтронов; Д. Д. Иваненко и В. Гейзенберг: открытие протонно - нейтронной модели ядра.
- Слайд 2: вам дано несколько физических терминов. Расположите их в виде схемы “Строение атома” по порядку: от родового к видовому;
- Каков состав атомов? Заполните таблицу.
- Слайд 3: дан рисунок. Назовите основную информацию, которую он в себе содержит.
- Какие виды радиоактивных распадов вам известны?
Ядра каких химических элементов образуются при
, 
- распадах? (1: радон, 2:
актиний). - Слайд 4: какие из известных вам законов сохранения выполняются при радиоактивных превращениях? (закон сохранения зарядового числа и атомной массы). Дана ядерная реакция: радиоактивный натрий превращаете в ядро фтора. Определите недостающий элемент (гелий). Каков состав ядра гелия? (Z = 2, N = 2).
У меня в руках пластилиновая модель не взаимодействующих между собой изотопов и ядра атома гелия. Давайте попробуем спрогнозировать результат опыта. Что произойдет, если на одну чашку рычажных весов поместим модель не взаимодействующих между собой изотопов, а на другую чашку весов поместим, казалось – бы, такие же шарики, слепленные вместе, имитирующие ядро атома гелия? Почему вы так думаете? (масса ядра должна быть равна сумме масс содержащихся в нем протонов и нейтронов). Проверим ваше предположение (эксперимент). Но на самом деле масса "ядра" делается несколько меньше массы отдельных частиц и поэтому весы не находятся в равновесии. Куда исчезла масса? Для решения проблемной задачи, мы должны ввести новые понятия, такие как дефект массы и энергия связи.
Учащиеся записывают тему урока в тетради.
Используя план, записанный на доске, учащиеся формулируют цели урока и записывают их в тетради.
III. Мотивация запоминания и длительности сохранения в памяти.
Знаешь ли ты?
1. Дефект массы - фундаментальное понятие, которое дает жизнь звездам.
2. Именно энергия связи “отвечает” за устойчивость планетных систем, молекул, атомов и их ядер.
3. ...причины неудач алхимиков в попытках превратить один химический элемент в другой, т.е. преобразовать ядра атомов, кроются в том, что энергия связи в ядрах (в расчете на одну частицу) примерно в миллион раз (!) превышает химическую энергию связи атомов между собой.
4. ...английский ученый Фрэнсис Астон, проведя ряд точнейших измерений, в 1927 году впервые построил кривую, описывающую энергию связи атомных ядер и вошедшую затем в школьные учебники.
5. ...ядра атомов, содержащие определенные, так называемые магические, числа протонов и нейтронов, обладают повышенными значениями энергии связи и большей устойчивостью к распаду. Поиски подобных ядер, образующих как бы “острова” стабильности за пределами таблицы Менделеева, привели к успеху - в подмосковной Дубне был синтезирован 114-й химический элемент.
Значение дефекта масс и энергии связи играет огромную роль в жизни и науке.
- Изучение понятия “Дефект массы” и закона о взаимосвязи массы и энергии
Ребята, как вы думаете, можно ли рассчитать изменение суммарной массы нуклонов и ядра атома гелия, находящегося в состоянии покоя?
Учащийся на доске рассчитывает суммарную массу нуклонов ядра атома гелия.
Экспериментально подсчитаны массы ядер различных атомов и занесены в таблицу (сборник задач А. П. Рымкевич, стр. 167 таблица №13). Чему равна масса ядра атома гелия? Сравните значения масс отдельных нуклонов и ядра гелия.
Mя < Zmp + Nmn.
Вычислите изменение этих масс.
M = Zmp + Nmn – Mя.
Учащиеся вычисляют разность масс отдельных нуклонов и ядра гелия.
Разность между суммой масс отдельных нуклонов и массой ядра называется дефектом массы.
Разность масс — это величина всегда положительная.
Слайд 5: если нуклоны объединяются в ядро, то при
этом уменьшается масса этой системы. Но куда при
этом “исчезает” масса? При образовании ядра из
частиц последние за счет действия ядерных сил на
малых расстояниях устремляются друг к другу с
огромными скоростями. Излучаемые при этом 
— кванты
обладают массой. Кроме этого они обладают еще и
энергией. Эту энергию называют энергией связи. Энергия
связи равна той энергии, которая выделяется при
образовании ядра из отдельных частиц.
Для того чтобы разбить ядро на отдельные нуклоны, не взаимодействующие между собой, необходимо совершить работу по преодолению ядерных сил, то есть сообщить ядру энергию. И как следствие, масса ядра увеличивается на значение дефекта массы. Под энергией связи понимают и ту энергию, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны (работа с учебником стр. 204). Выделите в формулировках энергии связи главные на ваш взгляд слова (необходима для расщепления ядра; выделяется при образовании ядра). Итак, мы установили: энергия связи связана с массой.
Энергия связи атомных ядер очень велика. Но как ее определить?
