Проектная работа по физике "Решение задач по физике на основе литературных сюжетов"

Актуальность проекта.

В различных литературных произведениях (мифах, сказках, романах и даже в стихотворениях) можно встретить описание физических явлений или процессов. Довольно часто описываемые события неправильно трактуются с точки зрения физики.

Поэтому мне стало интересным при чтении художественных текстов подметить такую «литературную ошибку» и попытаться «опровергнуть» автора, составив и решив задачу по физике.

Задачи с художественным содержанием представляют возможности для моделирования ситуаций, помогают мне глубже понять окружающий мир, формируют критическое мышление, умение дать научный анализ сюжета, развивают образное и логическое мышление, позволяют выйти за границы учебника.

Интересны также задачи на нахождение технических характеристик различных сказочных устройств, при решении которых, сравниваю результаты с характеристиками реальных машин и механизмов, оцениваю правильность своего решения и правдоподобность придуманных устройств.

Особую роль в изучении физики выполняют экспериментальные задачи, ведь в определении истины не обойтись без эксперимента. Общеизвестно, что гипотеза становится знанием только тогда, когда она подтверждается экспериментом. Решение подобных задач позволяет отличать научные факты от псевдонаучных, вырабатывает критическое отношение к любой информации.

Интересны для меня также задачи с историческим содержанием, которые знакомят с достижениями в области физической науки, работами великих ученых.

Решение задач на основе литературных сюжетов позволяет глубже узнать и еще больше полюбить такую волшебную науку, как физика.

Цель данного проекта:

создание и решение собственных задач по физике на основе художественных произведений.

Объектом исследования являются литературные сюжеты, описывающие физические явления.

Предмет: разработка задач по физике на основе литературных сюжетов.

Задачи проекта:

Проанализировать научную литературу по проблеме проекта.

Проанализировать явление природы, законы физики в отрывках из художественной литературы.

Составить и решить задачи по литературным фрагментам, содержащие физические ошибки.

Провести исследование развития познавательного интереса школьников при решении данных задач.

Гипотеза исследования:

задачи по физике, разработанные на основе литературных произведений самими учащимися, способствуют лучшему усвоению материала по физике, развитию мотивации учения у школьников.

Для реализации поставленных задач использовался комплекс методов исследования:

теоретический анализ научно-методической и художественной литературы по данной проблеме;

исследование литературных сюжетов с точки зрения физики;

моделирование задачных ситуаций на основе художественных произведений;

анкетирование и интервьюирование учителей, учеников по проблеме формирования (учителей) и сформированности (у учеников) познавательного интереса к изучению физики, использования задач на основе художественных произведений;

наблюдение за деятельностью школьников при решении задач по физике на основе литературных сюжетов, изучение результатов этой деятельности, их интерпретация и получение выводов о влиянии на развитие познавательного интереса;

количественный и качественный анализ полученных результатов.

Глава I. Взаимосвязь физики и художественной литературы.

1.3. Возможности использования литературных материалов для иллюстрации физических явлений.

Проанализировав ряд научных статей [1, 5, 6, 13, 15, 17], мы установили, что значительную помощь в обучении физике оказывает её связь с литературой, использование сведений из истории. Наука и искусство по-разному отражают общественное сознание. Язык науки – понятия, формулы. Язык искусства – образы. Художественные образы вызывают в сознании людей стойкие, яркие, эмоционально окрашенные представления, которые, дополняя содержание понятий, формируют личностное отношение к действительности, к изучаемому материалу.

Формулы, соотношения, зависимости могут быть красивы, но это нужно уметь почувствовать, тогда учеба вместо суровой необходимости может стать трудным, но приятным делом. В художественных произведениях нередки картины физических явлений в природе, описания различных технических процессов, конструкций, материалов, сведений об ученых.

Лях В. П. [5] выделяет следующие возможности использования литературных материалов с целью иллюстрации физических процессов:

1. В качестве эпиграфа. Обычно это стихотворные строки, как бы, «задают» общую идею урока.

2. Для описания явлений, которые сложно воспроизвести в кабинете физики. Например: коронный разряд в газах, шаровая молния, полярные сияния, миражи и т. д.. Художественное описание помогает создать наглядный зрительный образ изучаемого.

3. Для создания проблемной ситуации. Интерес вызывают такие фрагменты, в которых сочетаются известные и неизвестные физические факты.

4. Как иллюстрация истории открытий физики. История открытия законов, явлений, изобретения технических устройств мысли людей, живших в далекие века, обычно всегда привлекает детей, вызывают у них живой интерес, побуждают задуматься о своей значимости в этом мире. Показ нравственных позиций ученых, раскрытие их научного подвига также могут осуществляться с опорой на литературные произведения.

5. Как источник для создания оригинальных физических задач. Зачастую фрагменты, содержащие описания тех или иных физических явлений, могут послужить отправной точкой в качестве условий для создания различных физических задач. Их тоже можно составить на основе литературного текста.

Для решения подобной задачи необходимо определить – какое происходит физическое явление, задать (или выбрать) необходимые величины и их числовые значения и получить числовой ответ, соответствующий реальности.

6. Иллюстрация работы физических приборов. Фрагменты многих приключенческих и фантастических романов содержат интересные описания физических приборов.

7. Сочинения по заданной теме. Этот вид работы может содержать как компиляционные (т. е. подбираемые учащимися), так и авторские материалы – сочинения, стихи, прозу.

8. Материалы к физическим викторинам, вечерам и т. д. В ходе их проведения можно широко использовать различные фрагменты литературных произведений.

Подбор литературных материалов представляет собой длительную, индивидуальную работу. Мы ограничимся приведением нескольких примеров.

В рассказе Алексея Кожевникова «Архимед» есть пример применения рычага и ворота: «…Михайло начал толкать ручку, за ней двинулось колесо. Трос натянулся и поволок бревно кверху. Люди глядели то на Михайлу, то на машинку. И то, что вертелось у всех на языке, высказал Кузьма: -…Удивительно, как никто из нас, из больших, не сообразил.

