ФАКУЛЬТАТИВНЫЙ КУРС ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Статья не представляет собой программу проведения занятий по физике или содержание элективного курса. Это скорее попытка показать некоторые принципы методики привлечения младших школьников к самостоятельному физическому эксперименту, достаточно простому, но при этом занимательному.

Совместная работа повышает вероятность общей победы

Лучшим ключом к любой науке служит, как известно, удивление. С него началась в своё время и физика, вспомним хотя бы очевидный излом палки или весла, наклонно опущенных в спокойную воду или способность янтаря притягивать мелкие соринки и шерстинки, после того, как чем-нибудь янтарь потереть, мехом или просто сухой ладонью. Ни то, ни другое никто не мог понять в то время, да и многие века спустя.

За последние две-три тысячи лет таких поразительных наблюдений и опытов накопилось множество. Большинство из них дали начальный толчок развитию различных направлений физики, а многие так и остаются курьёзными фокусами. Но и они очень полезны для привлечения к познанию подрастающих поколений, поэтому они заполняют книги о занимательной науке.

Описания многих опытов переходят из статьи в статью или наполняют новую книгу, а теперь ещё и просторы Интернета. Однако. К сожалению, слишком часто пишущий создаёт новое описание по памяти, не давая себе труда проверить тот или иной простой эксперимент «на кухне». А опыт этого не любит и может наказать за такое легкомыслие. Память своенравна, и может привести к потере репутации, а читателя подобных описаний ждёт разочарование и утрата интереса к науке. Опыт должен получаться и над ним необходимо работать с уважением. И хорошо, когда работа происходит под руководством надёжного наставника. Совсем необязательно, чтобы этим руководителем был учитель. Учась в мужской школе, классе в пятом или в шестом видел несколько физических демонстраций буквально из ничего, которые показывали некоторые одноклассники – мальчишки всё знают и всё могут! А в этом возрасте мальчишки способны на лету понять и повторить то, что раз увидели. Видимо, оттуда и моя любовь к простому эксперименту продолжается уже семь десятков лет, а также уверенность, что привлекать к физике можно через демонстрационный опыт, который готовят и показывают в коллективе школьники среднего возраста, лучше всего, вероятно, класса седьмого.

Для этого хорошо подходит кружок или спецкурс по выбору, собирающий только тех, кто этим интересуется. Пусть сначала придут многие, а потом останутся именно те, кому это по душе, они получат полезные навыки на всю жизнь. И не только для физики.

Примеры простых, но зрелищных физических опытов для наблюдения и повторения подобраны и проверены в седьмых классах одного из лицеев города Саратова.

В качестве первой демонстрации наиболее подходит неотразимый «картезианский водолаз», поплавок в закрытой бутылке с водой, послушно опускающийся и всплывающий по мановению руки демонстратора, но ещё сильнее впечатляет влияние руки какого-нибудь зрителя, к которому подносят эту удивительную игрушку.

Другой опыт полезен для обучения чтению. Да, этому надо учить даже в седьмом классе, а порой это приходится демонстрировать и студентам. Могу сразу назвать штук пять книг, в которых описан следующая демонстрация, а есть ещё и немало статей, и все с ошибкой. Авторы предлагают воткнуть в обычный простой карандаш полураскрытый перочинный нож и поставить его кончик на палец руки. Карандаш будет стоять вертикально, не падая. Как на рисунке 1.

Рис.1. Равновесие невозможное, но популярное в литературе.

Сначала зрителям показывается одна книга с таким рисунком, вторая…пятая. Всюду карандаш стоит на какой-то опоре одинаково. А теперь берём настоящий карандаш и очень похожий нож, соединяем их в соответствии с рисунком и наблюдаем не совсем такую картину. Правда, карандаш стоит, но стоит не вертикально, как у всех авторов.

Рис.2. Реальное равновесие карандаша.

Обычно кто-нибудь посоветует согнуть нож посильнее. Пожалуйста! Но лучше не стало. А-а, надо разогнуть немного! – и это не помогает. А ведь можно «уговорить» карандаш встать как полагается при помощи того же самого ножа, только надо понять физику этого явления и проявить некоторую изобретательность. Но это уже не обучение правильному чтению, а нечто большее. Лично мне очень нравится демонстрация вертикально стоящего на кончике пальца птичьего пера –

Рис.3. Вертикальная стойка птичьего пёрышка.

Следующая физическая игрушка годится для первого самодельного устройства не только мальчикам, но и любой девочке, и её дома изготавливают все участники в группе, а затем каждый показывает свой вариант в действии. Это простая пуговица от старого пальто, потому что лучше, чтобы она была большая. Через две дырочки в ней пропускаем прочную нитку или шпагат длиной сантиметров 30 - полметра и связываем нитку в кольцо. Растянув нитку горизонтально двумя руками в стороны, раскручиваем пуговицу на несколько десятков оборотов и немедленно начинаем растягивать нитку в стороны. При периодическом натяжении и ослаблении нитки пуговица может быстро вращаться хоть целый день. Детям достаточно увидеть этот процесс один раз, и они легко научаются его производить. А если кто-то догадается пропустить нитку через пластиковые стаканчики, то получится громко звучащий «музыкальный инструмент».

Рис. 4. Жужжалка из пуговицы

Широко известен опыт с опрокидыванием стакана с водой. Но в его многочисленных описаниях часто встречаются предостережения, что делать его лучше над ванной, раковиной или тазом. В замечательной книге мемуаров известного французского физика русского происхождения Анатоля Абрагама этот опыт описан довольно трогательно, и сыграл в жизни тогдашнего мальчика важную роль. Он прочитал об этом опыте в детской энциклопедии, немедленно налил в стакан воды, накрыл куском бумаги и перевернул. Влетело от папы, потому что залил водой его любимый столик. Тем не менее он стал физиком, но к экспериментам навсегда сохранил настороженное отношение.

В самом деле, в описаниях этого опыта часто упускают совет придержать бумагу другой рукой при переворачивании стакана, только и всего. Но у этого популярного опыта есть масса вариантов и продолжений. Большое впечатление производит замена бумажки кусочком старой перфокарты от компьютера с большим числом аккуратных прямоугольных окошек. И вода не выливается!

Не льётся вода и через круглые миллиметровые отверстия в пластинке, которые видно на рисунке 5.

За учебный год школьники видят, обсуждают, обдумывают и, главное, повторяют – по крайней мере, некоторые – много увлекательных и простых физических экспериментов. Каждая самостоятельно выполненная работа отмечается в специальном документе под названием «Мастерок». Его оформление может быть примерно таким, как представляет рисунок 6.

Внутренний разворот документа содержит графы и строки для вписывания сведений о выполненных учащимся работ.

В конце курса или при завершении работы кружка эти удостоверения вручаются каждому школьнику.