Модели уроков по квантовой физике с элементами медиаобразования

Соколова Н.Ю.,
м.н.с. лаборатории ТСО и
медиаобразования ИОСО РАО


Пояснительная записка.
В последнее время очень много говорят и пишут об "информационном буме". Информация проникла во все сферы жизни человека. Не замечать этого процесса и никак не реагировать на него школе сегодня нельзя. Современного школьника необходимо научить свободно ориентироваться в море информации, находить требуемую информацию, обрабатывать ее, использовать в своих целях, выделять в ней главное, отделять от "белого шума", критически относиться к ней. Именно эти задачи призвано решать медиаобразование, интегрированное в отдельные учебные предметы, в том числе, в физику.
Предлагаемый сборник представляет собой описание методов и приемов интегрирования медиаобразования в раздел школьного курса физики 11 класса "Квантовая физика".
По существу, все предлагаемые нами задания обучают получению и обработке информации с физическим содержанием. Поэтому, интегрируя медиаобразование с курсом квантовой физики, кроме решения определенных медиаобразовательных задач, мы ожидаем заметного улучшения качества знаний по самому предмету в силу использования новых методов и приемов. Мы надеемся, что это сделает обучение физике более содержательным, более полезным, интересным и более приближенным к современным условиям жизни.
Поурочное планирование в нашей разработке можно считать условным, так, как нам не известно, по какой программе, по какой сетке часов и по какому учебнику работает учитель. В качестве базового нами взят учебник "Физика-11" Мякишева Г.Я.., Буховцева Б.Б. (1), (при расчете 4 часа физики в неделю). На некоторые вопросы мы предлагаем учителю уделить несколько больше внимания, чем предусмотрено программой и учебником. К таким вопросам относится тема "Применение фотоэффекта" (мы сдвоили этот урок, чтобы учитель построил его по своему усмотрению), "Применение лазеров", "Фотохимическое действие света". Эти вопросы не только вызывают у школьников повышенный интерес, они полезны еще с точки зрения знакомства учащихся с инструментарием современной сферы коммуникации. В основе изготовления, тиражирования, передачи, получения, трансформирования информации лежат определенные физические процессы, главные из которых изучаются в школе. Поэтому в содержание уроков этого раздела мы предлагаем включить следующие вопросы: принцип оптической записи и воспроизведения звука; принцип получения изображений в записывающей кино- и видеокамере (иконоскоп, ортикон, видикон, ЭОП и др.); принцип получения изображения на фотопленке, использование фотоматериалов, их достоинства и недостатки, как носителей информации; применение лазеров в современных коммуникационных сетях; применение лазеров для преобразования информации из одного вида в другой (CD - их использование, достоинства и недостатки); голография как принципиально иной способ записи информации. При этом очень важно показать, что вся получаемая школьником информация готовится обыкновенными людьми, которые преследуют определенные цели, что они, как и все, могут ошибаться, и поэтому к этой информации нужно относиться критически.
В данную разработку включены задания на основе информационных сообщений из средств массовой информации (СМИ). Сообщения взяты из различных газет, журналов, телевизионных передач, Интернета.
Учитель может использовать на уроке эти сообщения, а может подбирать иную информацию по своему усмотрению. К каждому такому сообщению учитель предлагает учащимся соответствующие задания. Обращаем Ваше внимание на то, что они должны не просто иллюстрировать учебный материал, а обучать школьников обрабатывать самую разную информацию, содержащую физические знания.
Пока материал не прошел экспериментальную проверку и нет возможности подготовить такие сообщения в виде дидактического материала на печатной основе, учитель может его предлагать учащимся для прослушивания, но будет лучше, если он найдет возможным, распечатать его для каждого ученика.
Огромный объем информационных сообщений, потенциально полезных для обучения, содержит Интернет. Помимо разрозненной информации, содержащейся на всевозможных серверах и предназначенных для любых категорий пользователей, например, виртуальных версий телевизионных программ, текстов статей из газет и журналов, здесь содержится специальная информация, которая может оказаться очень полезной для уроков.
Учителю физики могут пригодиться сайты, посвященные курсу физики общеобразовательной школы (www.phisik.cjb.net). Здесь можно найти примерное поурочное планирование по всем классам в соответствие с существующими Программами, билеты по физике, контрольные работы с решением задач, справочники, кроссворды с методикой их использования на уроках физики и т.д.
Отдельные вопросы по физике в форме рефератов, докладов и других школьных работ можно найти на сайте www.referat.ru/referat.
Повышенный интерес у учащихся могут вызвать интерактивные уроки по физике в Виртуальной школе "Кирилла и Мефодия" (http://vschool.km.ru) с интерактивными вопросами и тестами. Конечно, эти уроки не могут заменить учебник по физике и, тем более, учителя, но в качестве дополнения и иллюстрации учебного материала могут оказать большую услугу. Кроме того, они помогут в формировании умения находить и понимать физическую информацию в различных источниках, анализировать ее, понимать достоинства и недостатки сведений из СМИ по сравнению с традиционной учебной информацией.
Несколько примеров подобной работы содержит предлагаемый Вам материал.
В данный сборник входит комплекс заданий по работе со "Справочником по физике и технике" А.С. Еноховича (2). Это один из самых распространенных справочников для учащихся и, как правило, он имеется в кабинете физики или в школьной библиотеке в достаточном количестве. Было бы замечательно, если бы справочники могли выдаваться домой для выполнения домашних заданий. Если такой возможности нет, эту же работу можно провести в школе, всем классом или индивидуально - в зависимости от количества учебного материала. Комплекс заданий предлагается и по работе с "Хрестоматией по физике" (3). В этом случае можно поступить аналогично: если есть возможность, лучше предлагать задания всему классу (желательно для домашнего выполнения), если нет - то в классе, индивидуально.
Использование традиционных средств обучения - диафильмов, кинофильмов, кинофрагментов, диапозитивов - также предполагает активное вовлечение учащихся в процесс понимания, получения, использования информации и ее анализа. Все они снабжаются заданиями, практически, исключая свободный (пассивный) просмотр. Аналогичные задания прилагаются к устным сообщениям.
Содержание физики как учебного предмета не выходит за рамки принятой программы для общеобразовательных школ.
Все предлагаемые в разработке приемы имеют медиаобразовательный характер. Задания, которые мы рекомендуем, либо просто добавляются в план соответствующего урока, либо заменяют менее эффективные способы обучения.
Следующая таблица показывает, какие именно задачи медиаобразования решаются на определенных уроках:

Номер урока Название темы урока Задачи медиаобразования
1 Зарождение квантовой теории. Фотоэффект Формировать умение воспринимать альтернативные точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против", находить требуемую информацию в различных источниках, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему.
2 Теория фотоэффекта Формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, составлять рецензии и анонсы информационных сообщений.
3 Решение задач Формировать умение трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена, формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию.
4 Фотоны формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, систематизировать предложенную или самостоятельно подобранную информацию, представлять ее в табличной форме.
5-6 Применение фотоэффекта. Полупроводниковые фотоэлементы.Применение фотоэлементов в технике. формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, выделять главное в информационном сообщении, переводить визуальную информацию в вербальную, формировать умение трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель, исходя из цели коммуникационного воздействия, формировать представления об инструментарии подготовки, передачи и получения информации и первоначальные умения работы с этим инструментарием, формировать умение систематизировать предложенную и самостоятельно подобранную информацию, составлять рецензии и анонсы информационных сообщений.
7 Давление света формировать умение аргументировать собственные высказывания, умение составлять рецензии и анонсы информационных сообщений, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему.
8 Химическое действие света. Фотография. формировать умение систематизировать информацию, находить требуемую информацию в различных источниках, представлять информацию в табличной форме, вычленять главное в информационном сообщении, отделять его от "белого шума". Формировать представления об инструментарии подготовки, передачи и получения и первоначальные умения работы с этим инструментарием.
9 Повторительно-обобщающий урок "Развитие взглядов на природу света". формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему и наоборот, формировать умение воспринимать альтерн. точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против", формировать умение систематизировать предложенную или самостоятельно подобранную информацию, представлять ее в табличной форме.
10 Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, устанавливать ассоциативные связи между сообщениями.
11 Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору. формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию, формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему и наоборот.
12 Лазеры формирование умения визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, формирование умений находить требуемую информацию в различных источниках, вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума".
13 Применение лазеров формировать понимание целей коммуникации, направленность информационного потока умение трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена, формировать представление об инструментарии подготовки, передачи и получения информации.
14 Повторительно-обобщающий урок по теме "Создание квантовой теории" формировать умение вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума", формировать умение аргументировать собственные высказывания
15 Методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений. формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена. Формировать умение вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума". Формировать умение извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной или др. форме. Формировать умение систематизировать предложенную или самостоятельно подобранную информацию
16 Открытие радиоактивности. a-, b-, и g-излучения формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию. Формировать умения извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной или др. форме
17 Радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада. формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, находить требуемую информацию в различных источниках, представлять ее в табличной форме, устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.
18 Состав ядра. Ядерные силы. формирование умения визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума".
19 Энергия связи атомных ядер. формировать умение извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной форме, формировать умения устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями, выделять главное в информационном сообщении
20 Ядерные реакции. формировать умение трансформировать информацию, видоизменять ее форму, вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума", понимать задания в различных формулировках и контекстах, формировать учение устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.
21 Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция. Формировать умение вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума", визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, формировать умение устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.
22 Ядерный реактор. Атомная электростанция. (Понятие о термоядерных реакциях). Формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена.
23 Успехи, перспективы и проблемы развития ядерной энергетики. формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной или др. форме, воспринимать альтернативные точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против".
24 Искусственная радиоактивность. Применение радиоактивных изотопов. формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, составлять план информационного сообщения, выделять главное, формировать умение аргументировать собственные высказывания
25 Биологическое действие ионизирующих излучений. формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, понимать задания в различных формулировках и контекстах, формировать умение аргументировать собственные высказывания, понимание целей коммуникации, направленность информационного потока.
26 Понятие об элементарных частицах. Классификация элементарных частиц. .
27 Движение и взаимодействие элементарных частиц. формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, составлять план информационного сообщения, выделять в нем главное, устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.
28 Повторительно-обобщающий урок по физике атомного ядра и элементарным частицам. формировать умение находить информацию в различных источниках.
29 Контрольная работа.