Сделать это оказалось возможным благодаря точным измерениям массы ядра и масс нуклонов, из которых состоит ядро. Ведь между массой и энергией существует соотношение, открытое А. Эйнштейном в 1905 году:
E = 
m •
c2 – закон о взаимосвязи массы и энергии,
где с – скорость света.
Всякое изменение энергии системы сопровождается изменением ее массы.
Слайд 6: Рассчитайте энергию связи при образовании ядра гелия.
Учащиеся рассчитывают энергию связи при образовании ядра гелия (в Дж).
Внесистемная единица энергии связи в ядерной физике эВ, МэВ.
1Мэв = 1,6 · 10-13 Дж
О том, как велика энергия связи, можно судить по такому примеру: образование 4г гелия сопровождается выделением такой же энергии, что и сгорание 2 вагонов каменного угля.
Слайд 7: “Страница истории”.
Альберт Эйнштейн величайший из ученых, работы которого определили развитие всей современной физики.
Величие сделанного Эйнштейном в науке трудно пересказать. Сейчас нет практически ни одной ветви современной физики, где, так или иначе, не присутствовали бы фундаментальные понятия квантовой механики или теории относительности. Но, пожалуй, еще важнее уверенность, которую своими трудами вселил в ученых Эйнштейн, что природа познаваема и ее законы красивы. Стремление к этой красоте и составляло смысл жизни великого ученого.
Сообщение ученика “А. Эйнштейн”.
Как сказал Чарльз Перси Сноу – английский писатель, физик, государственный деятель: “Если бы не существовало Эйнштейна, физика XX века была бы иной. Этого нельзя сказать ни об одном другом учёном… Он занял в общественной жизни такое положение, какое вряд ли займёт в будущем другой учёный. Никто, собственно, не знает, почему, но он вошел в общественное сознание всего мира, став живым символом науки и властителем дум двадцатого века.
Он говорил: “Забота о человеке и его судьбе должна быть основной целью в науке. Никогда не забывайте об этом среди ваших чертежей и уравнений”. Позднее он также сказал: “Ценна только та жизнь, которая прожита для людей”…
Эйнштейн был самым благородным человеком, какого мы когда-либо встречали”.
- Практическое применение дефекта массы и энергии связи.
Именно на соотношении энергии и массы строится все в нашем мире от Большого Взрыва до термоядерной бомбы. Да-да, именно термоядерной бомбы. Суть термоядерной бомбы в том, что из водорода при взрыве идет синтез гелия с выделением энергии. А суть каждой звезды без исключения в том, что это огромная термоядерная бомба естественного происхождения. И наше Солнце тоже не исключение, оно светит уже 4.5 млрд. лет исключительно за счет синтеза гелия из водорода, ежесекундно теряя в массе 600 млн. тонн. Беспокоиться, правда, нам не о чем. Ни нам, ни нашим ближайшим потомкам, поскольку запасы водорода на сегодняшний момент составляют около 80% массы Солнца.
Важную информацию о свойствах ядер содержит величина удельная энергия связи — это энергия связи, приходящаяся на 1 нуклон (видеофрагмент).
Удельная энергия связи характеризует устойчивость ядер. Чем больше удельная энергия связи, тем более устойчивым является ядро. Ядра со средними значениями массовых чисел, такие как железо, являются самыми устойчивыми. Легкие ядра обладают тенденцией к слиянию, а тяжелые к разделению.
- Обобщение изучаемого на уроке и введение его с систему ранее усвоенных знаний и умений.
Слайд 8: восстановите предложения (№ 17, 18, 19).
VII. Контроль за результатами учебной деятельности, осуществляемой учителем и учащимися, оценка знаний.
Слайд 9: учащимся предлагается тест и дальнейшая самооценка ЗУН, полученных на уроке, если требуется, коррекция ответов.
XIII. Домашнее задание
Параграф 65, вопросы после параграфа; рассчитайте дефект массы и энергию связи для ядра Be. Придумать и нарисовать рисунок – иллюстрацию по данной теме.
IX. Рефлексия. Подведение итогов урока.
Cм. видеозапись.
Прослушайте звуковое сопровождение.
Литература
- Учебник под редакцией А. В. Перышкина “Физика 9 класс”, Москва: “Дрофа””, 2005 г.;
- О. Ф. Кабардин “Физика”, справочные материалы, Москва: “Просвещение”, 1991 г.;
- Н. Н. Тулькибаева “Физика, тестовые задания для подготовки к единому государственному экзамену 10-11 классы”, Москва: “Просвещение”, 2004 г.;
- Электронное программное обеспечение “Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия”, 2003 г.;
- Электронное программное обеспечение “1C:Школа. Физика, 7-11 классы, библиотека электронных наглядных пособий”, под редакцией Н. К. Ханнакова, 2004 г.;
- Электронное программное обеспечение “Физика для абитуриентов 7-11”, серия TeachPro;
- Под редакцией Э. М. Браверманн “Преподавание физики, развивающее ученика”, книга 1, Москва, Ассоциация учителей физики, 2003 г.;
- А. П. Рымкевич “Физика. Задачник. 10-11 классы”, Москва: “Дрофа”, 2002 г..