АКТИВИЗАЦИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ КЛАССОВ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

INTENSIFICATION OF COGNITIVE ACTIVITY OF PUPILS OF BIOLOGICAL CLASSES AT PHYSICS LESSONS

Irina Pustynnikova

Ph.D., assistant professor of Department of general physics and didactics of physics,

 Donetsk National University,

Ukraine, Donetsk

Diana Saakyan

student of the Faculty of Physics and Technology, Donetsk National University,

Ukraine, Donetsk

Victoria Yudina

student of the Faculty of Physics and Technology, Donetsk National University,

Ukraine, Donetsk

Alina Mihaylova

master’s degree student of the Faculty of Physics and Technology, Donetsk National University,

Ukraine, Donetsk

АННОТАЦИЯ

Цель – повышение интереса учащихся биологических классов к физике путем использования на уроках физики примеров из биологии. Показаны способы использования этих примеров, позволяющие активизировать учащихся на уроках физики и повысить их интерес к предмету.

ABSTRACT

The goal is the increasing of interest of students in biological classes to the physics lessons by the use examples from biology. This paper shows how to use these examples, allowing to step up students to the physics lessons and to increase their interest in the subject.

Ключевые слова: межпредметные связи; методика преподавания физики; биология.

Keywords: interdisciplinary communication; methods of teaching physics; biology.

Довольно часто при изучении физики учащиеся спрашивают, зачем им нужна эта наука, что полезного в жизни она может дать. Эта проблема возникает, как правило, в старших классах, поскольку ученики, определившиеся с выбором профессии, целеустремленно тратят много времени на подготовку к вступительным экзаменам по избранной специальности (очень часто в ущерб другим предметам!). Не секрет, что хотя и биология, и физика являются естественными дисциплинами, но биологи, как правило, считают себя гуманитариями со всеми вытекающими отсюда последствиями. А если интерес к физике утерян, тогда учитель сталкивается не только с тем, что ученики не понимают его объяснений, но, как правило, и с тем, что они даже не пытаются что-либо понять. Формирование позна­вательного интереса школьников к предмету – сложный процесс, предполагающий использование нестандартных приемов в системе средств развивающего обучения. Нужны нестандартные приемы, активизирующие учеников, и обеспечивающие качество усвоения изучаемого материала. К таким приемам, например, можно отнести использование на уроках физики отрывков из художественной литературы [7–9]. В биологических классах для преодоления равно­душного либо негативного отношения учащихся к физике, учитель должен заинтересовать их, то есть предложить их вниманию такую информацию, которая бы ярко иллюстрировала межпредметные связи физики с «родной» для них биологией. Рассмотрим ряд примеров физико-биологического содержания, которые можно использовать на уроках физики.

При изучении темы «Закон Архимеда. Плавание тел» можно напомнить детям, что плавательный пузырь – это орган, регулирующий у большинства рыб плавучесть. Если рыбе необходимо всплыть, то она наполняет пузырь газами, которые образуются в ее кишечнике. После этого она становится немного толще, а поскольку ее сила тяжести не изменяется, рыба поднимается наверх. Когда пузырь сжимается, вся рыба уменьшается в размерах (при этом уменьшается сила Архимеда) и опускается. Плавательный пузырь позволяет рыбе легко двигаться в воде; без пузыря вес костей тянул бы рыбу на дно. Однако плавательный пузырь рыбы нормально функционирует только на небольших глубинах. На больших глубинах он бесполезен. Рыба, находясь на большой глубине, не может так сильно надувать свой пузырь, чтобы оказать достаточное сопротивление давлению воды и изменить свои размеры. Плавучесть глубоководных рыб обеспе­чивается по-другому. У некоторых из них вместо воздушного плавательного пузыря есть жировая подушечка. Жир легче воды и действует как противовес костям. Акулы (и их родственники – хрящевые рыбы), в ходе эволюции освободились от балласта костей. Вместо тяжелых костей в их теле более легкие хрящи, поэтому они тоже обходятся без плавательного пузыря [5, с. 40–41]. Кроме того, у акул большая, содержащая много жира печень, составляющая у некоторых видов десятую часть их веса. Жир легче воды, благодаря этому на акулу действует большая подъемная сила (сравните: масса печени взрослого человека 1,5 кг, у акулы того же размера масса печени 7 кг.) Но, несмотря на свою «плавательную печень», акула, если она не двигается, медленно, но все-таки опускается все глубже [6, с. 166].