Примеры учебных заданий в данном пособии предложены с некоторой избыточностью. В силу ограниченности учебного времени, а также других причин, все без исключения задания вряд ли могут быть включены в урок. Хотя, обращаем Ваше внимание на то, что для выполнения предлагаемой работы очень важен системный подход. Случайное использование отдельных приемов вряд ли приведет к положительному результату.
Учитель может выбрать из предлагаемого материала все те задания, которые он сочтет наиболее целесообразными с точки зрения решения учебных задач и задач медиаобразования, и которые легко можно будет применить в его педагогической работе.
Выразим искреннюю благодарность за вопросы, замечания, а также предложения к данному материалу.
Урок 1
Тема: Зарождение квантовой теории. Фотоэффект.
Цели урока:
a) Образовательные: рассказать о проблемах физики начала ХХ века, раскрыть физическую сущность понятий: абсолютно черное тело, ультрафиолетовая катастрофа, квант, постоянная Планка, ввести понятие фотоэффект, познакомить учащихся с открытием явления и его исследованием.
b) Развивающие: развивать умение логически мыслить, анализировать факты и явления на основе теоретических представлений, развивать наблюдательность, познавательный интерес, формировать умение выделять признаки сходства и различия в описании явлений.
c) Воспитательные: способствовать расширению кругозора учащихся, воспитывать культуру общения, приобщать учащихся к достижениям отечественной науки.
d) Медиаобразовательные: формировать умение воспринимать альтернативные точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против", находить требуемую информацию в различных источниках, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему.

Первый урок этой темы, как правило, начинается с рассказа учителя о противоречии между классической электродинамикой Максвелла и закономерностями распределения энергии в спектре теплового излучения. Этот рассказ хорошо сочетается с материалом книги А.Томилина "В поисках первоначал" (4, с. 112-117). Описание событий, происходивших в физической науке на рубеже XIX-XX вв., можно закончить постановкой главной проблемы и, несмотря на то, что школьники не смогут сами ее разрешить, предложить им следующий вопрос:
-Как на ваш взгляд должна была решиться проблема ультрафиолетовой катастрофы? Чему вы в принципе больше доверяете - теория или практике? Приведите свои аргументы.
При изучении основного материала урока учитель демонстрирует явление фотоэффекта.
Во время демонстрации опытов полезно предлагать задания такого типа:
-Опишите словами, что вы наблюдаете.
-Почему это происходит?
-Что произойдет, если несколько изменить условия эксперимента?
Подобные вопросы помогают понять смысл эксперимента и удерживают внимание учащихся.
Анализируя вольтамперную характеристику фотоэффекта, учитель обращает внимание на то, что в отсутствие электрического поля, фототок все же существует, более того, он обнаруживается даже при положительном потенциале пластины. Казалось бы, возникает противоречие между этим фактом и проведенным экспериментом. Причем, желательно подвести учащихся к самостоятельной постановке проблемы, например, следующим заданием:
-Найдите противоречие между текстом учебника (1) (стр. 161) и рис. 158. Можно ли его разрешить? Предложите свое объяснение.
В большинстве случаях учащимся удается найти причину этого расхождения, которая заключается в различной чувствительности используемых установок при проведении этих опытов. При помощи электрометра, конечно, невозможно пронаблюдать то небольшое изменение заряда, которое произойдет при фотоэффекте с незаряженной пластины, кроме того, вылетевшие электроны в воздухе сразу потеряют свою скорость и, вероятно, вернутся обратно на пластину.
Если есть возможность выдать учащимся домой хрестоматии по физике (3), то кроме традиционного задания по учебнику, можно предложить приведенное ниже задание (3, с. 168-171). При этом не нужно указывать страницы пособия - учащиеся 11-ого класса должны уметь правильно и быстро пользоваться содержанием книги.
-В Хрестоматии по физике познакомьтесь с биографической справкой о А.Г.Столетове. Каковы его главные заслуги перед отечественной наукой?
-Выполните письменно задание к материалу "Из статьи А.Г.Столетова "Актино-электрические исследования":
1. Кто и когда впервые обнаружил действие излучения на заряженные тела, открыв тем самым явление, впоследствии названное фотоэффектом? (Ответ на этот вопрос подсказывает первая фраза статьи: "Повторяя в начале 1888 г. интересные опыты Герца…" И если учащиеся умеют легко ориентироваться в литературных источниках, то, просмотрев приведенные в книге работы Герца и примечания к ним, они найдут, кем и когда было открыто явление фотоэффекта.)
2. Сравните установку А.Г.Столетова с установкой, изображенной в учебнике. Назовите их принципиальное сходство и различие.
3. Найдите, какие именно (по номерам) из перечисленных А.Г.Столетовым результатов опыта превратились в известные нам законы фотоэффекта: а) фотоэффект безынерционен (7. Разряжающее действие лучей обнаруживается даже при весьма кратковременном освещении, причем между моментом освещения и моментом соответственного разряда не протекает заметного времени.); б) сила тока прямо пропорциональна энергии световой волны (8. Разряжающее действие… пропорционально энергии активных лучей, падающих на разряжаемую поверхность.); в) существует "красная граница фотоэффекта" (4. Разряжающим действием обладают - если не исключительно, то с громадным превосходством перед прочими, лучи самой высокой преломляемости, недостающие в солнечном спектре (l<295*10-6 мм). Чем спектр обильнее такими лучами, тем сильнее действие.).
4. Какой из законов не мог быть установлен А.Г.Столетовым? Почему?
При отсутствии возможности работы с Хрестоматией эта работа предлагается на следующем уроке, возможно, выборочно, во время тихого опроса по домашнему заданию.
На первом уроке этого раздела учитель дает задание на перспективу:
-Собирать в различных СМИ и художественной литературе сообщения о применении явления фотоэффекта, применении лазеров, использовании радиоактивных изотопов в различных областях жизни человека, применении ядерной энергии, элементарных частицах и античастицах.
Для учащихся, имеющих доступ в Интернет, полезно предлагать задания по ознакомлению с одноименными уроками на сайте Виртуальной школы "Кирилла и Мефодия" (http://vschool.km.ru). К данному уроку задание может быть таким:
-Познакомьтесь с содержанием урока "Фотоэффект" в Виртуальной школе.
-Сравните содержание материала урока по учебнику и на сайте. Что бы вы изменили в каждом из них?
-Назовите достоинства и недостатки этих двух источников.
-Если бы вам предложили выбор - по какому бы из них вы предпочли заниматься дома? Обоснуйте свой выбор.
Каждый урок желательно заканчивать выделением главной мысли. Для того, чтобы научить учащихся это делать, для начала учитель выносит на конец урока 1-2 главных вопроса. На первом уроке рассматриваемой темы ими могут быть следующие:
-В чем заключается явление фотоэффекта?
-Каковы его законы?
Можно предлагать учащимся по очереди подобные вопросы на каждом уроке. Когда они не будут испытывать в этом затруднения, учитель сможет использовать простую формулировку:
-Выделите главную мысль урока.
Урок 2.
Тема: Теория фотоэффекта.
Цели урока:
a) Обучения: ввести понятия: "квант энергии", "работа выхода электрона", "красная граница фотоэффекта", объяснить законы фотоэффекта с точки зрения квантовой теории, расширить представление учащихся об области применения закона сохранения энергии.
b) Развития: развивать логическое мышление, устанавливать причинно-следственные связи, развивать умение работать с дополнительной литературой по физике.
c) Воспитания: способствовать формированию коммуникативной и эмоциональной культуры.
d) Медиаобразования: формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, составлять рецензии и анонсы информационных сообщений.
Изучению нового материала второго урока по теме помогает кинофильм "Фотоэффект" (можно продемонстрировать его до опыта Вавилова). Перед просмотром кинофильма на доске учитель записывает вопросы, на которые учащиеся отвечают (желательно письменно) после просмотра:
1). Почему волновая теория не могла объяснить законы фотоэффекта? Какие эффекты должны были наблюдаться с точки зрения волновой теории?
2). С каких позиций был объяснен фотоэффект и его законы?
3). Чем отличается квантовая гипотеза Эйнштейна от гипотезы Планка?
4). Как Эйнштейн объяснил явление фотоэффекта?
5). Напишите краткий отзыв по к/ф.
В качестве закрепления по теории фотоэффекта учитель предлагает школьникам высказать свои предложения к такому заданию:
-Найдите ошибку в следующем утверждении:
"Чем больше освещенность, тем большая энергия передается отдельным электронам вещества. Чем больше энергии передается электронам, тем больше должна быть при вылете их кинетическая энергия. Это значит, что кинетическая энергия электронов должна зависеть от интенсивности света".
Как, по-вашему, должна звучать эта фраза?
Задание по Хрестоматии к этому уроку может быть таким:
-Прочтите материал "Из статьи А.Эйнштейна "Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света" (3, с. 171-174).
-Найдите, как Эйнштейн формулирует уравнение для фотоэффекта. Запишите его, сравните с уравнением в учебнике. Проанализируйте ситуацию.
Для выделения главной мысли учащимся предлагается задание:
-Объясните микромеханизм явления фотоэффекта.
-Объясните законы фотоэффекта.
Урок 3
Тема: Решение задач.
Цели урока:
a) Обучения: сформировать умение решать задачи с использованием уравнения Эйнштейна и представлений о квантах света,
b) Развития: совершенствовать умение школьников выделять главное, анализировать условие задачи.
c) Воспитания: создание на уроке психологически комфортной среды, обеспечение поля деятельности учащихся, где допускаются заблуждения, ошибки
d) Медиаобразования: формировать умение трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена, формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию.

