Методические рекомендации «Применение фотографии на уроках физики»

Всероссийский творческий конкурс для школьных учителей

«Авторские образовательные фотографии»

Категория: естественнонаучные

«Применение фотографии на уроках физики»

Работу выполнила: Асташкина Ольга Ивановна,

учитель физики МБОУ СОШ № 1

с. Александров-Гай Саратовской области

Пояснительная записка

В новом образовательном стандарте результат образования сформулирован не только как знания по конкретным дисциплинам, но и умение применять их в повседневной жизни, использовать в дальнейшем обучении. Обучающийся должен обладать целостным социально-ориентированным взглядом на мир в его единстве и разнообразии природы, народов, культур, религий.

Физика – одна из замечательнейших наук в области естествознания, которая способствует формированию мировоззрения обучающихся, расширяет границы человеческого познания.

Физическое образование направлено на развитие интеллекта обучающегося, на развитие его логического, образного, теоретического, эмпирического и других форм мышления. Старт к мышлению дается интересом к предмету — то, что кажется новым, неизвестным, поражает воображение и заставляет удивляться.  В качестве мотивации при изучении физики может быть использованы фотографии природы и природных явлений.

Л.В. Тарасов в своей книге «Физика в природе» отмечает: «Природа - это гигантская физическая лаборатория – наглядно демонстрирует относительность всевозможных «перегородок» в предмете «физика», условность разделения физики на отдельные самостоятельные разделы, единство физической картины мира, взаимосвязь физических явлений». Природа поистине неисчерпаема и многообразна. Изучение физики природных явлений имеет огромную познавательную ценность.

Фотографируя природу, мы с одной стороны, находим подтверждение физических законов; с другой стороны, обретаем понимание тех, или иных изменений происходящих в природе.

Применение фотографий природы и природных явлений способствует развитию у обучающихся эмоционального уровня восприятия природы, позволяют почувствовать, увидеть красоту и в физике. Человек воспринимает с помощью фотографии знакомые картины природы или объектов, причем воспринимает на основе физических законов. И, наверное, нельзя не согласиться с Л.В. Тарасовым «постигая одновременно физику явлений природы, мы тем самым объединяем эмоциональное восприятие с рациональным».

Использование фотографий относится к нетрадиционным средствам обучения не только на уроке, но и за его пределами, во внеурочной работе. Метод и форму использования фотографий на уроке каждый учитель выбирает самостоятельно. Можно показать несколько фотографий на одну тематику и предложить найти общие физические законы и явления, или показать одну фотографию классу (на экране) и предложить перечислить увиденные явления, объясняя их с точки зрения физики, составить задачи по фотографии. Фотография может объединять информацию нескольких школьных предметов. Рассмотрим фотографии природных явлений и их объяснение с точки зрения физики.

Раздел «Агрегатные состояния вещества». Природоведение.

Темы «Испарение и конденсация», «Плавление и отвердевание», «Влажность».

Самое распространенное вещество на земле – вода. Она может находиться в трех агрегатных состояниях: жидком (вода), твердом (снег, лед), газообразном (пар).

Рассмотрим фазовые переходы воды из одного агрегатного состояния в другое.

Плавление-это процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое

Плавление, переход вещества из твердого кристаллического состояния в жидкое при нагревании;  фазовый переход первого рода, происходящий с поглощением теплоты. Главными характеристиками такого перехода чистых веществ являются температура и энтальпия плавления. Нарушается порядок в расположении атомов — пространственная кристаллическая решетка, - существующий в твердом состоянии. В кристалле атомы колеблются около своих положений равновесия. С повышением температуры амплитуда колебаний возрастает и достигает некоторой критической величины, после чего решетка разрушается.

Кристаллизация – противоположный процесс плавлению. При уменьшении температуры молекулы в воде начинают двигаться медленнее, их кинетическая энергия уменьшается, внутренняя энергия воды становится меньше, а когда температура достигла температуры плавления, вода закристаллизовалась. При этом внутренняя энергия выделилась в виде тепла.

Иней — вид твёрдых атмосферных осадков.

Представляет собой тонкий слой кристаллического льда различной мощности, нарастающего на поверхности земли и наземных предметах при отрицательной температуре почвы, малооблачном небе и слабом ветре.

Кристаллы инея при слабых морозах имеют форму шестиугольных призм, при умеренных - пластинок, а при сильных - тупоконечных игл.

Иней образуется путём десублимации водяного пара из воздуха на поверхности почвы, травы, снежного покрова, а также на открытых субгоризонтально располагающихся поверхностях предметов в результате их радиационного охлаждения до отрицательных температур, более низких, чем температура воздуха.

Туман — атмосферное явление, скопление воды в воздухе, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара. Туман — это облако у поверхности земли. Нет никакой разницы между туманом и облаком в небе. Когда облако находится у поверхности земли или моря, мы называем его «туман». Обычно туман образуется по ночам и рано утром в низинах и над водоемами. Он связан с холодным потоком воздуха, который опускается на теплые поверхности суши или воды. Туманы чаще бывают осенью, когда воздух охлаждается быстрее, чем земля или вода. В тихую погоду с наступлением темноты в низких местах над землей образуются тонкие слои тумана. По мере того как земля ночью остывает, становятся холоднее и нижние слои воздуха. При соприкосновении такого прохладного воздуха с теплым и образуется туман. Часто туман кажется плотнее, чем облака. Это потому, что капельки тумана меньше по размеру. Множество мельчайших капелек поглощает больше света, чем крупные капли (но меньшего количества), которые образуют облако. Вот нам и кажется, что туманы гуще облаков.