У нас все лошадь, да лошадь. Не может лошадь – подавай трактор. А вот эта штука посильнее всякого трактора. И ничего не стоит».

В повести этого же автора «Парень с большим именем» можно найти материал для урока по теме «Теплопроводность» в 8 классе: «Вокруг печи был нестерпимый жар и свет, но рабочие подбегали к самому жерлу и кидали в него лопатами куски железа. Все они были в валенках, в брезентовой одежде, на головах носили широкополые валяные шляпы, а глаза прикрывали синими очками».

Здесь же есть описание расплавленного металла, применимое на уроке по теме «Плавление».

В книге Ж. Верна «В стране мехов» также можно найти несколько интересных отрывков. «Во время сильных морозов снег так твердеет, что не оседает под тяжестью человека. Ступать по нему можно смело, не боясь в любой момент провалиться. Когда снег рыхлый, нога сразу же погружается в него по колено, и в это время индейцы всегда пользуются лыжами». Этот отрывок комментирует изучение темы «Давление».

Интересные примеры есть в произведениях Н. Носова для уроков в 7 классе (полет на воздушном шаре и др. ).

М. В. Ломоносов, литературное дарование которого общеизвестно, писал о северном сиянии.

Весь материал - в документе.

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

- средняя общеобразовательная школа с.Воронцовка

Екатериновского района Саратовской области

Выполнил: ученицы 8 класса

МКОУ СОШ с.Воронцовка

Гусева Кристина,

Ярославцева Валентина,

Ходулева Кристина

Руководитель:

учитель физики Спирина С.В.

2012

Содержание

Введение ……………………………………………………………………………. 3

Глава I. Взаимосвязь физики и художественной литературы …………………….5

1. Возможности использования   литературных материалов для

иллюстрации физических явлений…………………………………………….5

1. Роль научно-фантастических произведений в развитии

физики……………………………………………………………………………….8

Глава II. Использование литературных произведений для составления

задач по физике…………………………………………………………………….14

2.1. Решение задач на основе литературного материала…………………………..14

2.2. Исследование формирования мотивов учения с помощью

художественной литературы………………………………………………………17

Заключение…………………………………………………………………………18

Библиографический список …………………………………………………..19

Приложения…………………………………………………………………….21

Введение

Актуальность проекта. В различных литературных произведениях (мифах, сказках, романах и даже в стихотворениях) можно встретить описание физических явлений или процессов. Довольно часто описываемые события неправильно трактуются с точки зрения физики.

Поэтому мне стало интересным при чтении художественных текстов подметить такую «литературную ошибку» и попытаться «опровергнуть» автора, составив и решив задачу по физике.

Задачи с художественным содержанием представляют возможности для моделирования ситуаций, помогают мне глубже понять окружающий мир, формируют критическое мышление, умение дать научный анализ сюжета, развивают образное и логическое мышление, позволяют выйти за границы учебника.

Интересны также задачи на нахождение технических характеристик различных сказочных устройств, при решении которых, сравниваю результаты с характеристиками реальных машин и механизмов, оцениваю правильность своего решения и правдоподобность придуманных устройств.

Особую роль в изучении физики выполняют экспериментальные задачи, ведь в определении истины не обойтись без эксперимента. Общеизвестно, что гипотеза становится знанием только тогда, когда она подтверждается экспериментом. Решение подобных задач позволяет отличать научные факты от псевдонаучных, вырабатывает критическое отношение к любой информации.

Интересны для меня также задачи с историческим содержанием, которые знакомят с достижениями в области физической науки, работами великих ученых.

Решение задач на основе литературных сюжетов позволяет глубже узнать и еще больше полюбить такую волшебную науку, как физика.

Цель данного проекта: создание и решение собственных задач по физике на основе художественных произведений.

Объектом исследования являются литературные сюжеты, описывающие физические явления.

Предмет: разработка задач по физике на основе литературных сюжетов.

Задачи проекта:

1. Проанализировать научную литературу по проблеме проекта.

2. Проанализировать явление природы, законы физики в отрывках из художественной литературы.

3. Составить и решить задачи по литературным фрагментам, содержащие физические ошибки.

4. Провести исследование развития познавательного интереса школьников при решении данных задач.

Гипотеза исследования: задачи по физике, разработанные на основе литературных произведений самими учащимися, способствуют лучшему усвоению материала по физике, развитию мотивации учения у школьников.

Для реализации поставленных задач использовался комплекс методов исследования:

• теоретический анализ научно-методической и художественной литературы по данной проблеме;

• исследование литературных сюжетов с точки зрения физики;

• моделирование задачных ситуаций на основе художественных произведений;

• анкетирование и интервьюирование учителей, учеников по проблеме формирования (учителей) и сформированности (у учеников) познавательного интереса к изучению физики, использования задач на основе художественных произведений;

• наблюдение за деятельностью школьников при решении задач по физике на основе литературных сюжетов, изучение результатов этой деятельности, их интерпретация и получение выводов о влиянии на развитие познавательного интереса;

• количественный и качественный анализ полученных результатов.

Глава I. Взаимосвязь физики и художественной литературы

1.3.Возможности использования  литературных материалов для иллюстрации физических явлений.

Проанализировав ряд научных статей [1, 5, 6, 13, 15, 17], мы установили, что значительную помощь в обучении физике оказывает её связь с литературой, использование сведений из истории. Наука и искусство по-разному отражают общественное сознание. Язык науки – понятия, формулы. Язык искусства – образы. Художественные образы вызывают в сознании людей стойкие, яркие,  эмоционально окрашенные представления, которые, дополняя содержание понятий, формируют  личностное отношение к действительности, к изучаемому материалу.

Формулы, соотношения,  зависимости могут быть красивы, но это нужно уметь почувствовать, тогда учеба вместо  суровой необходимости может стать трудным, но приятным делом. В художественных произведениях нередки картины физических явлений в природе, описания различных  технических процессов, конструкций, материалов, сведений об ученых.