Для формирования умения понимать язык графиков, на уроке, посвященном решению задач, помимо расчетных нужно рассмотреть и графические задачи. Например (4, с. 31-34):
1. Для одного вещества или разных построены графики:
2. Дополните этот график для случаев: свет большей частоты, освещенность та же; свет большей частоты и освещенность больше.
3. Какой из графиков зависимости энергии электронов от частоты падающего света соответствует опыту с разными освещенностями пластинки?
4. Какой из световых потоков обладает большей частотой?

Урок 4
Тема: Фотоны.
Цели урока:
a) Обучения: продолжить формирование понятия фотона, рассмотреть его основные характеристики: массу, скорость, энергию, импульс.
b) Развития: совершенствовать умение школьников выделять главное, анализировать условие задачи, формирование умения систематизировать изучаемый материал, отрабатывать навыки самостоятельной работы учащихся с таблицей.
c) Воспитания: воспитывать культуру общения.
d) Медиаобразования: формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, систематизировать предложенную или самостоятельно подобранную информацию, представлять ее в табличной форме.

Во время изучения нового материала учитель периодически обращает внимание учащихся к учебнику или справочнику по физике:
-Найдите в тексте §68 и выпишите в тетрадь значение ћ по современным данным.
-Как вы думаете, нужно ли было вводить новую константу?
-Пользуясь таблицами раздела "Квантовая физика", проследите, как меняется энергия отдельных квантов видимого излучения различной частоты. Почему энергия кванта какого-либо цвета представлена одним значением?
-Как отличаются друг от друга энергии фотонов рентгеновского, ультрафиолетового и инфракрасного излучений?
-Проследите, как меняется массы фотонов в зависимости от частоты. Как это изменение объясняется?
Последние задания способствуют формированию умения находить требуемую информацию в различных источниках.
Этой же цели служит задание для домашнего выполнения:
-Составьте таблицу "Сравнительная характеристика частицы вещества (например, электрона) и фотона". При этом учитель не дает основ для сравнения, предоставляя возможность учащимся найти все основы самостоятельно.
Таблица может выглядеть так:

Основание Электрон Фотон
Заряд (отн. ед.) -1 0
Скорость V<с V=с
Энергия E=mv2 /2 E=hn
Импульс p=mvрі0 p=h/n, p=mc, p№0
Масса покоя m0№0 m0=0

Сообщение об эффекте Комптона можно поручить хорошо подготовленному учащемуся, который бы сделал таблицу (транспарант для графопроектора, слайд) со схемой и объяснением эффекта на основе законов сохранения энергии и импульса. Такое объяснение будет очень наглядным, не займет много времени, а таблица послужит на уроках еще не один раз.
Перед выступлением учитель формулирует для остальных задание:
-После сообщения выскажите свои замечания и отметьте положительные моменты. Оцените выступление с информационной и эстетической точки зрения.

Уроки 5-6.
Тема: Применение фотоэффекта. Полупроводниковые фотоэлементы.
Применение фотоэлементов в технике.
Цели уроков:
a) Обучения: рассмотреть устройство и принцип действия вакуумного фотоэлемента, раскрыть значение теоретических знаний для техники и производства, рассмотреть области применения фотоэлементов в технике.
b) Развития: формировать умение систематизировать изучаемый материал, развивать наблюдательность, все виды памяти, способствовать развитию воображения, образного и логического мышления, исследовательских и творческих способностей, способствовать выработке навыков работы с лабораторным оборудованием.
c) Воспитания: формировать умение слушать и слышать друг друга, воспитывать потребность в изучении дополнительной литературы.
d) Медиаобразования: формировать умения находить требуемую информацию в различных источниках, выделять главное в информационном сообщении, переводить визуальную информацию в вербальную, формировать умение трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель, исходя из цели коммуникационного воздействия формировать представления об инструментарии подготовки, передачи и получения информации и первоначальные умения работы с этим инструментарием, формировать умение систематизировать предложенную и самостоятельно подобранную информацию, составлять рецензии и анонсы информационных сообщений.

Среди прочих применений фотоэффекта наиболее полезно остановиться на тех, которые позволяют расширить представления учащихся об инструментарии подготовки, передачи и получения информации. К таким вопросам можно отнести следующие:
1. Принцип оптической записи и воспроизведения звука.
2. Принцип получения изображений на иконоскопе записывающей кино- и видеокамеры (иконоскоп, ортикон, видикон, ЭОП и др.)
3. Принцип работы приборов ночного видения, как преобразователей информации.
Сообщения по этим темам могут подготовить сами учащиеся, тем более что можно воспользоваться соответствующими таблицами, диафильмами, диапозитивами.
Например, для выступления по первой теме можно применить д/ф "Запись и воспроизведение звука".
Он состоит из трех частей: "механическая запись и воспроизведение звука", "оптическая запись и воспроизведение звука" и "магнитная запись и воспроизведение звука". Каждая из них соответствует разным разделам курса физики, в которых их и нужно рассматривать. Этот диафильм предварительно выдается выступающему. Он должен выбрать для показа необходимые кадры, подготовить по ним объяснение (как по таблице) на 5-7 минут, подготовить демонстрацию звуковой дорожки обычного кинофильма.
Второе выступление можно проиллюстрировать фрагментами диафильма "Физические основы телевидения". Для этого учащийся выбирает кадры 9-12 и 19-20, остальные пропускает, а если позволяет время, то коротко комментирует. При этом учащиеся имеют возможность повторить довольно давно пройденный материал. Еще лучше - показать соответствующий фрагмент кинофильма "Телевидение".
Если нет этих средств, можно воспользоваться диапозитивами "Схема звукового кинопроектора" (412.19) и "Устройство иконоскопа" (412.20) из набора "Оптика. Строение атома".
При отсутствии всех этих пособий, учащимся можно предложить самостоятельно сделать таблицы со схемами рассматриваемых устройств.
Перед выступлениями учащихся для остальных следует сформулировать задание вида:
-Составьте письменно краткий отзыв по каждому сообщению (оцените необходимость знаний по данному материалу, степень доступности изложения, наглядность).

К этим урокам учащиеся подбирают в СМИ сообщения о применении внешнего и внутреннего фотоэффекта. Наиболее интересные из них можно обсудить в классе.
Примером такой работы может быть следующая:
Ознакомьтесь с информациями.
1. "Небольшая берлинская фирма "Соларк" начала выпуск зарядного устройства на солнечных батареях для мобильных телефонов. Примененные ею фотоэлементы дают при хорошем освещении 0,4 Вт мощности электрического тока, что позволяет зарядить аккумуляторы телефона примерно за 5 часов (срок зависит от модели телефона и поставленных в нем аккумуляторов). Это зарядное устройство годится и для подзарядки других бытовых электроприборов - радиоприемника, карманного компьютера".
2. Ознакомьтесь с информацией.
"Немецкая электротехническая фирма "Сименс" совместно с австрийскими судостроителями создала речной трамвай, два электродвигателя которого работают от фотоэлементов. Он рассчитан на 60 пассажиров и развивает скорость до 16 км/ч. Солнечные батареи (их 45 штук) размещены на крыше.
Если солнце скрывается за тучами, включаются аккумуляторы, что позволяет плыть с прежней скоростью еще 5 ч. И только в случае более продолжительной пасмурной погоды приходится приставать к пирсу, чтобы зарядить аккумуляторы от электросети. Это экологически безвредное и почти бесшумное судно особенно удобно для экскурсий по заповедникам".
3. "Плавающая очистная станция сконструирована японскими специалистами для фильтрации речной воды, она испытывается сейчас на протекающей через Токио реке.
За его сходство со сложившимся образом мифического "блюдца" - неопознанного летающего объекта - создатели назвали станцию "Феникс-НЛО". Она представляет собой автономное плавучее устройство, внутри которого расположены камеры и трубы с размещенными в них фильтрами и разной аппаратурой, а сверху десятиметровое в диаметре "блюдце" покрыто солнечными батареями. За счет энергии солнца они приводят в действие электродвигатели насосов, прокачивающих через станцию речную воду. Здесь она не только очищается. Но и насыщается кислородом. За солнечный день "Феникс НЛО" может извлечь из воды до 36 т загрязнений".
4. "Ученые института проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН создали экспериментальный образец солнечного подводного аппарата (на верхней части его корпуса расположены фотоэлементы) с целью продления срока действия необитаемых подводных судов, где в качестве источника энергии используется, как правило, заряженные перед плаванием аккумуляторные батареи, что ограничивает время работы под водой. Аппарат с солнечными батареями, разработанный дальневосточниками, может выполнять те же виды подводных операций, что и судно только с внутренним источником энергии, причем в течение нескольких месяцев. Но для того чтобы зарядить аккумуляторные батареи, он должен подниматься на поверхность".
а). Озаглавьте каждый из предложенных текстов.
б).Какое из этих открытий с практической точки зрения наиболее целесообразно по вашему мнению?
в). Почему солнечные батареи так актуальны именно для плавающих средств?

В качестве обобщения демонстрируется диафильм "Фотоэлементы и их применение". В нем настолько наглядно и доступно продемонстрированы некоторые применения фотоэлементов, что учащиеся по очереди могут прокомментировать практически все кадры этого диафильма.
Домашним заданием первого урока может быть следующее:
-Составьте описание лабораторной работы по содержанию задачи Р-1115 (6). Укажите название работы, цель, оборудование, схему эксперимента, кратко изложите ход работы, ожидаемый результат.
Задание полезно своей нетрадиционной формулировкой, учит трансформировать учебную информацию, придавать ей определенную форму, составлять план эксперимента, исключает формальный подход к решению поставленной проблемы. Описание этой лабораторной работы есть в учебнике "Физика-11" Н.М.Шахмаева, С.Н.Шахмаева, Д.Н.Шодиева (7, с. 165-167).
Было бы желательно провести эту лабораторную работу хотя бы качественно, в виде фронтального или демонстрационного эксперимента, а если есть возможность, - то вынести ее на лабораторный практикум.
Для систематизации полученных знаний о применении явления фотоэффекта в качестве домашнего задания предлагается составление схемы "Виды фотоэлементов и их применение". Кроме материалов двух уроков и §69 схему нужно дополнить своими примерами. (Учитель при этом отмечает, что, оценивая работу, будет обращать внимание на полноту содержания, правильность, а также эстетическую выдержанность схемы). Примером подобной схемы может быть следующая (5, с. 56):
Урок 7
Тема: Давление света.
Цели урока:
a) Обучения: познакомить учащихся с одним из фундаментальных физических опытов, познакомить учащихся с эмпирическим и теоретическим способом познания научных фактов.
b) Развития: развивать умение анализировать факты и явления на основе теоретических представлений, развивать все виды памяти, наблюдательность, умение работать с дополнительной литературой.
c) Воспитания: приобщать учащихся к достижениям отечественной науки.
d) Медиаобразования: формировать умение аргументировать собственные высказывания, умение составлять рецензии и анонсы информационных сообщений, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему.

