Фотографируя, изучаем физику

Фотографируя, изучаем физику
Фролова Г.М., учитель физики МКОУ «Масловская СОШ»
п.Воронежский Новоусманского муниципального района Воронежской области
Одной из важнейших задач обучения физике является формирования
научных знаний, которые изменяют стиль
мышления учащихся. Физика –
наука развивающая. Под руководством учителя происходит переход ученика от
познания к знанию. Ученики не всегда умеют объяснять факты, обосновывать
выдвигаемые положения, применять знания к объяснению физических теорий и
явлений, т.к. при изложении учителем нового материала они следят только за
содержанием. Учитель должен не просто вооружать знаниями, а учить мыслить. Ученик, умеющий мыслить, сам сможет добывать себе знания.
На уроках физики в 8 классе изучаются законы геометрической оптики:
закон прямолинейного распространения света, закон отражения света и закон
преломления света. Как показывает практика работы в школе, темы весьма не
простые для восприятия и понимания учащимися. Дело в том, что для восприятия и понимания необходимо иметь определенный базовый потенциал мыслительных способностей. А более конкретно – сформированность образного и
пространственного мышления. И помочь может здесь использование принципа
наглядности. Для объяснения обозначенных тем можно использовать рисунки,
схемы, предложить простые опыты, подтверждающие существование данных
законов. Но более важно показать проявление законов в природе. А слово «физика», как известно, в переводе с греческого означает «природа». Фотографируя
природу, мы с одной стороны, находим подтверждение физических законов; с
другой стороны, обретаем понимание тех или иных изменений, происходящих
в природе. Помочь в понимании законов физики нам может и фотография.
Здесь важно то, что в отличие от простого рисунка или схемы, человек может
воспринимать знакомые картины природы или объектов. Причем воспринимать
на основе физических законов. Примеры использования фотографических образов при преподавании физики отражены ниже, в таблицах.
Рассвет. Солнечные лучи прямолинейны и пытаются пробраться в каждый уголок просыпающейся земли.
Солнце – естественный источник
света.
Игра света делает розу более
привлекательным цветком. Прямолинейные лучи буквально пронизывают
каждый лепесток.
Прямолинейность световых лучей
можно наблюдать в момент захода
солнца за тучку. Свет – видимое
излучение, распространяющееся в
пространстве во все стороны
одинаково.
Энергосберегающие лампы
освещают весь посёлок. Лампа – искусственный источник света. Вот такое маленькое «солнышко» можно увидеть
ночью. На фото запечатлено: прямолинейное распространение света по всем
направлениям одинаково.
Нас всегда привлекает своей необычностью, неповторимостью солнечная дорожка, наблюдаемая на море или реке. Отражение солнечных лучей от
поверхности воды окрашивает дорожку в серебристый цвет. 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.
Закат на море.
Рассвет на Воронежском
водохранилище.
А эта фотография – шедевр работы света! Все три закона геометрической оптики, объединившись, сотворили чудо!
Солнечные лучи проходят через прозрачные тела, преломляясь. Лучи не
только изменяют направление распространения, но и создают интересные картины. Судите сами:
Свет, преломляется через стеклянные шарики, украшающие
светильник, рисует на натяжном
глянцевом потолке узор, напоминающий многочисленные маленькие
радуги.
Настоящую радугу можно увидеть
после дождя на тёмном фоне
неба. Свет преломляется и отражается капельками воды и водяного
пара, парящими в атмосфере.
Не только солнечный свет интересен, но и лунный. Но фотографии при
лунном освещении делать сложно. Поэтому начали с простого – фотографировали Луну.
Такую фотографию можно получить
с помощью простой «мыльницы».
«Вторая» Луна появляется при
автоматическом режиме съёмки.
Из-за неравномерности освещения
автоматика фотокамеры не всегда
правильно определяет
экспозиционные параметры.
Используя свойства фотоаппарата
Canon, получен хороший снимок
Луны. При увеличении фокусного
расстояния и соответствующем приближении это удалось сделать.
При изучении других тем тоже можно использовать фотографии.
Например:
Виды на фото- Физическая
графии
тема
Отражение дере- Отражение и
вьев в воде.
преломление
света.
Радуга. Северное Дифракция
сияние.
света (волновая оптика).
Проявление законов физики
Отражение темнее оригинала, т.к. часть солнечной энергии отражается, часть преломляется и поглощается водой.
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.
Красный закат Распростране- Рассеивается сильнее более короткая (синеили рассвет. Го- ние света в
голубая) часть спектра. Именно по этой прилубое небо.
веществе (за- чине небосвод имеет сине-голубой цвет (если
кон рассеяния он не загорожен облаками). При наклонном
Релея).
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.
Град.
Теплота.
Под действием силы тяжести крупный град
из грозовой тучи летит к земле, не успевая
расстаить. Мелкие градинки превращаются в
дождинки (тают при трении о воздух). То же
трение оплавляет градины, делая их
круглыми.
Выхлопные газы быстро остывают на
большой высоте, оставляя след. Это явление
конденсации.
Испарение и конденсация.