Лях В.П. [5] выделяет следующие возможности использования   литературных материалов с целью иллюстрации физических процессов:

1. В качестве эпиграфа. Обычно это стихотворные строки, как бы, «задают» общую идею урока.

2. Для описания явлений, которые сложно воспроизвести в кабинете физики. Например: коронный разряд в газах, шаровая молния, полярные сияния, миражи и т.д.. Художественное описание помогает создать наглядный зрительный образ изучаемого.

3. Для создания проблемной ситуации. Интерес вызывают такие фрагменты, в которых сочетаются известные и неизвестные физические факты.

4. Как иллюстрация истории открытий физики. История открытия законов, явлений, изобретения технических устройств мысли людей, живших в далекие века, обычно всегда привлекает детей, вызывают у них живой интерес, побуждают задуматься о своей значимости в этом мире. Показ нравственных позиций ученых, раскрытие их научного подвига также могут осуществляться с опорой на литературные произведения.

5. Как источник для создания оригинальных физических задач. Зачастую фрагменты, содержащие описания тех или иных физических явлений, могут послужить отправной точкой в качестве условий для создания различных физических задач. Их тоже можно составить на основе литературного текста. Для решения подобной задачи необходимо определить – какое происходит физическое явление, задать (или выбрать) необходимые величины и их числовые значения и получить числовой ответ, соответствующий реальности.

6. Иллюстрация работы физических приборов. Фрагменты многих приключенческих и фантастических романов содержат интересные описания физических приборов.

7. Сочинения по заданной теме. Этот вид работы может содержать как компиляционные (т.е. подбираемые учащимися), так и авторские материалы – сочинения, стихи, прозу.

8. Материалы к физическим викторинам, вечерам и т.д. В ходе их проведения можно широко использовать различные фрагменты литературных произведений.

Подбор литературных материалов представляет собой длительную,  индивидуальную работу. Мы ограничимся приведением нескольких примеров.

В рассказе  Алексея Кожевникова «Архимед» есть пример применения рычага и  ворота: «…Михайло начал толкать ручку, за ней двинулось колесо. Трос натянулся и поволок бревно кверху. Люди глядели то на Михайлу, то на машинку. И то, что вертелось у всех на языке, высказал Кузьма: -…Удивительно, как никто из нас, из больших, не сообразил. У нас все лошадь, да лошадь. Не может лошадь – подавай трактор. А вот эта штука посильнее всякого трактора. И ничего не стоит».

В повести этого же автора «Парень с большим именем» можно найти материал для урока по теме «Теплопроводность» в 8 классе: «Вокруг печи был нестерпимый жар и свет, но рабочие подбегали к самому жерлу и кидали в него лопатами куски железа. Все они были в валенках, в брезентовой одежде, на головах носили широкополые валяные шляпы, а глаза прикрывали  синими очками». Здесь же есть описание расплавленного металла, применимое на уроке по теме «Плавление».

        В книге Ж. Верна «В стране мехов» также можно найти  несколько интересных отрывков. «Во время сильных морозов снег так твердеет, что не оседает под  тяжестью человека. Ступать по нему можно смело, не боясь в любой момент провалиться. Когда снег  рыхлый, нога сразу же погружается в него по колено, и в это время индейцы всегда пользуются лыжами».  Этот отрывок комментирует изучение темы «Давление».

Интересные примеры есть в произведениях Н. Носова для уроков в 7 классе (полет на воздушном шаре и др.).

М.В. Ломоносов,  литературное дарование которого общеизвестно, писал о северном сиянии.

В Севастопольских рассказах Л.Н. Толстого, в книге Д. Джерома «Трое в одной лодке» находим примеры диффузии, в повести «Черное море» К.Г. Паустовского есть описание флуоресценции.

        Примеры такого рода можно найти, к примеру, в произведениях Э. Распе, А. Некрасова (они приводятся, в частности, в сборнике «Качественные задачи по физике» М.Е. Тульчинского [14], в книгах К.Н. Власовой «Мир научной фантастики на уроках физики» [2],  Я.И. Перельмана «Занимательная физика» [9], в произведениях писателей-фантастов прошлого.

Отрывки из литературных произведений, сведения о литераторах и литературных  событиях определенной эпохи наряду с другими историческими материалами помогают в характеристике исторической обстановки.
        Использование отрывков литературных произведений представляет дополнительные возможности для  ознакомления с эпизодами отечественной истории. Много драматических страниц связано в истории развития общества с внедрением технических  изобретений.

        Средством повышения интереса к изучению физики  является использование сведений о литературных интересах и увлечениях ученых-физиков,  а также об отношении представителей литературы к событиям и деятелям научно-технического прогресса. Уже упоминались рассказы по физике Л.Н. Толстого, А.С. Пушкин живо  интересовался развитием железнодорожного транспорта в России, высказал несколько идей по узкоспециальным вопросам. В письме В.Ф. Одоевскому он писал о необходимости создания снегоуборочной машины, отмечал «Дорога (железная) из Москвы в Нижний Новгород еще была бы нужнее дороги из Москвы в Петербург, и моё мнение было бы: с неё и начать…».  Поэт проявил глубокое понимание экономических нужд страны (ведь в Нижнем Новгороде была всероссийская ярмарка). А.С. Пушкин дружил с изобретателем русского телеграфа  П.Л. Шиллингом и возможно именно этой дружбой навеяны строки, ставшие эпиграфом популярной ранее телепередачи «Очевидное - невероятное».

Известный ученый Б. Франклин, введший в науку термин «разряд», «батарея», «обмотка», «проводник», «конденсатор», изобретатель громоотвода – он был популярнейшим писателем Америки. Его «Бедный Ричард» выдержал множество изданий. «Альманах Бедного Ричарда» издавался около 30 лет. Открытия Франклина высоко ценил М.В. Ломоносов.