После объяснения явления давления света в классе демонстрируется кинофильм "Давление света" (или кинофрагмент "Опыт Лебедева"). Перед этим на доске учитель записывает вопросы, на которые учащиеся должны ответить письменно после просмотра:
1. В чем состоял научный подвиг П.Н.Лебедева?
2. Какие два побочных эффекта мешали осуществлению опыта и как П.Н.Лебедев решил эти проблемы?
3. Верно ли, что принцип действия радиометра основан на явлении давления света? Обоснуйте ответ.
4. Какой результат давления света был получен? Много это или мало?
5. Дайте объяснение явлению давления света с: волновых и корпускулярных позиций.
6. Определите функцию просмотренного к/ф (к/фр) на уроке? Назовите достоинства и недостатки к/ф как источника учебной информации по данной теме.
Задание по хрестоматии к этому уроку может быть таким:
-Используя материал Хрестоматии ("Из статьи П.Н.Лебедева "Световое давление" и биографическую справку после статьи (3, с. 164-167), составьте по нему отзыв.
Для учащихся, имеющих доступ в Интернет, учитель предлагает следующие задания:
-Познакомьтесь с содержанием урока "Давление света" в Виртуальной школе (http://vschool.km.ru)
-Есть ли в этом уроке ошибки, неточности? Если есть, найдите и внесите предложение по их исправлению.
(Во-первых, совсем не понятно, какое отношение к теме имеет "пудинговая модель", украшающая страницу этого урока. Во-вторых, не очень корректно выглядит фраза: "При постановке эксперимента П.Н.Лебедеву пришлось столкнуться с большими трудностями в силу того, что в обычных условиях сила давления имеет порядок 10-8Н". Дело в том, что можно говорить про порядок самого давления, например, для солнечного света на Земле. А сила давления, как известно, зависит не только от давления, но и от площади, на которую она действует. Кроме того, опыт Лебедева на страничке сайта представлен, главным образом, как экспериментальное доказательство квантовой природы света. В действительности же количественный результат этого блестящего эксперимента хорошо совпал с выводами Максвелла, квантового же объяснения в то время еще не было.)
Урок 8
Тема: Химическое действие света. Фотография.
Цели урока:
a) Обучения: изучить механизм химического действия света, закономерности химических реакций, происходящих под действием света, показать использование этого действия в технике и проявления в жизни.
b) Развития: способствовать развитию воображения, образного и логического мышления, развивать умение анализировать факты, развивать наблюдательность, память.
c) Воспитания: воспитывать потребность в изучении дополнительной литературы.
d) Медиаобразования: формировать умение систематизировать информацию, находить требуемую информацию в различных источниках, представлять информацию в табличной форме, вычленять главное в информационном сообщении, отделять его от "белого шума". Формировать представления об инструментарии подготовки, передачи и получения информации и первоначальные умения работы с этим инструментарием.

Новый материал урока может быть представлен сообщениями учащихся по темам:
1. Фотосинтез (с использованием таблиц и других пособий по биологии).
2. Фотография (с демонстрацией опытов по наблюдению действия света на фотобумагу, если это возможно).
Опыты по наблюдению химического действия на фотобумагу описаны в книге "Квантовая физика: модели уроков" (5, с. 124-125)."Лист фотобумаги, смоченной в проявителе, располагают вертикально и половину освещают через синий светофильтр белым светом. Опыт проводится при свете красного фонаря. Освещенная синим светом половина фотобумаги чернеет, а освещенная красным не изменяется. Вывод: химическая реакция идет под действием света определенной длины волны. (После демонстрации бумагу помещают в закрепитель и показывают уже в дневном свете.) Следующий опыт иллюстрирует зависимость массы прореагировавшего вещества от энергии света. На лист смоченной в проявителе бумаги быстро кладут плоский предмет (ключ и т.д.) и освещают сильным источником света. После этого предмет убирают и рассматривают оставшееся его изображение при обычном свете (комната слегка затемняется). С течением времени изображение исчезает. Разъясняется, что в разных местах бумаги масса прореагировавшего светочувствительного вещества была разная, а после того, как предмет убрали, энергия для реакции продолжала поступать со светом, и прореагировало все вещество".
После выступлений учащихся остальные получают задание:
-Используя предложенный рассказ и текст учебника (§ 71), составьте краткий конспект о процессе получения фотографий, перечислите необходимые операции, а также физические явления, происходящие при получении скрытого изображения, проявлении, закреплении.
Рассмотрите принцип фотографии, как способа получения изображений:
-Каково назначение фотографий в современной жизни?
-Каковы достоинства и недостатки фотографий по сравнению с другими способами получения изображений?
-Всегда ли фотография является источником истинной информации?
-Трудно ли делать монтаж, наложение фотографий? Как, по-вашему, это делается? Кто и для какой цели этим пользуется?
Для домашнего выполнения можно предложить задание на самостоятельное составление таблицы:
-Составьте сравнительную характеристику получения и использования изображений на фотопленке (фотография, диафильм, кинофильм) и на видеопленке. Как преобразуется информация из одного вида в другой в каждом случае? Каковы достоинства и недостатки каждого способа? Приведите примеры использования. Оформите ответ в виде таблицы в тетради.

Операции Изображение на фотопленке Изображение на видеопленке
Фотография Диафильм Кинофильм
Получение Фотохимические реакции, происходящие под действием света на фоточувствительном материале Преобразование видимого изображения в набор электрических импульсов в результате фотоэффекта на матрице иконоскопа. Намагничивание магнитного носителя информации в соответствии с электрическими импульсами.
Обработка, копирование, тиражирование Доступна сдача в фотолабораториюСложный процесс для самостоятельного выполнения, необходимо малодоступное сложное оборудование, химикаты Обработки не требуется.Копирование, тиражирование легко, с использованием двух видеомагнитофонов.
Легкость использования Визуальный просмотр Необходимо несложное спец. Оборудование (диапроектор, экран) Необходимо довольно сложное малодоступное оборудование (кинопроектор, экран) Необходимо доступное, довольно дорогое оборудование(видеомагнитофон, телевизор)
Функции Статичное изображение события Статичное изображения объединены в последовательный фильм, возможность выбирать скорость просмотра Динамичное изображение событий со звуковым сопровождением Динамичное изображение событий со звуковым сопровождением
Области применения Индивидуальное пользование (очень распространено)Некоторые области наукХудожественная фотография Для домашнего пользования (мало распространено)Учебный диафильм Художественный кинофильмУчебное киноДомашнее кино (практически нет) Художественный видеофильм (очень распространено)Домашний видеофильм (очень распространен)Учебный видеофильм (мало распространен)
Все вопросы, связанные с магнитной записью и воспроизведением звука и изображения целесообразно рассмотреть в курсе 10 класса при изучении электромагнетизма. Если этого не было сделано, то, желательно, хотя бы в данной теме это пояснить. Дело в том, что практически все физические принципы, лежащие в основе получения, обработки, хранения, тиражирования, распространения, передачи информации в разное время изучались на уроках физики. Они, как правило, представляют собой отрывочные, никак не связанные между собой знания. Поэтому составление данной таблицы способствует систематизации знаний хотя бы по одному вопросу.
К таблице учитель может сделать небольшие замечания о качестве и возможностях современных технологий. Например, о цифровых фотоаппаратах, принцип получения изображений в которых аналогичен принципу получения изображений в телевизионных камерах. Можно сказать и о том, что самое качественное изображение и звук дают сегодня цифровые видеодиски DVD, которые пока не получили широкого распространения.
Урок 9
Тема: Повторительно-обобщающий урок "Развитие взглядов на природу света".
Цели урока:
a) Обучения: систематизировать представления о корпускулярной теории света и подвести учащихся к идеям корпускулярно-волнового дуализма.
b) Развития: продолжить формирование умений обобщать данные на основе приобретенных знаний, выделять признаки сходства и различия в описании явлений, развивать наблюдательность.
c) Воспитания: способствовать формированию коммуникативной и эмоциональной культуры, приобщать учащихся к достижениям отечественной науки.
d) Медиаобразования: формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему и наоборот, формировать умение воспринимать альтернативные точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против", формировать умение систематизировать предложенную или самостоятельно подобранную информацию, представлять ее в табличной форме.