Горение. Химические реакции, идущие с большим выделением тепла, почти всегда вызывают возникновение различного рода физических явлений. В процессе горения происходит перенос тепла реагирующих веществ и продуктов горения из одного места в другое. В связи с этим исследование процессов горения возможно только при правильном учете не только химических, но и физических закономерностей.

«Электризация» - механизм разделения электрических зарядов при образовании туч, облаков. В воздушных потоках внутри облака неизбежны процессы дробления как водных капель, так и кристаллов льда. При этом более мелкие капли и кристаллы заряжаются как правило, положительно, а более крупные отрицательно. Восходящие воздушные потоки поднимают к вершине облака мелкие частицы и тем самым заряжают верхнюю часть облака положительно. Крупные же частицы падают к основанию, заряжая его нижнюю часть отрицательно. Грозовые облака содержат как водяные капли, так и ледяные кристаллы. Вода и лёд, таким образом, контактируют здесь друг с другом. За счёт контактной разности потенциалов, возникающий между льдом и водой, как раз происходит электризация облака. Она приводит к тому, что его верхняя часть верхняя часть заряжается положительно, а нижняя отрицательно. И как следствие, на подстилающем участке земной поверхности наводится положительный заряд.

Раздел «Оптика».

Геометрическая оптика. Темы «Отражение», «Преломление света».

Отражение деревьев в воде. Солнечные лучи несут не только свет, позволяющий нам всё видеть вокруг, но и энергию. Отражение темнее оригинала, т.к. часть солнечной энергии отражается, часть преломляется.

В яркий солнечный день, в безветренную погоду поверхность водоёма представляет собой практически плоское зеркало. На границе двух прозрачных сред свет частично отражается, частично проходит в другую среду и преломляется, частично поглощается средой. Таким образом, на границе раздела двух сред выполняются законы отражения и преломления света.

Волновая оптика.

«Дифракция света» – радуга. Радуга – атмосферное оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при освещении Солнцем множества водяных капель (дождя или тумана). Радуга выглядит как разноцветная дуга или окружность, составленная из цветов спектра. Цвета располагаются от внешнего края внутрь: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Это семь цветов, которые принято выделять в радуге, но следует иметь в виду, что на самом деле спектр непрерывный, и его цвета плавно переходят друг в друга через множество промежуточных оттенков. Преломление света, его двойное отражение, огибание светом капли дождя. Настоящую радугу можно увидеть после дождя на тёмном фоне неба. Свет преломляется и отражается капельками воды и водяного пара, парящими в атмосфере.

Распространение света в веществе (закон рассеяния Релея) - красный закат, голубое небо, гало.

При наклонном движении солнечного луча через атмосферу, когда Солнце находится низко над горизонтом (на закате или восходе), длина луча при его прохождении через атмосферу увеличивается в десятки раз и поэтому на таком длинном пути луча через атмосферу почти вся коротковолновая (сине-голубая) часть спектра рассеивается и не доходит до поверхности Земли. Остаётся «дошедшая до нас» только длинноволновая, жёлто-красная часть спектра, она почти не рассеивается – именно такой цвет и приобретает закат. Существование в природе красного заката доказывает, что красные лучи из солнечного спектра имеют самую большую длину волны. Именно «длинноволновый» свет способен пробиться сквозь толщу воздуха в момент, когда солнце «садится». Красные лучи «окрашивают» атмосферу в красный цвет.

Рассеивается сильнее более короткая (сине-голубая) часть спектра. Именно по этой причине небосвод имеет сине-голубой цвет (если он не загорожен облаками).

Раздел «Строение вещества», «Гидростатика».

Темы «Взаимодействие частиц. Явление смачивания и несмачивания», «Плавание тел», «Закон Архимеда», вопросы экологического состояния реки «Узень» и ее причины.

Раздел «Силы в природе». Тема «Сила трения». Обтекаемая форма самолета позволяет уменьшить силу сопротивления воздуха при движении.

В условиях ФГОС учитель должен уметь организовать деятельность обучающихся таким образом, чтобы создавались условия для формирования как УУД, так и компетенций обучающихся предметных и метапредметных. Использование фотографии способствует развитию у обучающихся самостоятельности, свободному общению, умению высказывать свою точку зрения, интерес к предмету, умению осознанно воспринимать информацию. Современный учитель должен понимать, что лучшее усвоение знаний обучающимися происходит только в процессе их собственной мыслительной деятельности и самостоятельности.

Обучающиеся достигнут высоких результатов только тогда, когда увидят, что определённые умения  необходимы ему и на других предметах и в жизни!

 Самое главное при этом – не потерять духовные и нравственные ориентиры, которые являются основополагающим условием существования всей нашей человеческой цивилизации.