Популярным поэтом был в свое время Жан-Жак Ампер – сын великого ученого. Не оправдались, однако, слова его покровителя Франсуа Шатобриана: «Поэт с несколькими стихами уже не умирает для  потомства… Ученый же, едва известный в продолжении жизни, уже совершенно забыт на другой день смерти своей…».

Английский ученый, создатель классической электродинамики  Д. Максвелл писал и изредка публиковал под псевдонимом свои стихи, вот одно из них.

«Наш мир, может, несколько страшен.

А жизнь наша – без толку труд.

Все ж буду работать, отважен,

Пускай меня глупым зовут».

   Решая в свое время кем стать – ученым или инженером – Г. Герц в качестве девиза выбрал слова немецкого поэта Иоганна Шиллера «Боишься жизнью рисковать – тебе успеха в ней не знать».

1.2.Роль научно-фантастических произведений в развитии физики

Автор проекта очень любит читать научную фантастику. Эти произведения, не только интересны мне с литературно-художественной точки зрения, но и помогают также в характеристике научных взглядов определенной эпохи, уровня развития техники. Классические примеры такого рода  можно найти, в произведениях Г. Уэллса, Ж. Верна. Например,: Ж.Верн - «С Земли  на Луну» - способ полета на Луну, Г. Уэллс – «Рассказ о XX веке» - постройка «перпетуум   мобиле»».

Материалы фантастики прошлого, отражающие мечту о будущем, позволяют проиллюстрировать развитие научно-технического прогресса, достигшего таких высот, о которых сравнительно недавно даже не мечтали.

В книге Власовой К.Н. «Мир научной фантастики на уроках физики» [2] приведено много отрывков из художественных произведений, которые иллюстрируют, как писатели-фантасты предопределяют развитие технического прогресса. Приведём примеры из данной книги.

Эдгар По, например, заглядывая из 1848 года на 1000 лет вперед («Письма с воздушного шара», к числу больших свершений этого времени относит прокладку телеграфного трансатлантического кабеля (проложен в 1866 г.), развитие телеграфной связи и сообщения с помощью воздушных шаров.  Вообще, материалы этого жанра литературы способствуют развитию творческого отношения к изучаемому материалу, развитию воображения, лучшему пониманию тенденций развития науки.  

Можно привести примеры произведений фантастики, в которых описаны устройства, технические  возможности которых воплощены в современных достижениях техники. К их числу относятся,  подводная лодка («20000 лье под водой» Ж.Верна), лазер (передача энергии излучением встречается во многих произведениях, например «Гиперболоид инженера Гарина» А.Н. Толстого, «Война миров» Г. Уэллса, «Звездные ко­рабли» И.А. Ефремова и др.),  космические аппараты, голография и пр. Это свидетельствует не только о силе научного  предвидения авторов, но и о воз­можности научного прогнозирования, учета  тенденций науч­ного прогресса вообще.

         В большинстве современных произведений развиваются различные гипотезы о строении вещества, о свойствах пространства и времени, гравитации, полей биологического происхождения,  предполагаются способы передвижения в пространстве и т.д. Такие материалы регулярно печатаются в научно-популярных журналах, в том числе «Юный техник».

Например, при изучении темы «Сила тяжести. Вес тела» полезно прочитать отрывок из рассказа А.Р. Беляева «Над бездной». При  изучении темы «Вес тела, движущегося с ускорением» - отрывок из повести А.Н. Толстого «Аэлита» с описанием перегрузки при взлете. При изучении темы «Второй закон Ньютона» - отрывок из повести А.Н. Толстого «Союз пяти», где приведен расчет  приближения Луны к Земле на основе этого закона. В 8 классе,

при изучении темы «Испарение и конденсация» - повесть А.Р. Беляева «Продавец воздуха». 

Общеизвестны примеры влияния книг на жизнь ряда крупнейших ученых. Тот же Циолковский писал, что стремление к космическим путешествиям было заложено в нем "известным фантазером" Жюлем Верном.

Романы Обручева "Плутония" и "Земля Санникова" вошли в золотой фонд нашей фантастической литературы. В "Грезах о Земле и небе" Циолковский нарисовал фантастические картины жизни на астероидах. На страницах его научных сочинений формулы и математические выкладки перемежаются описаниями, которые представляют собой по существу научно-фантастический очерк.

Писатели-фантасты, описывая прибытие гостей из Космоса на Землю, тем самым рисовали будущее нашей собственной науки и техники. Для нас межзвездные перелеты дело грядущего. И поэтому, рассказывая о таком перелете, писатель заглядывает в далекое завтра. На ход их фантазии, естественно, оказывают влияние важнейшие успехи последних лет - открытие способов использования внутриатомной энергии, развитие ракетной техники, автоматики и телемеханики, кибернетики, радиолокации, телевидения, химии, создание новых материалов, удовлетворяющих разнообразным требованиям инженерной практики.

Современные писатели-фантасты оперируют конкретными понятиями, смелее фантазируют, используя новейшие данные науки и открываемые ею перспективы. Поэтому научные основы фантастики стали более реальными. Аккумулятор из сверхпроводников, сплавы титана, керамика, счетно-решающие машины - за всем этим стоит вполне определенная техническая сущность. Многое из того, о чем пишут ныне фантасты в "межпланетных" романах, становится предметом научно-инженерной разработки. Действительность начинает догонять фантастику. И все же простор для фантазии остается.

Межзвездным путешествиям посвящено очень немного произведений. Самое крупное из них - роман И. Ефремова "Туманность Андромеды". Действие его происходит в отдаленном будущем, когда налаживается радиосвязь между планетами разных звездных систем. Автор не вдается глубоко в технические детали, но из его описаний следует, что межзвездные корабли будут работать на горючем, дающем скорость истечения, близкую к световой, они оборудованы сверхчувствительными локаторами для защиты от метеоров, и для управления ими будет широко применяться электронно-вычислительная техника. Межзвездные перелеты длятся долгие годы, поэтому члены экспедиции часть времени проводят в гипнотическом сне. Автор рассказывает о приборном оборудовании, позволяющем наблюдать небесные тела. Он описывает жизнь на планетах других звездных систем, освоенные планеты и спутники планет солнечной системы и измененный человеческой волей и руками лик Земли. Очень интересным является описание приема телевизионного изображения со спутника далекой звезды.