Перед обобщением и возможной самостоятельной работой на этом уроке учащимся желательно рассмотреть опыт Вавилова при помощи к/фр из к/ф "Фотоэффект" (он занимает 3-4 минуты). Опыт Вавилова уникален тем, что в нем проявляются одновременно волновые и корпускулярные свойства света. Перед просмотром учитель записывает на доске следующие задания:
-Познакомьтесь с описанием этого опыта в хрестоматии по физике (3, с. 174-177).
-Нарисуйте схему опыта.
-Чем замечателен опыт? К какому выводу он приводит?
-Назовите достоинства и недостатки двух использованных на уроке источников информации.
Если нет одного из этих двух пособий, то учащиеся знакомятся только по одному источнику, выполняя при этом 2-ое и 3-е задания.
Перед формулировкой общего вывода учитель предлагает учащимся привести свои аргументированные высказывания о том, к какому выводу больше они склоняются: что же такое свет -волны или поток частиц.
Во время вывода полезно предложить задание следующего содержания:
-Какие экспериментальные доказательства свидетельствуют в пользу волновой природы света, а какие - в пользу корпускулярной? Оформите ответ в виде таблицы в тетради.
Таблица может выглядеть так:

Экспериментальные доказательства волновой природы света Экспериментальные доказательства корпускулярной природы света
ИнтерференцияДифракцияДисперсияПоляризацияДавление светаОпыт Вавилова ФотоэффектЭффект КомптонаДавление светаФотохимическое действие светаОпыт Вавилова

Делая выводы о том, что такое свет с точки зрения современной физики, нельзя не сказать о последних открытиях в этой области. Можно познакомить учащихся со следующей информацией:
"Американские исследователи из института Rowland, штат Массачусетс, добились сенсационного результата - им удалось остановить луч света в газовой среде, температура которой близка к абсолютному нулю.
Само словосочетание "остановленный свет" звучит как метафора. Между тем, коллектив исследователей под руководством Лин Хау сумели добиться этого в реальности…
Открытому эффекту уже сейчас можно предсказать революционное будущее: используя принцип задержки света, можно реализовать процесс хранения и пересылки данных в "квантовых" компьютерах".
Можно предложить для обсуждения в классе такие вопросы:
-Означает ли это открытие несостоятельность второго постулата теории относительности о постоянстве скорости света?
-Как сейчас относиться к характеристикам фотона (см. урок 4): p№0, v=c?
-Можно ли считать природу света окончательно выясненной?

Для формирования критического отношения к информации полезно в этой теме (или в разделе "Электродинамика") выполнить следующее задание:
Ознакомьтесь с текстом одной телевизионной рекламы.
"Прорыв, который сделала наша медицина, по важности значения можно сравнить лишь с первым полетом человека в космос. Аппарат "Витязь" - это результат революционного достижения науки, открытие нового направления современной медицины - квантовой терапии.
По сути же своей квантовая медицина -основана на воздействии на организм человека естественно-природными электромагнитными полями, я подчеркиваю, естественно-природными электромагнитными полями, это очень важно уточнить и понять.
С помощью аппарата "Витязь" можно вылечить более 150 заболеваний: импотенция, язва желудка, перелом конечностей, ожоги, гепатит, остеохондроз, сердечно-сосудистые заболевания… да всех и не перечислить.
Всего 10 сеансов - и болезнь отступает.
Несмотря на то, что цифра 150 заболеваний весьма и весьма не маленькая, вам легко будет понять, что полифакторное воздействие нашего аппарата помогает при этих 150 заболеваниях.
Аппарат квантовой терапии "Витязь" состоит из двух частей: это блок управления и действующий терминал, с помощью которого вы и проводите курс лечения. Третья наиболее существенная часть нашего аппарата это методические рекомендации к его применению. Сам процесс лечения очень прост:
Вы находите свой диагноз, ну, например, это остеохондроз позвоночника, открываете методические рекомендации на соответствующей странице и видите перед собой подробную схему, в которой перечислено, с какой частотой, какое время и какую собственно зону Вы должны обработать с помощью нашего терминала.
Принцип должен быть такой: заболело - свети туда, ставь аппарат туда, где болит, используя ту частоту, которая рекомендуется в рекомендациях по данному органу...
"Витязь" даст возможность проводить лечение в любое время, не обращаясь к врачам, без медикаментозного лечения, без хирургических вмешательств, без лишних трат времени и денег…
Да, это сумма, казалось бы, большая, но если задуматься, то в течение полугода аппарат окупает себя полностью: не идешь ни к какому врачу, потому что каждый больной знает себя гораздо лучше, чем его знает врач. Здоровье можно купить: ведь покупая аппарат "Витязь", Вы покупаете здоровье не только себе, но и своим близким на долгие годы.
Аппарат квантовой терапии "Витязь" - цена 10 900 рублей. Чтобы выполнить заказ звоните по телефонам…"

а). Кто предлагает эту рекламу, кому и с какой целью?
б). Чем оправдывается название "Аппарат квантовой терапии"? Что оно обозначает?
в). Что, по-вашему, обозначают термины "новых" открытий: "квантовая медицина", "полифакторное воздействие", "естественно-природные электромагнитные поля"? В чем новизна этих открытий?
г). Каков механизм воздействия ЭМП на организм человека? Может ли это воздействие нанести человеку вред? Как вы относитесь к пропаганде самолечения? Обоснуйте свой ответ.

Для домашнего выполнения учитель предлагает следующее задание:
-Пользуясь материалом учебника и справочником Еноховича, составьте хронологическую таблицу "Развитие взглядов на природу света".
Составление подобной таблицы позволяет представить, как накапливались и развивались физические знания о природе света, позволяет вспомнить пройденный материал, узнать что-то новое; кроме того, формирует умение находить требуемую информацию, систематизировать ее, представлять в табличной форме. Полная таблица может выглядеть так (учащиеся по своему усмотрению могут выбрать из нее наиболее значимые на их взгляд открытия):

Год Некоторые знаменательные события в истории развития физики Ученый
III в до н.э. Установлена прямолинейность в распространении света, сформулирован закон отражения света Эвклид
1621 Экспериментально открыт закон преломления света В.Снеллиус
1665 Опубликован трактат, в котором описан явление дифракции света Ф.Гримальди
1666 Открыта дисперсия света И.Ньютон
1672 Выдвинуто предположение о "телесности света" (корпускулярная гипотеза света) И.Ньютон
1675 Открыты интерференционные полосы равной толщины И.Ньютон
1676 Впервые определена скорость света О.Ремер
1678 Обнаружено явление поляризации светаВыдвинут общий принцип, описывающий поведение волн ("принцип Гюйгенса"), изложена и применена к объяснению оптических явлений волновая теория света Х. Гюйгенс
1800 Открыты инфракрасные лучи В.Гершель
1801 Объяснено явление интерференции света и введен термин "интерференция"Открыты ультрафиолетовые лучи Т.ЮнгИ.Риттер
1814 Открыты линии поглощения в солнечном спектре Й.Фраунгофер
1818 Создана количественная теория дифракции света О.Френель
1821 Доказана поперечность световых волн О.Френель
1859 Открыт спектральный анализ Г.Кирхгоф,Р.Бунзен
1865 Высказана идея об электромагнитной природе света Д.Максвелл
1887 Проведены опыты по обнаружению "эфирного ветра" А.МайкельсонЭ.Морли
1888 Открыт закон фотоэффекта А.Г.Столетов
1895 Открыты рентгеновские лучи В.Рентген
1899 Экспериментально доказано существование светового давления и найдено его значение П.Н.Лебедев
1900 Высказана гипотеза об испускании атомами электромагнитной энергии отдельными порциями М.Планк
1905 Выдвинута гипотеза о квантовом характере светового излучения, дано уравнение фотоэффекта А.Эйнштейн
1939 Указана возможность использования явления вынужденного излучения для усиления электромагнитных волн В.А.Фабрикант
1954 Созданы квантовые генераторы на пучке молекул аммиака Н.Г.БасовА.М.ПрохоровГ.Таунс

Урок 10
Тема: Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома.
Цели урока:
a) Обучения: изучить планетарную модель атома, познакомить учащихся с фундаментальным опытом Резерфорда, с эмпирическим и теоретическим способами познания научных фактов, способствовать формированию научной картины мира.
b) Развития: работать над формированием умения анализировать, устанавливать причинно-следственные связи, развивать все виды памяти, наблюдательность.
c) Воспитания: воспитывать культуру общения.
d) Медиаобразования: формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, устанавливать ассоциативные связи между сообщениями.

Для демонстрации того, что построению известной сегодня планетарной модели атома предшествовал долгий научный путь, чтобы не создать ощущения, что Резерфорд просто взял и на пустом месте построил эту модель, учитель показывает 1-ую часть (1-12 кадры) диафильма "Строение атома и атомного ядра", предварительно сформулировав к ней вопрос:
--Какие экспериментальные факты предшествовали идеям опытов Резерфорда и построенной впоследствии модели?
Для наглядности можно воспользоваться таблицей 1 из серии "Строение вещества" для курса химии. Еще будет лучше, если одним из учащихся будет подготовлена с небольшим пояснением таблица (слайд, транспарант для графопроектора) "Из истории развития идей в планетарной модели строения атома" (5, с.264-265):

Год Автор Суть представлений
1888 Б.Н.Чичерин (рус.) Атом состоит из центрального ядра, вокруг которого вращаются под действием притяжения периферийные массы (аналогия с солнечной системой)
1891 Дж. Стоней (англ,) Движение вокруг ядра отрицательных частиц
1897 Г.Лоренц, Дж.Лармор (англ.) Отрицательно заряженные частицы движется по замкнутым орбитам в атоме под действием квазиупругих сил
1899 Дж.Дж.Томсон (англ.) Элементарными частицами атома являются электроны
1901 Ж.Перрен (фр.) В центре атома положительный заряд, вокруг которого вращаются по замкнутым траекториям электроны
1903 Дж.Дж.Томсон (англ.) Атом является положительно заряженной сферой, внутри которой по концентрическим окружностям вращаются электроны (элементы планетарного строения)
1903 Ф.Ленард (нем.) Вся масса атома сконцентрирована в нескольких малых частицах, основной объем атома пустой
1904 Х.Нагаоки (яп.) В центре атома находится положительный заряд, вокруг которого в экваториальной плоскости по замкнутым концентрическим траекториям вращаются электроны
1904 В.Брегг Атом состоит из электронов, разделенных пустым пространством
1904 Дж.Дж.Томсон (англ.) Модель "пудинг с изюмом"
1905 П.Ланжевен (фр.) Идея движения электронов по замкнутым орбитам для объяснения магнитных свойств вещества
1905 В.Вин (нем.) Высказался против планетарной модели атома: такой атом не может быть устойчивым, так как электроны будут излучать энергию
1907 Н.А.Морозов (рус.) Описал вариант планетарной модели атома: состоит из положительных, отрицательных и нейтральных частиц
1908 А.Пуанкаре (фр.) Атом состоит из положительно заряженного центра с массой, приблизительно равной массе атома, и вращающихся электронов вокруг него
1911 Э.Резерфорд (англ.) Прямое экспериментальное подтверждение планетарной модели строения атома
1913 Н.Бор (дат.) Наличие в атоме строго определенных стационарных орбит движения электронов