«Дорожка» в
Теплота.
небе за самолётом.
Туман над зем- Теплота.
лёй, над
полыньёй. Роса.
Мыльные пузы- Волновая оп- Явление интерференции (распространение
ри. Масляная
тика.
света в неоднородной среде – неоднократное
плёнка на воде.
преломление и отражение света).
В рамках введения ФГОС второго поколения широко используются педагогические технологии. Интегративная технология объединяет компоненты
процесса обучения с целью повышения его эффективности, соответствия дидактическим требованиям и социально определённым нормам, а также с целью
уменьшения затрат энергии на организацию качественного образовательного
процесса. Фотография может объединять информацию нескольких школьных
предметов. Например, на фотографии имеет место изображение одной из набережных г.Санкт-Петербурга.
Вопросы к данной фотографии:
1.Где находился автор фотографии в момент фиксирования
сюжета? (в транспорте).
2.При изучении каких физических тем можно использовать
данное фото? («Оптические явления». Отражение света в окнах здания, отражение автомобиля, проезжающего мимо, в окне транспорта, тёмные воды Невы.)
3.Почему здания построены в одну линию? (Это уже исторический материал: «Красная линия» – распоряжение Петра I.)
4.В Санкт-Петербурге часто облачная погода. Для получения качественных фотографий необходимо использовать возможности фотоаппарата. Почему в этом городе много дождливых и пасмурных дней? (География:
месторасположение города).
Фотографию
подго-
товки дайверов к погружению можно использовать
на любом уроке. Дайверы
применяют
знания
всех
школьных предметов в зависимости от цели погружения.
С фотографиями такой сложности работает группа учеников. Компетенции, формируемые с помощью подобных фотографий у школьников: ценностно-смысловые, учебно-познавательные, коммуникативные. Беря в руки
фотоаппарат, мы порой не задумываемся о том, где и когда полученный фотоснимок нам потребуется. Показали друзьям – понравилось. Положили в альбом – и забыли до следующего просмотра. Другое дело, если фотоснимок сделан осознанно, для последующего использования. Современные технологии
позволяют обрабатывать фотографии, многократно их использовать. Сопровождение фотографии описанием, стихотворением, вопросом, рассуждением,
делает процесс просмотра более интересным. Ученики замечают связь фотографии не только с физикой, но и с другими предметами. Интеграция физики с
предметами естественно-научного и гуманитарного цикла. Например:
Свет – видимое излучение,
распространя-
ющееся в пространстве во все стороны
одинаково.
Красный закат или рассвет. Голубое небо. Почему именно такие цвета
мы наблюдаем с раннего детства? А дело в проявлении физических законов!
Нас всегда привлекает
своей необычностью, неповторимостью солнечная дорожка, наблюдаемая на море
или реке. Отражение солнечных лучей от поверхности
воды окрашивает дорожку в
серебристый цвет. 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.
Я плыву по солнечной
дорожке
В безмятежной моря ширине,
И закатные лучи ласкают
тело,
Всё волшебно, словно в
добром сне…
От весёлой солнечной дорожки
Тихо льётся мягкий тёплый свет.
Освещает этот свет и горы,
И небес прозрачных вышину,
И пловцов последних запоздалых,
И пустого пляжа тишину.
(Е.Каморина)
Данные фотографии можно использовать не только при изучении темы
«Оптические явления», но и при объяснении проявления Архимедовой силы,
круговорота воды в природе, изменения агрегатных состояний вещества. Каждая используемая фотография должна содержать и выражать вполне определённую мысль, факт существования природного явления, объясняемого с точки
зрения законов физики. При этом формируется два вида мышления – образное
и пространственное, развития которых при проведении урока в стенах классной
комнаты традиционными способами достигнуть не всегда удаётся.
Метод и форму использования фотографий на уроке каждый учитель
выбирает самостоятельно. Можно показать одну фотографию классу (на
экране) и предложить перечислить увиденные явления, объясняя их с точки
зрения физики. Если данное задание выполнять письменно, то в журнал следует
выставлять только положительные отметки. А можно показать несколько фотографий на одну тематику и предложить найти общие физические законы и явления. Если в классе несколько компьютеров, то индивидуальная или групповая работа с использованием фотографий на заданную тему будет интересна
всем. В настоящее время многие ученики приносят собственные фотографии,
которые в обязательном порядке становятся объектом исследования на уроке.
Как видно из представленных наработок, это не традиционное использование средств обучения (пусть даже технических) на уроках физики. Фотосъемка переносит урок за пределы классной комнаты (здесь представлены фотографии автора). Важно и то, что сподвигая ученика к фотосъемке, учитель
формирует у него не «бездумное» использование фотографической камеры и её
свойств, в её применение «со знанием дела». Когда используется то, или иное
ее техническое свойство, под получение изображения заданного параметра.
Кроме того, формируется два вида мышления – образное и пространственное,
развитие которых при проведении урока в стенах классной комнаты традиционными способами осуществлять сложно. Знания являются конструкцией человека, а приобретение знаний – активный процесс развития мышления.