Наряду с открытием небесных миров фантастов интересовало и открытие мира, который находится на нашей планете и где, тем не менее, до сих пор остается много неразгаданных тайн. Мы имеем в виду неисследованные глубины океанов и морей. Человек лишь начинает проникать в них и находит там картины не менее интересные, чем те, какие встретятся на неведомых планетах. Еще Жюль Верн отправил своих героев в подводное плавание.

Следует отметить, что "Наутилус" Жюля Верна все еще остается неосуществленным современной судостроительной техникой. Так названа одна из построенных ныне в Америке атомных подводных лодок. Но эта лодка, хотя ее и движет покоренная сила атома, далека от творения капитана Немо и, к тому же, предназначена для совсем иных целей. В стальном шаре-батискафе, на привязи, люди опускались в морскую пучину. Лишь недавно французские исследователи на специально сконструированном судне-батисфере достигли глубины свыше четырех километров. Фантазия же писателей переносила людей даже на дно океана. Г. Уэллс, А. Конан Дойл и другие описывали глубоководные спуски.

В литературе известен роман Г. Адамова "Тайна двух океанов" о дальнем плавании подводной лодки "Пионер", оборудованной для научных исследований. Спуск в батисфере на дно океана, на глубину около трех с половиной километров, составил содержание рассказа Н. Добровольского "В глубине океана". Исследователи обнаружили под водой залежи радия и наблюдали схватку глубинного осьминога и змеи, которая неожиданно помогла им избежать гибели: батисфера застряла у каменной стены, и чудовища, сдвинув ее с места, дали возможность ей подняться на поверхность.

Новейшие успехи электроники и смежных с нею областей техники привели к созданию "управляющих" машин, которые могут работать по заранее заданной программе без вмешательства человека. Действительность обогнала фантастику.

Реальным прогнозом кажется ныне повесть Г. Гуревича "Приключения машины", хотя и понадобится еще время, чтобы решить поставленную в ней проблему. Гусеничный вездеход отправляется в путешествие по дну океана. На нем нет экипажа - одни лишь приборы, и в их числе телевизионная установка с полупроводниковой аппаратурой вместо хрупких радиоламп. Повинуясь программному управлению, сообразуясь с обстановкой и сигналами, получаемыми извне, машина двигается по дну. Океанологи могут видеть, сидя у экрана телевизора, все, что встречается на ее пути. Автор высказывает мнение, что подобные самоуправляющиеся машины смогут быть использованы для исследования глубин Земли, а также космического пространства и планет солнечной системы.

Интересная попытка заглянуть в отдаленное будущее кибернетики сделана в рассказе В. Журавлевой "Звездный камень". Его сюжетная основа - прилет на Землю межзвездного корабля - не раз затрагивалась другими авторами. Но в рассказе В. Журавлевой обитатели далекого неведомого мира прислали биоавтомат, кибернетическую машину, в которой радиотехнические элементы заменены искусственно созданными живыми клетками. Этот "мозг", состоящий из совместно работающих живой и неживой материй, управляет межзвездным кораблем. Лучистая энергия, открытие новых видов излучений издавна привлекали внимание романистов.

Особенной популярностью пользовались всевозможные "лучи смерти", а также проблема передали энергии на расстояние без проводов. В последние годы, в связи с развитием атомной техники, открылись новые перспективы использования излучений для расширения нашей власти над веществом. Лучи, возникающие при распаде ядер атомов, могут вызывать глубокие превращения в различных материалах и тканях. Все более расширяется практическое применение лучистой энергии, и можно думать, что в будущем оно станет еще шире. Мысль писателей-фантастов обращается к тем неизведанным возможностям, которые таят в себе создаваемые физической техникой излучения.

Еще в фантастике довоенного периода встречались произведения, посвященные использованию лучистой энергии. В широко известном романе А. Толстого "Гиперболоид инженера Гарина" описан фантастический аппарат для получения тепловых "лучей смерти".

Электромагнитные колебания, которые ныне играют огромную роль в нашей жизни, также не прошли мимо внимания писателей. Вспомним, например, роман А. Беляева "Борьба в эфире" (1928). В нем был изображен Радиополис - город, где радиотехника и радиотелемеханика нашли самое широкое применение. Оригинальную проблему поставил А. Беляев в другом своем романе - "Властелин мира": прием и усиление слабых электромагнитных колебаний, излучаемых человеческим мозгом. Мыслепередающий аппарат, построенный героем этого романа, стал в его руках средством внушения, навязывания людям своей воли. Однако против нового необычайного оружия было найдено более мощное контроружие подобного же типа. Очень интересным является в романе описание "мирного" применения этого изобретения. Излучен мысленный приказ - и дикие звери покорно выходят из тропического леса к невооруженному охотнику, чтобы занять потом свое место в зоопарке. Непосредственная передача мыслей на расстояние сделала возможным общение между людьми, находящимися далеко друг от друга, слушание "мысленных" концертов, докладов. Подобную тему затронул Н. Дашкиев в повести под таким же заглавием - "Властелин мира". Он также описывает аппарат для приема и усиления электромагнитных колебаний мозга. Этот аппарат давал возможность обострять и усиливать умственную деятельность

В романе А. Казанцева "Арктический мост" показано строительство подводного межконтинентального туннеля, соединяющего Советский Союз и США для железнодорожного сообщения между двумя континентами. Сделанный в виде герметически закрытой трубы, он был погружен в океан, что обеспечивало безопасность сооружения и независимость от погоды движущимся внутри него поездам. Ракетные двигатели давали возможность развивать в подводном туннеле, из которого откачан воздух, огромную скорость.