Учитель, предлагая такое задание, отмечает, что таблица должна быть эстетически выдержана (выполнена аккуратно, равномерно заполнена, легко читалась и т.д.). Это необходимо будет учесть при оценке.
Если таблица слишком велика, ее по усмотрению учителя или даже ученика, можно сократить.
Знакомство с опытом Резерфорда может произойти без объяснения учителя, с помощью кинофрагмента "Опыт Резерфорда". Во-первых, опыт не сложен ни по постановке, ни по физической сущности, во-вторых, он должен быть уже знаком учащимся из курса 8 класса. Перед просмотром фрагмента, учитель обращает внимание на задания, записанные на доске:
-Нарисуйте схему опыта.
-Повторите выводы, которые были сделаны в результате этих опытов?
Кроме того, усвоению опыта помогут и такие задачи (8):
-Сколько слоев атома пролетела -частица, не испытавшая соударений с ядром, если толщина фольги в опыте Резерфорда составляет около 10-5 м?
-Во сколько раз размеры атома превышают размеры ядра?
Урок 11
Тема: Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору.
Цели урока:
a) Обучения: изучить постулаты Бора, раскрывающие основные свойства атома, показать связь изучаемого материала с ранее изученными линейчатыми спектрами испускания и поглощения.
b) Развития: развивать умение работать с дополнительной литературой по физике.
c) Воспитания: познакомить учащихся с личностью Н.Бора, его смелыми, революционными работами, положившими начало новой физической теории
d) Медиаобразования: формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию, формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему и наоборот.

Во время изложения материала о трудностях классической физики при объяснении ядерной модели атома Резерфорда и линейчатых спектров испускания и поглощения рассказ учителя желательно сочетать с просмотром соответствующих кадров диафильма "Квантовые генераторы".
Проецируя кадр с изображением энергетических уровней на доску, учитель может сам дополнить схему атомом, находящимся на определенном уровне и мелом нарисовать переход этого атома на другой энергетический уровень, сопровождая этот переход нарисованным квантом излученного или поглощенного света. Подобные задания можно предложить и учащимся. Этот прием позволяет создать у учащихся ощущение динамики в процессах перехода атома с одного энергетического уровня на другой и ощущение участия в изображении схемы.
Этап закрепления нового материала может содержать 2 кинофрагмента и работу с ними. 1-ый к/фр "Природа линейчатых спектров атома водорода по Бору" является повторением нового материала. Перед его демонстрацией, учитель записывает на доске вопросы к нему:
-Как объяснила теория Бора линейчатые спектры испускания?
-Почему совпадают линии в спектре испускания и поглощения?
2-ой к/фр представляет собой информацию об экспериментальном доказательстве квантования энергии. Вопросы к нему могут быть такими:
-В чем заключался опыт Франка-Герца?
-Каково значение этого опыта?
Для проверки усвоения материала можно учащимся предложить задания такого типа (8):
-Энергия трех энергетических электронных уровней в атоме водорода составляют -13,6эВ, -3,42эВ, -1,51эВ. Изобразите диаграмму энергетических уровней и определите возможные частоты излучения света при переходе из одного состояния в другое. Чему равна энергия ионизации атома водорода?
-Определите энергию фотонов, соответствующих излучению атома водорода в видимой части спектра (см. рис 5 на цв. вклейке учебника).
Задание по Хрестоматии к этому уроку может быть таким:
-Ознакомьтесь с отрывком "Из статьи Н.Бора "О строении атомов и молекул" (3, с. 195-198).
-Составьте в тетради план этой статьи.
Урок 12.
Тема: Лазеры.
Цели урока:
a) Обучения: сформировать у школьников представление о вынужденном излучении как о квантовом явлении, изучить устройство и принцип действия лазера, рассмотреть свойства излучения лазера и примеры применения лазеров.
b) Развития: развивать наблюдательность, все виды памяти.
c) Воспитания: ознакомить школьников с историей создания лазеров, раскрыть возможности лазеров в ускорении научно-технического прогресса.
d) Медиаобразования: формирование умений визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, формирование умений находить требуемую информацию в различных источниках, вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума".

В начале урока учитель демонстрирует лазер и перед рассказом об истории создания, принципе его действия и свойствах лазерного излучения, он обращает внимание на вопросы, записанные на доске, и те, которые должны быть рассмотрены на уроке:
-Какое излучение называется спонтанным?
-Какое излучение называется индуцированным?
-Какими свойствами обладает фотон при вынужденном излучении?
-Как вы поняли, что такое "инверсия заселенности энергетических уровней"? Для чего она нужна?
-Что такое лазер?
-Какими замечательными свойствами он обладает?
-Назовите положительные и отрицательные стороны применения на уроке диафильма в качестве источника информации.
Рассказ учителя гармонично сочетается с покадровыи просмотром д/ф "Квантовые генераторы".
После просмотра д/ф, во время беседы по указанным вопросам учитель демонстрирует свойства лазерного излучения.
Для выделения главной мысли урока можно сформулировать вопрос:
-Что такое лазер? В чем его принципиальное отличие от других источников света?
В качестве домашнего задания полезно предложить следующее:
-Составьте в тетради письменный рассказ: Как бы вы объяснили младшему школьнику (школьнику средних классов) - что такое лазер, какими свойствами он обладает, существует ли (и почему) лазерное оружие, которое используется в жутких фильмах и мультфильмах, есть ли в этом объекте что-либо фантастическое?
Для учащихся, имеющих доступ в Интернет, предлагается такое задание:
-Подготовьте обзор сайтов, содержащих информацию о лазерах и их применении, подготовьте краткое сообщение.
Урок 13.
Тема урока: Применение лазеров.
Цели урока:
a) Обучения: познакомить с примерами использования лазеров в различных областях современной жизни, показать взаимосвязь изучаемого материала с ранее изученным.
b) Развития: вырабатывать умение работать с дополнительной литературой, развивать умение слушать и слышать друг друга, способствовать развитию воображения, исследовательских и творческих способностей.
c) Воспитания: способствовать расширению кругозора учащихся, приобщить их к достижениям современной науки и техники.
d) Медиаобразования: формировать понимание целей коммуникации, направленность информационного потока, умение трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена, формировать представление об инструментарии подготовки, передачи и получения информации.

Беседа о применении лазеров может начаться с сообщений учащихся по темам:
1. Применение лазеров в современных коммуникационных сетях.
2. Применение лазеров для преобразования информации из одного вида в другой (CD - их использование, достоинства и недостатки)
3. Голография как принципиально новый способ записи информации (в сочетании с д/ф "Голография").
К этому уроку учащиеся находят в разных источниках и приносят информационные сообщения о применении лазеров. По каждому информационному сообщению из СМИ необходимо понять кому адресована данная информация и с какой целью. Приведем примеры информационных сообщений СМИ и работы с ними:
1. Ознакомьтесь с информацией.
"Появление лазеров привело к созданию новой области физики и техники - волоконной оптики. По световодам, тонким и стеклянным нитям оптические сигналы проходят почти без потерь, но большинство прозрачных материалов сильно поглощают тепловое, инфракрасное излучение. Исключение составляют некоторые кристаллы и так называемые халькогенидные стекла - аморфные полупроводники. Получение высокочистых оптических материалов - одна из областей передовой технологии, где наша страна удерживает мировое лидерство. Отечественные материалы в тысячи раз чище зарубежных аналогов, и это позволило создать новый класс волоконных световодов для теплового излучения, наладить их производство. Новые световоды работают в широком диапазоне: нити из халькогенидного стекла рассчитаны на излучение с длиной волны от 2 до 8 мкм, кристаллические световоды на основе твердых растворов галогенного серебра - до 25 мкм...
Инфракрасные световоды испытаны в ряде новых приборов для измерения низких температур, для медицинской и технической диагностики, спектрального контроля и анализа газов и жидкостей, использованы для передачи длинноволнового излучения технологических лазеров".
а). Озаглавьте текст.
б). Как бы вы пояснили выражения: "аморфные полупроводники", "высокочистые оптические материалы", "работают в широком диапазоне".

2 Ознакомьтесь с информацией.
"Небольшой приборчик - трансплантируемый под кожу стимулятор сердечной деятельности - спас жизнь многим, но раз в несколько лет операцию приходится повторять, чтобы сменить подсевшую батарейку.
В университете Осаки (Япония) ведутся эксперименты со стимулятором, подзаряжаемым светом. Под кожу внедряют солнечную батарейку - тонкую пластинку размерами два на два сантиметра. Освещая ее лучом лазера в течение двух часов, можно подзарядить стимулятор на 22 часа работы. Лазер взят инфракрасный, с длиной волны 860 нанометров: этот невидимый свет хорошо проникает через кожу.
В Японии около 200 тысяч человек носят сердечные стимуляторы. Болезни сердца молодеют, все большему числу японцев среднего возраста приходится подключать стимулятор, а это значит, что на протяжении жизни придется либо многократно делать операции со сменой батарейки, либо найти способ ее подзарядки".
а). В чем заключается принцип действия солнечной батарейки?
б). Как вы думаете, почему в качестве источника света выбран лазер?
в). Назовите достоинства и недостатки такого способа борьбы с болезнями сердца.
г). Как, по-вашему, почему "болезни сердца молодеют" в последнее время? Каковы основные правила гигиены сердечно-сосудистой системы человека?

3. Ознакомьтесь с информацией.
"Сверхтонким лучом лазера, которым управлял компьютер, немецкие инженеры смогли вырезать шестеренку из человеческого волоса. Диаметр выбранного волоса - примерно 0,07 миллиметра".
а). Озаглавьте текст.
б). Нужны ли подобные эксперименты? Для чего?

