Исак Нютон е един от най-важните учени в света на физиката поради това, че именно при него понятията сила и гравитация за първи път добиват смисъла, с който ги познаваме днес. Учениците обаче често не могат да си представят как точно действат различните сили и закони, формулирани от Нютон – чертежите по дъската и видеоуроците понякога просто не са достатъчни.
Необходимо е най-напред да запалим интереса на децата към физиката. Да ги приближим до онзи свят, в който математическият анализ и физичните закони тепърва започвали да се пишат и набират популярност… Да ги накараме да опознаят физиците, за да обикнат физиката!
В книгата си “Нютон: Задникът, който преоткри Вселената” Флориан Фрайщетем увлекателно разказва за живота на учения натурфилософ с детайли, които не са описани в учебниците по физика. Провокира ни да се замислим за черти от характера му, без които неговите открития може би нямаше да бъдат такива. Айнщайн пък е почитател на мисловни експерименти – обичал да си представя нещата и компанията на въображението му го довела към една от най-важните му теории – теорията за относителността.
Но как да използвате познанията си за физиците, за да внесете подобна посока на мисълта в час? В тази статия ще откриете няколко идеи, с които да грабнете вниманието на всички ученици.
Да поиграем на гравитация
Задайте на класа следните въпроси, за да започнете дискусия: “Някога бутали ли сте от бюрото едновременно учебника и молива си? Забелязахте ли кой от двата предмета падна първо?”. Накратко прегледайте определението за гравитационна сила и идеята, че гравитационната сила на Земята върху обектите е насочена надолу към нейния център. Ако времето позволява, изведете учениците на двора и проведете останалата част от часа на открито.
Обяснете на учениците, че предстои да проучите заедно ефекта от гравитационната сила на Земята върху ускорението, като пускате топки с различни маси и наблюдавате коя пада по-бързо.
Подходящо за: ученици в начален и прогимназиален етап
Време за провеждане на урока: 40 минути
Ключови понятия:
- ускорение;
- гравитационно привличане;
- маса;
Необходими материали:
- листове с формули и понятия (гравитация, ускорение, мерни единици), които да раздадете на учениците;
- кантар/кухненска везна;
- хронометър;
- топки с различни маси (две еднакви гумени топки, топка от пяна, топка за боулинг);
- “кули” за пускане на топките или други високи обекти.
Ето и описание на експеримента с топките:
Две еднакви гумени топки
- Измерете и запишете масата на еднаквите гумени топки (например 3.0 кг).
- Попитайте учениците: Какво мислите, че ще се случи, когато пуснем двете гумени топки от една и съща височина?
- Поставете гумените топки върху кулите за пускане. Бутнете ги и след като топките достигнат земята, обсъдете с децата какво наблюдавате. Насърчете ги да споделят впечатленията си: Какво стана с гумените топки? Удариха ли земята по едно и също време? Защо мислите, че се случи така?
Извод: Топките удрят земята по същото време, защото гравитацията им влияе по един и същи начин – еднакво.
Гумена топка и топка за боулинг
- Запишете масата на гумената топка и топката за боулинг, за да ги използвате за следващия си експеримент (боулинг топка 5.0 кг, гумена топка 3.0 кг)
- Попитайте учениците: Ако пуснем топката за боулинг и гумената топка по едно и също време от една и съща височина, дали ще ударят земята едновременно?
- Поставете гумената топка и топката за боулинг върху кулите за пускане. Направете експеримента и след като топките достигнат земята, обсъдете резултатите. Въпреки че топките са с различни маси, те удрят земята по едно и също време (хронометърът показва 2.36 секунди).
Извод: Двете топки докосват земята по едно и също време, защото всички свободно падащи обекти имат ускорение от 9,8 м/сек2.
Топка за боулинг и топка от пяна
- Запишете масата на топката за боулинг и топката от пяна, за да ги използвате за следващия си експеримент (боулинг топка 5.0 кг, топка от пяна 1.0 кг).
- Въз основа на предишните ви експерименти, обсъдете какво ще се случи, когато топката от пяна и топката за боулинг се пуснат от кулата?
Очакван отговор: Може да се предвиди, че двете топки ще ударят земята по едно и също време, защото всички свободно падащи обекти имат ускорение от 9,8 м/сек2.
- Бутнете топката за боулинг и топката от пяна от кулите на пускане и обсъдете видяното.
След провеждане на трите експеримента направете извод за връзката между масата на дадените обекти, тяхната скорост на падане и гравитацията.
Извод: Установихме, че скоростта, с която пада обектът, не се повлиява от масата му, заради действието на гравитацията.
Игра на величие
След като сте провели експеримента с топките, идва време да влезете в роля на учени натурфилософи. Провокирайте учениците си със следния въпрос: Ако направите научно откритие, как бихте го популяризирали в днешни дни? А преди 300 години?
Дайте идеи за научни открития – черна дупка, хелиоцентрична система и т.н. Разпределете учениците по групи и им възложете за задача да ги представят пред публика. Част от класа трябва да популяризира откритието си в днешни дни, а останалата част – да се върне назад във времето, когато е живял Исак Нютон. Може да ангажирате актовата зала или друго голямо помещение в училището, за да представите проекта пред по-широка аудитория.
По какъв начин могат да се представят идеите?
Вероятно според учениците както едно съвременно, така и едно ретро представяне най-лесно би се осъществи с помощта на постер, оформен с актуалните за периода техники и ресурси. Насърчете децата да използват различни “стари” шрифтове и хартия, която да напомня за епохата от времето на Нютон.
Нека се развихрят още – да направят кратко филмче, презентация или дори да издадат книга. Може да направите консултация с преподавателите по история и/или литература, за да насочите учениците към актуални в миналото тенденции. Например от книгата на Ф.Фрайщетер, която цитирахме в началото, става ясно, че преди 300 години изразът “малко пале” се е смятал за върховна обида в обществените среди. Подобни примери ще ангажират децата, ще ги мотивират за проучване и в крайна сметка ще им помогнат да опознаят по-добре физиците, в чиято роля влизат.
В следващия час, докато емоциите са още пресни, направете дискусия. Обсъдете с учениците какво им е харесало, дали са се потопили в темата и дали биха работили по проекта отново.
Надяваме се нашите две креативни предложения да ви харесат – вярваме, че с тяхна помощ учениците ще се приближат с още една крачка до учените, поставили основите на съвременната физика. Пожелаваме ви успех!
Източници:
- https://lms.interactivebg.com/
- Фрайщетер, Флориан, “Нютон: Задникът, който преоткри света”, издателство “Световна библиотека”, София, 2022 год.