Для более полной характеристики тематики послевоенной научной фантастики приведем несколько примеров различных произведений. Г. Гребнев в повести "Тайна подводной скалы" (переработанный вариант романа "Арктания") изображает летающую научную станцию с реактивными двигателями - "поселок в воздухе", находящийся в районе Северного полюса. Н. Томан в повести "История одной сенсации" касается проблемы усиления электронной концентрации ионосферы с помощью распыленного атомным взрывом высотной ракеты радио активного порошка. Это дало возможность получать отраженные телевизионные сигналы с больших высот. М. Дунтау и Н. Цуркин в рассказе "Церебровизор инженера Ковдина" затрагивают возможность передачи на расстояние с помощью радиотехнических устройств зрительных впечатлений и возвращения, таким образом, зрения слепым.

Получение искусственного холода с помощью атомной энергии (повесть Г. Гуревича "Иней на пальмах", роман А. Кудашева "Ледяной остров"), усовершенствовавшая звукозапись и воспроизведение звука (рассказ М. Дашкиева "Украденный голос"), использование явления сверхпроводимости для создания мощного аккумулятора энергии (роман А. Казанцева "Пылающий остров"), мощных воздушных потоков для получения электроэнергии (повесть В. Сытина "Покорители вечных бурь"), космические катастрофы - прилет в нашу солнечную систему неизвестной планеты (повесть Г. Гуревича "Прохождение Немезиды"), приближение к Земле астероида (повесть Н. Томана "Накануне катастрофы") - и их предотвращение - таковы темы некоторых произведений, напечатанных в последние годы.

В очерке Р. Перельмана "Двигатели галактических кораблей" затрагиваются далекие перспективы звездоплавания - корабли для межзвездных путешествий. В жанре очерковой научной фантастики встречается форма репортажа, дневниковых записей, корреспонденции, путевых записок, причем чаще других - репортаж ("репортаж-фантастика", "репортаж из будущего", "репортаж из XXI века", "межпланетный репортаж" и так далее). В репортаже из будущего - "Телебиблиотека - миллионы книг в одном переплете" (1956) - Л. Теплов рассказывает о применении телевидения для воспроизведения объемных изображений с одновременной передачей текста книг, А. Маркин ("Между двумя материками") - о перспективах развития атомной энергетики и постройке плотины в Беринговом проливе, позволяющей ликвидировать холодное Камчатское течение и смягчить климат Арктики и других районов.

Этими немногими произведениями исчерпывается фантастика о мире будущего. Следует напомнить, что в прошлом в нашей научно-фантастической литературе были созданы романы широкого тематического плана, о которых упоминалось.

Очень интересны картины городов грядущего, в частности преображенного Ленинграда, нарисованные А. Беляевым. Грандиозные успехи науки за последние десятилетия открывают новые возможности для создания произведений, рисующих жизнь и технику будущего. Кому, как не советским фантастам, следовало бы изобразить в художественных образах грядущее, к которому мы стремимся, за которое боремся! Писателей страны, создавшей первую в мире атомную электростанцию, атомный ледокол, запустившей первые искусственные спутники Земли и Солнца, должны вдохновить эти творческие подвиги ученых, инженеров и рабочих. Если еще в 30-х годах они брались за такую тему, - какой простор для подлинно научной и высокоидейной фантастики, утверждающей коммунистическое мировоззрение, дают наши дни! Однако один из самых существенных пробелов в литературе - книги о завтрашнем дне, о коммунистическом обществе и его технике - остается невосполненным уже в течение многих лет.

Даже краткий обзор показывает, что в научной фантастике есть, образно выражаясь, густонаселенные места и почти необитаемые острова. Тяга писателей к космическим темам понятна. Они открывают наиболее широкий простор для фантазии, позволяют разворачивать необычайные приключения, обходясь зачастую без шаблонного детектива. Можно назвать в то же время ряд тем, почти совершенно не разработанных фантастами. По существу даже такое величайшее достижение современности, как ядерная энергетика, осталось в стороне от внимания писателей. Полупроводниковая техника, радиоэлектроника, кибернетика; перспективы развития химии, биологии и медицины, сельское хозяйство будущего; возможности, которые открывают новые отрасли знания, появившиеся на "стыках" различных наук; новые средства научных исследований; новые представления о свойствах материи, времени и пространства, о природе тяготения - все эти темы еще ждут своего воплощения в научно-фантастической литературе.

Таким образом, в произведениях научной фантастики  отражены многие научные предположения и гипотезы. Поэтому помимо художественной ценности, сюжеты  из литературных произведений представляют собой хороший иллюстративный материал.

Мне было очень интересно прочитать многие из этих произведений и проанализировать с точки зрения развития современной науки и техники.

Глава II. Использование литературных произведений для составления

задач по физике

2.2. Решение задач на основе литературного материала

В художественных произведениях авторы нередко отражают картины физических явлений природы, описания различных  технических процессов, конструкций, материалов, повествуют об открытиях ученых.

Интересными являются задачи на нахождение технических характеристик различных сказочных, фантастических устройств, при решении которых сравниваю полученные результаты с техническими характеристиками реальных машин и механизмов, например, скорость ковра-самолета и вертолета, мощность скатерти-самобранки с мощностью микроволновой печи.

Подобное сравнение позволяет проводить критическую оценку правильности полученных ответов при сравнении с реальностью.

Нами сделана довольно большая подборка литературных фрагментов с физическим содержанием. При подборе материала учитывалась его связь с конкретными вопросами физики. К исходным текстам сформулированы вопросы по физике.

Итак, предлагаю рассмотреть некоторые авторские задачи, составленные на основе литературных сюжетов.

1.Н.А. Некрасов «Дедушка Мазай и зайцы»

(Задача на применение закона Архимеда).

«Мимо бревно суковатое плыло,
Сидя, и стоя, и лежа пластом,
Зайцев с десяток спасалось на нем.
……………………………….

Я зацепился багром за сучок
И за собою бревно поволок...»

Задача: Оценить, при каком минимальном объёме бревна зайцы могли бы на нём плыть.