4. Ознакомьтесь с информацией.
"Физики из университета г. Мангейма (Германия) нашли новое, необычное применение клеящей ленте (скотчу). Они использовали ее для записи больших объемов информации. В центр обычного рулончика скотча помещается поворотная оптическая система, состоящая из объектива с призмой, через которую луч светящего сверху лазера может точно фокусироваться на всех витках прозрачной ленты. Построчно проходя по всей длине ленты, импульсы излучения точечно ее нагревают до 1700С. В месте нагрева необратимо изменяются отражающие свойства ленты: на ней возникают ряды особых (отличающихся от фона) "точек" микронного размера, благодаря чему и записывается информация. Записанное может быть "прочитано" другим лазером. Запись и чтение ведутся на скорости 300 км/ч. На одном стандартном ролике ленты можно записать до 3 Гбит информации, что соответствует утроенному объему Библии.
Изобретение немецких физиков можно применять не только в компьютерах: к выпуску готовится цифровая видеокамера с записью изображений на рулончик скотча".
а). Озаглавьте текст.
б). Выполните к нему схематический рисунок.
в). Почему для передачи информации используется лазер? Можно ли его заменить другим источником света?

Урок можно закончить просмотром диафильма "Лазеры и их применение в народном хозяйстве".
Для домашнего выполнения предлагаются задания:
1. По материалам урока, сообщений учащихся, сообщений СМИ составить схему "Применение лазеров". Дополните схему своими примерами, найденными в информационных сообщениях СМИ. (При составлении обратить внимание на полноту информации и эстетическую выдержанность схемы.) Примером такой схемы может быть следующая (5, с. 128):
Составьте описание лабораторной работы "Определение малых размеров тел (толщины волоса, проволоки, нити) при помощи лазера" (Воспользуйтесь тем, что данная работа является обратной по отношению к ЛР "Измерение длины световой волны" (1, с.239-241))
Предлагаем вам примерное описание такой работы.
Название: "Определение малых размеров тел (толщины волоса, проволоки, нити) при помощи лазера".
Цель работы: измерить толщину волоса (проволоки, нити) при помощи лазера.
Оборудование: лазер, экран, линейка, мерная лента, волос (нить, проволока).
Подготовительная работа. Для наблюдения явления дифракции на малом препятствии собирается установка (см. ниже).
Установка может располагаться на демонстрационном столе, ученической парте. Экран желательно расположить на расстоянии не менее 2 м (очевидно - чем дальше, тем лучше). На экране, в том месте, где будет наблюдаться дифракционная картина, целесообразно прикрепить линейку.
Если луч лазера направить на препятствие малых размеров, на экране наблюдаются дифракционные спектры нескольких порядков.

Длину волны лазера можно узнать по паспорту прибора (если это сделать невозможно, то перед проведением данной работы придется произвести определение длины волны лазерного излучения при помощи дифракционной решетки).
Известно, что

где d- размер препятствия, k-порядок спектра, j- угол, под которым наблюдается максимум.

т.к.j<5о

Расстояние a отсчитывается с помощью измерительной ленты от препятствия до экрана, расстояние b - по линейке экрана от центрального максимума до максимума 1-ого, (2-ого и т. д.) порядка.
Проведение работы.
1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов:

Длина волныl, м Порядок спектра, k a, м b, м d, м d ср, м


2. Соберите установку по схеме.
3. Узнайте по паспорту длину волны лазерного излучения.
4. Включите лазер, соблюдая меры предосторожности.
5. Наблюдайте дифракционный спектр, измерьте a и b.
6. Вычислите искомую величину для разных порядков спектра.
7. Найдите ее среднее значение.
8. Вычислите погрешность.

Выполнение такой работы может быть вынесено для домашнего эксперимента. У некоторых учащихся дома есть лазеры (брелоки, указки, медицинские аппараты). Поэтому после предварительного обсуждения описаний лабораторной работы, таким учащимся можно предложить выполнить ее дома.
Возможен вариант этой работы - "Определение размеров звуковой дорожки CD при помощи лазера". В этом случае CD служит отражательной дифракционной решеткой, все остальное по сути остается прежним.
Такую работу в виде эксперимента легко проделать в классе, оценив при этом искомые величины.

Очень объемный материал для домашнего выполнения не следует задавать к следующему уроку. Для его выполнения можно предоставить 1-2 недели.
Урок 14
Тема: Повторительно-обобщающий урок по теме "Создание квантовой теории"
Цели урока:
a) Обучения: приобщить учащихся к достижениям современной науки, систематизировать и обобщить знания.
b) Развития: развивать память, наблюдательность, логическое мышление.
c) Воспитания: способствовать расширению кругозора учащихся.
d) Медиаобразования: формировать умение вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума", формировать умение аргументировать собственные высказывания.

Обобщающий рассказ учителя о развитии представлений о строении вещества от Демокрита до Бора Замечательно иллюстрируется первой частью (1-8 кадры) диафильма "Понятие об элементарных частицах". При объяснении корпускулярно-волнового дуализма частиц вещества помогут 29-30 кадры того же диафильма.
Примером современных достижений квантовой физики может служить информация СМИ:
"Американские физики из Массачусетского технологического института создали первый в мире "атомный лазер", который излучает не свет, а пучки атомов.
Оптический лазер, появившийся около сорока лет назад, генерирует поток абсолютно одинаковых и "идущих в ногу" квантов света - фотонов… Лазерные фотоны летят в строго определенном направлении, позволяя создавать очень интенсивные пучки света. Теперь физикам удалось получить аналогичный пучок атомов…
В соответствие с квантовой теорией, у любой частицы есть так называемая дебройлевская длина волны…
Физики из группы Кеттерле захватывали атомы натрия магнитной ловушкой и охлаждали их. При охлаждении длина дебройлевской волны увеличивается. Когда температура достигает нескольких миллионных долей градуса выше абсолютного нуля, длины этих волн становятся настолько большими, что они перекрываются, и вся группа атомов начинает вести себя как единое целое…
Между световым и атомным лазером есть принципиальное различие. Фотоны можно создавать, а атомы нет, поэтому количество атомов в лазере не увеличивается, и, выпуская пучок атомов, необходимо возобновлять их запасы. Кроме того, при взаимодействии атомов друг с другом пучок их расширяется. И, наконец, на атомы действуют силы притяжения Земли, и если пустить пучок горизонтально, то он будет отклоняться вниз.
Рано говорить и о возможных промышленных применениях "атомного лазера". После создания обычного лазера было высказано сотни идей о его использовании, но никто не мог предвидеть, что он будет считывать цены во всех приличных супермаркетах…
Атомный лазер работает пока медленно, но в принципе можно помечтать и о фабричном производстве на его основе. Тут, правда, есть одна сложность: "атомный лазер", в отличие от светового, может работать лишь в абсолютном вакууме. Однако никакие "но" не могут снизить восторгов по поводу открытия нового физического явления."
а). Что автор статьи подразумевает под выражением "одинаковые и "идущие в ногу" кванты света?
б). Есть ли смысл в подобных открытиях и экспериментах? Приведите обоснованные аргументы "за" и "против".
Для домашнего задания может быть предложено составление таблицы:
-Пользуясь записями на уроках, материалом учебника, справочником Еноховича, дополнительной литературой составить хронологическую таблицу "Создание квантовой теории".
Такая таблица может выглядеть так:

Год Некоторые знаменательные события в истории создания квантовой теории Ученый
1859 Открыт спектральный анализ Г.Кирхгоф,Р.Бунзен
1888 Открыт закон фотоэффекта А.Г.Столетов
1900 Выдвинута гипотеза об испускании атомами электромагнитной энергии отдельными порциями М.Планк
1905 Выдвинута гипотеза о квантовом характере светового излучения, дано уравнение фотоэффекта А.Эйнштейн
1911 Создана планетарная модель атома Э.Резерфорд
1913 Предложена квантовая теория атомаЭкспериментально доказана дискретность уровней энергии атомов Н.БорД.Франк, Г.Герц
1922 Открыто явление "Эффект Комптона" А.Комптон
1924 Высказана гипотеза о том, что сочетание волновых и корпускулярных свойств является общим свойством любых материальных объектов Луи де Бройль
1926 Получено основное уравнение квантовой механики Э.Шредингер
1939 Указана возможность использования явления вынужденного излучения для усиления электромагнитных волн В.А.Фабрикант
1954 Созданы квантовые генераторы на пучке молекул аммиака Н.Г.Басов, А.М.Прохоров, Г.Таунс

Урок 15
Тема: Методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений.
Цели урока:
a) Обучения: Познакомить учащихся с устройством и принципом действия камеры Вильсона, счетчика Гейгера, пузырьковой камеры, методом фотоэмульсии, формировать умение по трекам микрообъектов определять некоторые свойства.
b) Развития: формировать умение выделять главное, развивать все виды памяти, наблюдательность, вырабатывать умение работать с дополнительной литературой, развивать монологическую речь, развивать умение слушать и слышать друг друга.
c) Воспитания: способствовать формированию коммуникативной и эмоциональной культуры.
d) Медиаобразования: формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена. Формировать умение вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума". Формировать умение извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной или др. форме. Формировать умение систематизировать предложенную или самостоятельно подобранную информацию.

