Публикации Основные проблемы изучения темы «Механика» в средней школе

Всероссийский сборник статей и публикаций института развития образования, повышения квалификации и переподготовки.

Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Основные проблемы изучения темы «Механика» в средней школе
Автор: Клемешов Виктор Петрович

Основные проблемы изучения темы «Механика» в средней школеКлемешов В.П., учитель физике МОУ «СОШ №1» г. Валуйки Белгородской областиМеханика представляет собой науку, являющуюся разделом физики, целью которой является изучение принципов движения и взаимодействие отдельных материальных тел. А вот движением в науке механике будет изменение положения как во времени, так и в пространстве. При изучении темы «Механика» у школьников возникают проблемы в понимании основных законом динамики – законов Ньютона. Эти проблемы обусловлены противоречием между наглядностью этих законов (действительно, каждый ученик хорошо себе представляет механическое движение, многократно его наблюдал, и имеет интуитивные представления о закономерностях этого движения) и теоретической глубиной данной темы.Механикой принято считать науку, задачей которой является решение любых задач на движение, равновесие и взаимодействие тел. И движение планеты Земля вокруг Солнца также подчиняется законам механики. С другой стороны, в понятие механики входит и создание проектов на основании расчетов для двигателей, машин, их деталей. В данном случае можно говорить не только о механике, но и о механике сплошной среды. Механика также призвана решать проблемы движения твердых, газообразных, жидких тел, имеющих способность к деформации. Т.е. речь идет о материальных телах, заполняющих все пространство сплошным непрерывным потоком с меняющимся расстоянием между точками в процессе движения.Если спросить учащихся до изучения данной темы (а иногда и после ее изучения) «В чем причина прямолинейного равномерного движения, например, автомобиля по ровной прямолинейной дороге?», то очень часто можно услышать, что причина движения автомобиля в данном случае в работе двигателя. Этот ответ связан с тем, что действительно, если выключить двигатель, то автомобиль очень быстро остановится. Именно поэтому необходимо очень подробно объяснять основные законы динамики, пользуясь не только формулировками из учебника. Кроме этого, нужно проводить ряд демонстрационных экспериментов.Механика подразделяется на: механику сплошных сред, теоретическую и специальную (о механизмах и машинах, механика грунта, сопротивление и др.) - по предмету изучения; классическая, квантовая и релятивистская - по отношению в понятиям времени, материи и пространства. Предметом изучение механики являются механические системы. Каждая механическая система существует при наличии определенных степеней свободы. Состояние механической системы описывается системой обобщенных координат и импульсов. Соответственно, задача механики - узнать и исследовать свойства систем и определить наличие эволюции во времени.Механические системы бывают замкнутыми, открытыми и закрытыми - по взаимодействию с окружающим пространством; статические и динамические - по наличию возможности видоизменяться во времени. Основными и значимыми механическими системами признаны: тело абсолютной упругости, физический маятник, тело со способностью к деформации, математический маятник, материальная точка. Школьный раздел механики изучает кинематику, динамику, статику и законы сохранения. В то время как теоретическая механика состоит из небесной, неголономной, нелинейной динамики, теории устойчивости, теории катастроф, и гироскопов.Механика сплошных тел - это, прежде всего гидростатика, аэромеханика, гидродинамика, реология, а также теории упругости и пластичности, газовая динамика и механика разрушения и композитов. Большинство курсов по теории механики ограничивается теорией твердых тел. Деформируемые тела изучаются в теории упругости и теории пластичности. А жидкости и газы изучаются в механике жидкостей и газов. Дифференциальное и интегральное исчисления - основа классической механики. Исчисления разработаны Ньютоном и Лейбницем. Все 3 закона Ньютона относятся к разным вариационным принципам. Таким образом, классическая механика основывается на законах Ньютона. Но на сегодняшний день известно 3 варианта развития событий, при которых классическая механика не соответствует реальности. К примеру, свойства микромира, здесь для объяснения законов необходим переход от классической к квантовой механике. Другой пример, это скорости близкие к скорости света - здесь требуется специальная теория относительности. И третий вариант - системы с большим числом частиц, когда требуется переход к статической физике.