Решение: Предположим масса одного зайца 5 кг, а плотность влажной древесины ρ_д=700 кг/м³. Обозначим Р₁- вес 10 зайцев , Р₂ – вес бревна, ρ_в – плотность воды, V- объём бревна.

По условию плавания тел Р₁+Р₂= ρ_вgV, тогда 10^.m₁g +m₂g = ρ_вgV, или

10^.m₁g + ρ_дgV = ρ_вgV = 10^.m₁g = ρ_вgV - ρ_дgV = 10^.m₁g = V^.(ρ_вg - ρ_дg) = V= 10^.m₁g / (ρ_вg - ρ_дg). Вычислим минимальный объём бревна V= 10^.5кг^.9,8 Н/кг / (1000кг/м^{3 .}9,8 Н/кг - 700кг/м^{3 .}9,8 Н/кг) = 0,17 м³

Ответ: V= 0,17 м³

«Жили старик со старухой, и была у них курочка Ряба. Снесла курочка яичко: яичко не простое. Золотое».

Задача: Какую массу имело бы обыкновенное куриное яйцо, будь оно полностью золотым? Объем яйца определите экспериментально.

Решение: Объём куриного яйца определили с помощью мензурки. Он оказался равным V= 52см³. Зная, что плотность золота ρ= 19,3г/см³, вычислим массу золотого яйца. m = ρ^.V= 19,3 г/см^{3 .} 52см³ ≈ 1000г = 1 кг

Ответ: m = 1 кг

3. Рассказ О′ Генри «Поросячья этика».

«Я вынул мою свинью из мешка, тщательно установил ее, долго прицеливался и дал ей такого пинка, что она вылетела из другого конца аллеи - на двадцать футов впереди своего визга».

Задача: С какой силой должен был ударить поросенка герой рассказа, чтобы описанный случай произошел в действительности?

Решение: Массу поросенка примем равной 10 кг, а продолжительность удара 0,05 сек.  По второму закону Ньютона импульс силы, приложенной к какому-нибудь телу, равен изменению количества движения этого тела Ft = mv. Чтобы поросенок обогнал свой собственный визг он должен двигаться со скоростью, большей скорости звука, т.е. его скорость должна быть больше 330 м/с. Следовательно, сила удара должна составлять около 66 000 Н.

Ответ: F =66 000 Н. Сделаем сравнение:

4.Джоан Кэтлин Ролинг «Гарри Поттер и узник Азкабана».

(Сцена волшебства над вредной тетушкой,

которое совершил Гарри Поттер)

«…Ее продолжало раздувать. Полное красное лицо ее опухло, глазки полезли из орбит, а рот растянулся до ушей… Скоро тетушка превратилась в громадный воздушный шар. Ее оторвало от стула, и она поплыла к потолку. Она была совсем круглая, как надувная игрушка».

Задача: Во сколько раз должен увеличиться объем тетушки, чтобы наблюдалось такое удивительное явление?

Решение: Предположим, что объём тётушки в нормальном состоянии V₁

составляет 0,08 м³ при массе тела 80 кг. Плотность воздуха равна 1,29 кг/м³. Согласно закону Архимеда mg = ρ_вgV. Вычислим объём V= mg /ρ_вg = m /ρ_в = 62 м³. Тогда V/V₁= 62 м³/0,08 м³ = 775

Ответ: Объём тётушки возрос в 775 раз.

5. Астрид Линдгрен «Малыш и карлсон»

Задача: Какую скорость должен набрать в полёте Карлсон, чтобы сделать «мёртвую петлю» радиусом 13 м и испытать на её вершине чувство невесомости?

Решение: g = v²/r , отсюда v²= g·r

Ответ: Скорость равна 11,3 м/с

6. Дж.К.Джером «Трое в лодке, не считая собаки».

"Это был изумительный сыр, острый и со слезой, а его аромат мощностью  в двести лошадиных сил действовал в радиусе трех миль и валил человека с ног на расстоянии двухсот ярдов".

Задача: На какое максимальное расстояние распространялся запах сыра в СИ? Какова скорость порыва «сырного» ветра, который валил с ног человека?

Подсказка к задаче:

1 л.с. = 735,5 Вт

1 миля = 1609,344 м

1. ярд = 0,914 м

Решение: Запах сыра распространялся на расстояние S = 4828 м. 

Человека может свалить с ног, например, удар боксёра силой в 5000 Н.

Вычислим скорость ветра по формуле v = N/F = 200·735,5 Вт /5000 Н ≈ 30м/с.

Ответ: v ≈ 30м/с. Такой ветер называется «сильный шторм». Он вырывает с корнем деревья, разрушает здания. Свалить с ног человека может ветер, скорость которого 18-20 м/с.

Шкала Бофорта

2.2. Исследование формирования мотивов учения с помощью художественной литературы

В процессе работы над проектом была проведена апробация выше приведенных сюжетных задач в 8-х классах средней общеобразовательной школы №2 п.Энергетик. Учащимся было предложено в качестве домашнего задания самим придумать задачу на основе литературного сюжета.

Затем 8-классникам была дана анкета, на которую предлагалось ответить «да», или «нет».

Анкета для учащихся

Результаты этой анкеты показали, что подобные задачи ни на уроках и в качестве домашнего задания представляют большой интерес. При этом 88,5 % анкетируемых ответили, что им понравилось решать такие задачи. 11,5 % ответили неоднозначно, фразами «не знаю», «наверное». На основе этих результатов можно сделать вывод, что решение сюжетных задач вызывают интерес у учеников. 35% учащихся также попробовали сами составить и решить задачу по отрывкам из литературы.

Заключение.

В результате работы над проектом мы изучали литературу, в которой представлены задачи по физике, составленные на основе художественных произведений. Для нас оказался интересным приём, заключающийся в том, что с точки зрения физики оценивают и разбирают достоверность и правильность описания в литературе тех или иных физических явлений. Соответствующие примеры можно найти в 'Занимательной физике" Я. Перельмана и в книге К Н Власовой "Мир научной фантастики на уроках физики".

