Физика в школе – один из самых трудных предметов. Сложнее, наверное, только химия. Такого мнения придерживается, наверное, большинство современных школьников. Наверное, стоило бы провести на эту тему полноценный социологический опрос… Но я составил свое представление о «страхах» школьников на основании непосредственных бесед различной степени искренности.
Попытаюсь… Нет, не разрушить это убеждение. Скорее, разобраться в его причинах. Очень уважаю людей, которым чем сложнее, тем интереснее. Сильнейшее впечатление у меня оставил диалог с женщиной, с которой мы учились вместе в Московской школе управления. Когда ее спросили, почему она выбрала именно эту тему работы в группе, она ответила – Потому что я в ней ничего не понимала, мне очень хотелось разобраться.
Однако, мой главный тезис сегодня будет лежать в другой плоскости. Начнем вот с чего. Средний человек в России изучает физику три раза. Первый полный проход физики осуществляется в седьмом-восьмом классе и включает в себя практически весь круг тем, которые может понять восьмиклассник: механика, теплофизика, электричество и магнетизм, оптика, и даже немножко ядерной физики.
Потом ученик приходит в девятый класс, и… Снова начинает изучать механику. Да-да, математический инструментарий становится больше, и в каждой из перечисленных тем можно разобраться поглубже. Поэтому в девятом классе заново изучаем механику, в десятом – теплофизику, электричество и магнетизм, в одиннадцатом – электродинамику, оптику, ядерную физику и немножко квантовой физики и теории относительности. Честно говоря, подавляющее время я учил школьников девятого-одиннадцатого класса (эксперименты с более мелкими детьми были обычно неудачными), и мой курс физики предполагает, что ученик приходит в девятый класс в состоянии tabula rasa – чистой доски. Мне комфортно считать, что молодой человек не знает физики совсем, и учить его «с нуля».
Потом, в институте – третий круг физики. Даже в непрофильных ВУЗах есть курс естествознания, в котором рассматриваются все перечисленные выше темы. А в профильных институтах снова здорово – возьмите, например, названия пяти томов учебника Д.В. Сивухина, базового для МФТИ: Механика, Теплофизика, Электродинамика, Оптика, Ядерная и квантовая физика. Ну а для самых продвинутых, сделавших физику своей профессией, будет и четвертый круг изучения физики – все те же темы, обычно с добавлением слова «теоретическая»: теоретическая механика и т.д.
Но вернемся в девятый класс. Приходим на урок физики и начинаем изучать механику. Первая тема – кинематика. А она скучновата. И скучновата она по нескольким причинам. Первая – слишком много математики, и совсем нет чего-то яркого, экспериментального, чего полно в других темах – холодное кипение, внезапно оживающие стрелки приборов, искры электрофорной машины, короче – зрелища и чувства раскрытого чуда. Их не будет почти полгода, и, к сожалению, так нужно – без той самой математической основы потом невозможно понять того самого ощущения раскрытого чуда. Именно поэтому через полгода, когда еще скучно, я стараюсь максимально включать астрономические картинки: астрофизика и завораживает, и иллюстрирует простейшие закономерности во вселенских масштабах.
Но есть и другая причина эмоциональных проблем с физикой. Вторая, и, наверное, более важная, о которой никогда не говорят, заключается в следующем. Я обсуждал ее более тридцати лет назад, когда сам учился в девятом классе. Заключается она вот в чем. Представьте, что мы пришли изучать… Ну, скажем, столярное дела. И нам говорят – У нас программа такая: полгода вас будут учить работать молотком, а еще полгода – киянкой, и всё. И вы понимаете, что из огромного множества инструментов вы будете знать два, и ничего интересного все равно у вас сделать не получится. Так вот, в физике мы изучаем подробно только два типа движения: равномерное и равноускоренное, а по типу траектории тоже только два типа движения – прямолинейное и движение по окружности. Поэтому возникает чувство, что нам дали два (ну, всего четыре) простеньких типа движения, и поэтому для чего-то «реального» нас все равно не хватит.
ДРУЗЬЯ, ЭТО ЧУВСТВО ЛОЖНОЕ!!!
В отличие от примера со столярным делом, в физике мы изучаем ВСЕ принципиальные типы движения. Про равномерное и равноускоренное движение понимание этого должно прийти уже где-то во второй четверти. К сожалению, подавляющее большинство преподавателей не акцентируют на этом факте внимания, но из законов Ньютона прямо следует, что тело движется ИЛИ равномерно, ИЛИ равноускоренно, и НИКАК по-другому. А более сложные реальные движения возникают из-за наложения (умное слово – суперпозиция) этих двух типов. То есть, изучив их, мы знаем ВСЕ типы движения.
С прямолинейным движением и движением по окружности немного сложнее. Этого в рамках школьного курса понять нельзя, потому что динамика движения по окружности – одна из основных тем механики на третьем, институтском этапе. Но вывод я вам по секрету скажу: любое движение тела можно представить, как вращение вокруг мгновенной оси, которая сама по себе движется в пространстве. Таким образом, ЛЮБОЕ движение – либо прямолинейное, либо движение по окружности.
Итак, в девятом классе мы изучаем ВСЕ принципиальные типы механического движения, мы становимся настолько умными, что можем постичь ЛЮБОЕ механическое явление Природы. Если, конечно, приложим достаточное количество внимания, немного понимания, и чуточку интереса к курсу физики.
Успехов вам в девятом классе.