С большим интересом ученики воспринимают информацию о том, что некоторые изобретения люди позаимствовали у растений и животных. Учитель на уроке физики может рассказать, что быстроходный способ передвижения в воде был подсмотрен у дельфинов и акул. Инженерами были созданы специальные гибкие обшивки для подводных лодок и торпед, которые по строению подобны коже дельфина. Такие обшивки, как и кожа дельфина, устраняют завихрения водяного потока. При этом сопротивление воды уменьшается более чем в два раза при той же скорости. При резком возрастании скорости объекта (дельфина, лодки, торпеды) сопротивление его движению тоже должно увеличиваться. Исследования показали, что при больших скоростях начинаются колебания кожи дельфина. При этом происходит гашение вихревых потоков, неизбежно возникающих вдоль тела. Сейчас в судостроении реализованы проекты, в которых обшивку лодок предложено делать из многослойной резины. А далее между слоями этой обшивки накачивают и откачивают воздух с определенной частотой. При этом волна, которая бежит вдоль корпуса лодки, имитирует движение кожи дельфина [4]. Шершавая кожа быстро плавающих глубоководных акул тоже экономит энергию (как и кожа дельфинов), поскольку шершавая поверхность удерживает водяную пленку, и акула скользит сквозь воду, при этом вода соприкасается с водой, уменьшая сопротивление движению. Кстати, это действует и в воздухе. Выяснилось, что подражающая коже акулы шершавая поверхность крыльев самолета позволяет воздуху легче скользить по крылу. Самолеты с такой «акульей кожей» расходуют на 1–2 % меньше горючего, чем самолеты с гладкой поверхностью. Таким образом, один самолет может сэкономить в год около 15 т бензина [6, с. 18].

Задолго до того, как человек стал использовать реактивное движение, таким способом передвижения природа «наградила» некоторых животных, в том числе и моллюска гребешка. Почти все гребешки могут передвигаться скачками, при этом створки то раскры­ваются, то плотно прижимаются друг к другу; в результате вода выталкивается из мантийной полости наружу двумя сильными струями, выходящими в области ушек, куда не доходят края паруса. За счет резкого выбрасывания воды возникает реактивная тяга, толкающая моллюска в обратную сторону, то есть брюшным краем вперед. Такой способ передвижения очень эффективен: крупный гребешок может «скакнуть» на полметра и даже больше. Серия таких скачков обеспечивает животному возможность быстро удалиться на значительное расстояние [1, с. 32-33].

Дети всегда с интересом воспринимают факты, относящиеся к «физике» человека (его механическим, звуковым, электрическим, оптическим параметрам) [3; 10]. Например, средняя плотность тела человека (тема «Плотность вещества») – 1036 кг/м³; мощность голоса при речи обычной громкости » 7×10^-6 Вт; длина голосовых связок у певцов (тема «Громкость звука и высота тона»): бас » 2,5 см; тенор » 1,7-2 см; сопрано » 1,5 см; мощность, развиваемая взрослым человеком при обычной ходьбе по ровной дороге при слабом ветре (тема «Мощность») – 60-65 Вт; удельное сопротивление тканей тела (тема «Удельное сопротивление»): мышцы – 1,5 Ом×м; кровь – 1,8 Ом×м; верхний слой кожи (сухой) – 3,3×10⁵ Ом×м и т. п. [10]. При изучении темы «Глаз» можно удивить учащихся информацией, что существуют люди, способные видеть в темноте. Одним из них был Жак Паганель из романа Жюля Верна «Дети капитана Гранта», глаза которого «скрывались за огромными круглыми очками, и особенная неопреде­ленность во взгляде говорила о никталопии (особенное свойство глаз видеть предметы в темноте)» [2].

Конечно же, такие сведения, которые иллюстрируют связь физики с биологией, можно найти в разнообразных книгах и журналах, но они, как правило, разрознены, что значительно затрудняет поиск необходимого материала к конкретному занятию. Использование межпредметных связей способствует более глубокому усвоению физических знаний и умений, помогает формированию в сознании обучаемых целостной картины мира.

Список литературы:

1. 1000 тайн животного мира / О.В. Волцит, С.В. Крускоп, Г.Ю. Любарский и др. М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2002. 224 с.
2. Верн Жюль. Дети капитана Гранта Royallib.ru.
3. Енохович А.С. Справочник по физике и технике: Учеб. пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1989. 224 с.
4. Ланина И.Я. Внеклассная работа по физике. М.: Просвещение, 1977. 224 c.
5. Ленц Н. 1000 тайн планеты Земля. М.: Олимп, АСТ, 2001. 224 с.
6. Ленц Н. 1000 чудес мира животных. М.: ООО «Издательство «Олимп»: ООО «Издательство АСТ», 2002. 251 с.
7. Пустынникова И.Н., Клыкова Н.В. Развитие критического мышления учащихся на уроках физики с помощью поиска физических ошибок в художественных произведениях // Вестник современной науки: Научно-теоретический журнал / гл. ред. Е.Ф. Попова. Волгоград: Изд-во «Сфера», 2015. Спецвыпуск по итогам II Международной заочной научно-практической конференции «Актуальные проблемы педагогики и психологии: теория и практика». С. 23 – 25.
8. Пустынникова И.Н., Клыкова Н.В. Использование законов отражения сказочными героями / International Scientific Review of the Problems and Prospects of Modern Science and Education // International Scientific Review № 8 (18) / XVI International Science Conference (Boston. USA, 7‑8 June, 2016). Pp. 76-77.
9. Пустынникова И.Н., Юдина В.С., Клыкова Н.В. Активизация познава­тельной деятельности учащихся // Личность, семья и общество: вопросы педагогики и психологии / Сб. ст. по материалам LXIV междунар. науч.-практ. конф. № 5 (62). Новосибирск: Изд. АНС «СибАК», 2016. С. 58 – 62.
10. Хуторской А.В., Хуторская Л.Н. Увлекательная физика: Сборник заданий и опытов для школьников и абитуриентов с ответами. М.: АРКТИ, 2001. 192 с.