На основе методических рекомендаций по разработке таких задач, мы предлагаем свои собственные задачи, составленные по сюжетам известных произведений.

Наблюдая за своими одноклассниками, могу отметить, что часто у них отсутствует интерес к физике. Может быть оттого, что «сухие» формулы и законы не вызывают никаких эмоций, мотивации к учёбе.

Формулы, соотношения,  зависимости могут быть красивы, но это нужно уметь почувствовать, тогда учеба вместо  суровой необходимости может стать трудным, но приятным делом. В художественных произведениях нередки картины физических явлений в природе, описания различных  технических процессов, конструкций, материалов, сведений об ученых.

Особенно интересными для меня являются произведения научной фантастики. В научной фантастике  отражены многие научные предположения и гипотезы. Особое видение мира, владение словом и  умение обобщать позволяет писателям добиваться в своих произведениях удивительно точных,  легко представимых описаний. Поэтому, кроме художественной ценности, отрывки  из литературных произведений представляют собой хороший иллюстративный материал.

В нашем проекте было выяснено, что учащимся нравиться решать такие задачи, они находят их интересными, занимательными.

Таким образом, сюжетные задачи по физике, составленные на основе художественных произведений, побуждают к активной умственной деятельности и являются отличным средством формирования познавательного интереса к физике.

Гипотеза, поставленная в начале исследования, подтвердилась.

Подборка задач на основе литературных сюжетов – кропотливая, но интересная работа, которую я хочу продолжить.

Библиографический список:

1. Балуев О. В. Использование занимательных материалов для развития познавательных интересов учащихся на уроках физики в ходе изучения темы «Тепловые явления» 8 класса [Электронный ресурс] / О. В. Балуев, П. В. Скулов // Режим доступа: http://referatiya.ru/.

2. Власова К.Н. Мир научной фантастики на уроках физики. - М.: Изд-во Академии педагогических наук РСФСР, 1963.

3. Коршунова О. В. Малыш и Карлсон в гостях у физики [Текст] / О. В. Коршунова // Физика: еженед. прилож. к газете « 1сентября». – 2004. – № 48.

4. Кузьмичева А. А. Физические сказки [Текст] / А. А. Кузьмичева // Физика: еженед. прилож. к газете « 1сентября». – 2008. – № 4. – С. 24 – 25.

5. Лях В.П. Использование литературных материалов при обучении физике (http://vpl54.narod.ru/index.html).

6. Машарова В. А. Познавательный интерес школьников с позиции современности [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.emissia.org/.

7. Новые достижения техники и советская научно-фантастическая литература. http://student.km.ru/ref.

8. Остер  Г. "Физика, задачник. - М.: "Росмэн", 1997.  

9. Перельман Я.И. Занимательная физика. — М.: АСТ, 2005. — 473 с.

10. Петрухин В. И. Качественные задачи на основе поэтических и научно-популярных текстов [Текст] / В. И. Петрухин // Физика в школе. – Школа-Пресс 1, 2004. – № 3. – 58 с.

11. Семке А. И. Нестандартные задачи по физике. Для классов гуманитарного профиля [Текст] / А. И. Семке. – Ярославль: Академия развития, 2007. – 256 с.

12. Тихомирова С.А. Дидактический материал по физике: Физика в художественной литературе: 7-11 класс – М.: Просвещение, 1996.

13. Тихомирова С.А. Мир физики в художественной литературе. – М.: Школа-Пресс, 1997.

14. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе.- М.: Просвещение, 1972. - 240 с.

15. Усольцев А.П. Задачи по физике на основе литературных сюжетов. – Екатеринбург: У-Фактория, 2003.-239 с.

16. Физика в произведении М.Булгакова "Мастер и Маргарита". [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://school.websib.ru/202/phisics/pages/master.html.

17. Физика в литературе. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://physics03.narod.ru/Interes/litra.htm.

18. Шамало Т. Н. Задачи с художественным содержанием на уроках физики [Текст] / Т. Н. Шамало А. П. Усольцев // Научно-практический журнал Российской академии образования «Учебная физика», январь-февраль 2001. – №1. – С. 41 – 52.

19. Шкатулка качественных задач по физике [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.iralebedeva.ru/.1 миля = 1.61e+03 метра

В проекте использованы фрагменты из художественных произведений:

1. Беляев А.Р. Продавец воздуха. 

2. Беляев А.Р. Над бездной.

3. Беляев А.Р. Человек-амфибия.

4. Булгаков М. Мастер и Маргарита.

5. Верн Ж. 20000 лье под водой.

6. Верн Ж. В стране мехов.

7. Верн Ж. Робур-Завоеватель.

8. Гарин В.М. Лягушка-путешественница.

9. Джером Дж.К. Трое в лодке, не считая собаки.

10. Искандер Ф.А. Святое озеро.

11. Кожевников А. Архимед.

12. Кожевников А. Парень с большим именем.

13. Конан Дойл А. Собака Баскервилей.

14. Крылов И.А. Лебедь, рак и щука.

15. Лесков Н. Соборяне.

16. Линдгрен А. Малыш и карлсон.

17. Некрасов Н.А. Дедушка Мазай и зайцы.

18. Носов Н. Приключение незнайки.

19. О′ Генри. Поросячья этика.

20. Паустовский К.Г. Черное море.

21. Пришвин Н.Н. Кладовая солнца.

22. Распе Р.Э. Приключения барона Мюнхгаузена.

23. Ролинг Дж.К. Гарри Поттер и узник Азкабана.

24. Русская народная сказка «Курочка Ряба».

25. Солженицын А.И. В круге первом.

26. Толстой А.Н. Аэлита.
27. Толстой А.Н. Союз пяти.

28. Уэллс Г. Рассказ о XX веке.

29. Уэллс Г. Человек, который умел творить чудеса.

Приложение.

Задачи на основе литературных сюжетов

28