Новая тема урока может быть представлена сообщениями учащихся об отдельных методах наблюдения и регистрации радиоактивных излучений. Для подготовки к выступлению используется материал учебника и дополнительной литературы по физике. Кроме того, учащиеся подбирают кадры диафильма "Трековые приборы в ядерной физике", которыми они иллюстрируют свои рассказы.
Для остальных учащихся ставится задача:
-Во время прослушивания сообщений составьте таблицу, указав в ней название метода, кем и когда открыт, принцип действия, виды регистририруемых излучений. Таблица может иметь следующий вид:

№ Когда открыт метод Кто открыл метод Прибор Принцип действия Функции
1 Гейгер Счетчик Гейгера Ударная ионизация Счет частиц (b,g)
2 1912 Вильсон Камера Вильсона Конденсация переохлажденного пара Наблюдение треков частиц (a)
3 1952 Д.Глейзер Пузырьковая камера Вскипание перегретой жидкости Наблюдение треков частиц
4 20-е Л.В.МысовскийА.П.Жданов Толстослойные фотоэмульсии Фотохимические реакции Наблюдение треков частиц
5 1959 С.ФукуиС.Миямото Искровая камера Разряд в газе при его ударной ионизации Наблюдение треков частиц
6 Сцинтилляционный счетчик Свечение экрана, покрытого люминофором Наблюдение треков частиц

На второй половине урока демонстрируется кинофильм "Методы регистрации ионизирующих излучений", после просмотра которого в составленные таблицы вносятся дополнения. В конце урока или на перемене таблицы можно выборочно проверить.
Для обобщения материала урока, можно продемонстрировать следующую таблицу (5, с.159).
Урок 16
Тема: Открытие радиоактивности. a-, b-, и g-излучения.
Цели урока:
a) Обучения: ввести понятие естественной и искусственной радиоактивности, изучить свойства явления радиоактивности, вскрыть их природу, сформировать умение определять продукты ядерных реакций. Ознакомить школьников с историей открытия радиоактивности, с личностью ученых, раскрыть трудности изучения радиоактивности, значение открытия радиоактивности для развития квантовой физики. Продолжить развитие интереса к процессу физического познания на примерах истории науки, продолжить формирование интеллектуальных умений выделять главное, систематизировать изученное.
b) Развития: формировать умение выделять главное, развивать наблюдательность, память.
c) Воспитания: рассказать о жизни и работе М.Склодовской-Кюри и др. ученых как примере беззаветного служения науке
d) Медиаобразования: формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию. Формировать умение извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной или др. форме.

Изучение нового материала можно начать с кинофрагмента "Открытие радиоактивности". Перед рассказом учителя, который желательно сочетать с использованием книг "В поисках первоначал" А.Томилина (4, с.99-106) и "Мария Склодовская-Кюри" (7), учащиеся получают задание:
-По рассказу учителя об открытии и исследовании явления радиоактивности составьте план-конспект.
Для домашнего выполнения предлагается задание:
-Составьте таблицу "Сравнительная характеристика a-, ?-, ?-излучений".

Вид излучения a b g
Физическая природа Ядра атома гелия Электроны Электромагнитные волны
Поведение в магнитном поле Слабо отклоняются Сильно отклоняются Не отклоняются
Скорость v<<c v<c v=c
Масса покоя (отн. ед.) 4 1/1800 0
Заряд (отн.ед.) 2 -1 0
Проникающая способность Небольшая Больше, чем у a-частиц Наибольшая
Урок 17
Тема: Радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада.
Цели урока:
a) Обучения: ввести понятие "период полураспада", познакомить учащихся с законом радиоактивного распада, показать его проявление в природе и применения в жизни человека.
b) Развития: развивать умение работать с табличным материалом, дополнительной литературой, развивать умение использовать теоретические знания для решения задач.
c) Воспитания: способствовать расширению кругозора учащихся.
d) Медиаобразования: формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, находить требуемую информацию в различных источниках, представлять ее в табличной форме, устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.

Во время возможного тихого опроса по домашнему заданию остальным учащимся учитель предлагает задание:
-Пользуясь таблицей справочника "Естественная радиоактивность" (2, с.189), дополните свою таблицу в тетради.
В таблице справочника содержатся очень интересные данные о радиоактивных излучениях: указаны скорости, с которыми отдельные частицы вылетают из ядер, их энергии, массы, проникающая способность. Например, указано, что g-лучи пронизывают насквозь тело человека, b-лучи проникают на глубину до 6 см, а a-лучи могут проникать в биологические ткани не дальше 0,1 мм.
Для знакомства с радиоуглеродным методом, как одним из применений закона радиоактивного распада может быть предложена следующая информация (8, с. 158):
"Для оценки возраста объектов в пределах 60000 лет применяют радиоуглеродный метод. Его суть состоит в следующем. Известно, что в углекислом газе СО2 , содержащемся в атмосфере Земли, присутствуют не только стабильные атомы 12С и 13С, но и радиоактивный изотоп углерода 14С с периодом полураспада 5700 лет. Из-за распада его количество должно было бы убывать. Однако эта убыль компенсируется образованием новых ядер, образующихся из атмосферного азота под действием космических лучей. По этой причине содержание 14С в воздухе с течением времени не меняется. Не меняется его концентрация и в поглощающих его растениях, а, следовательно, и в организмах потребляющих их животных и людей. Однако после гибели процесс усвоения атмосферного углерода прекращается, и содержание 14С в мертвых организмах начинает уменьшаться по закону радиоактивного распада. Поэтому, измерив в той или иной находке органического происхождения содержание радиоуглерода 14С, сложно определить и возраст данной находки. Если, например, процентное содержание 14С уменьшилось вдвое, то это означает, что соответствующий возраст равен t=T=5700 лет, если вчетверо -то t=2T=11400 лет и т.д.
За разработку радиоуглеродного метода геохронологии американский физик Фрэнк Либби в 1960 году был удостоен Нобелевской премии. С помощью его метода удалось осуществить датировку самых разных событий в истории Земли и культуры человечества, начиная от определения возраста древнейших наскальных рисунков гробниц египетских фараонов и кончая установление эпохи ледниковых периодов и временем вымирания доисторических животных"

Для выполнения задания по нижеследующей информации необходимо учащимся рассказать краткую предысторию: некоторое время назад на книжных развалах появились книги академика РАН А.Т.Фоменко, математика из МГУ, в которых перелопачивается вся мировая история, и в первую очередь - история России. Фоменко пытается доказать, что все исторические события происходили в другое время (со смещением в тысячу лет) и в другом месте. Несмотря на то, что Отделение истории РАН выразило общее мнение об этих изысканиях, как не имеющих к науке никакого отношения, его книги о "новой хронологии" выходят массовыми тиражами, на них лежит "печать качества" МГУ и РАН, их издание субсидирует Российский фонд фундаментальных исследований, их пропагандируют средства массовой информации.

Ознакомьтесь с информацией.
"Радиоуглеродный метод определения возраста апробирован в археологии тысячами анализов. Тем не менее, Фоменко по этому поводу снисходительно пишет: "Метод, возможно, является более или менее эффективным лишь при анализе чрезвычайно древних предметов, возраст которых достигает … сотен тысяч лет". Между тем любой студент-физик знает, что период полураспада радиоуглерода - всего 5730 лет. Поэтому любое вещество на Земле, имеющее возраст в "сотни тысяч лет", радиоуглерода уже не содержит, и анализировать его радиоуглеродным методом - абсолютная бессмыслица. С такой же "легкостью необыкновенной" расправляется академик-математик и с другими важными методами определения возраста…"
а). Какой точки зрения придерживаетесь вы - Фоменко или автора статьи? Обоснуйте свой ответ.
б). Как, по-вашему, легко ли фальсифицировать историю? Почему многие люди доверяют подобной информации? Кому адресованы эти книги?
в). Для чего это делается?

В качестве задач на написание уравнений радиоактивных распадов гораздо предпочтительнее выполнить задания на основе информационных сообщений из СМИ:
1. Ознакомьтесь с информацией.
"В лаборатории GSI (г.Дармштат, Германия) открыт шестой новый элемент - 112-ый, самый тяжелый из когда-либо полученных... Это изотоп, ядро которого содержит 112 протонов и 165 нейтронов, с атомной массой 277, близкий по химическим свойствам цинку, кадмию и ртути, однако в отличие от них его атом менее чем за тысячную долю секунды распадается, испуская альфа частицы, и превращается сначала в новый изотоп элемента N 110 с атомной массой 273, а затем - в новый изотоп элемента N 108 с атомной массой 269. После еще трех альфа-распадов на известные изотопы цепочка его превращений останавливается на фермии (элемент с атомным номером 100 и массой 253)."
а). Сколько элементов включает периодическая система Менделеева?
б). В чем, по-вашему, причина нестабильности нового элемента?
в). Напишите последовательно все превращения нового элемента.

2. Ознакомьтесь с информацией.
"Египетские и американские специалисты измерили содержание радиоактивного газа радона во внутренних помещениях египетских пирамид. В трех из семи изученных пирамид найдено повышенное содержание радона - от 816 до 5809 беккерелей на кубический метр воздуха.
Радон возникает при распаде урана, содержащегося во многих горных породах, особенно в граните. Этот газ нередко встречается и в подвалах жилых домов, и даже в комнатах, если дом стоит на скальном грунте. Безопасными считаются уровни до 200 беккерелей на кубометр, а если радона больше, необходима усиленная вентиляция. Радиоактивный газ может вызвать рак легких.
Экскурсоводы работают с туристами внутри пирамид примерно по четыре часа в день, и доза облучения, получаемая ими почти вдвое ниже допустимой. Для туристов кратковременное пребывание в пирамиде безвредно".
а). Что вы знаете о египетских пирамидах? Как и из чего их строили? Каков их возраст? Пользуясь справочником, найдите период полураспада урана. Сравните полученные величины. Как по-вашему, изменится ли эта опасная ситуация в течение следующих нескольких лет? Почему?
б). Напишите уравнения радиоактивных превращений, в результате которых образуется радон. Радиоактивное семейство урана:
(a)® (b)® (b)® (a)® (a)® (a)® (a)®…® .
Для формирования умения устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями учитель предлагает учащимся провести дома модельный эксперимент (6, с.50). Эксперимент позволяет понять суть статистического характера радиоактивного распада:
Для проверки статистического характера радиоактивного распада проделайте такой модельный эксперимент: поместите в коробку 30 или более одинаковых монет или пуговиц. Встряхните и высыпьте на стол с некоторой высоты. Монеты, выпавшие тыльной стороной ("распавшиеся ядра") положите в сторону, а остальные -"не распавшиеся ядра" вновь поместите в коробку, встряхните и также высыпьте на стол.… Повторить процедуру несколько раз. По результатам опыта постройте график зависимости числа N монет, не выпавших тыльной стороной (числа "не распавшихся ядер") от номера x выбрасывания (x=t/T). Соедините точки плавной кривой. Сравните полученую вероятностную кривую с кривой радиоактивного распада. Как можно было улучшить качество эксперимента? Сделайте вывод о характере и границах применимости закона радиоактивного распада.
Урок 18
Тема: Состав ядра. Ядерные силы.
Цели урока:
a) Обучения: познакомить с протонно- нейтронной моделью ядра, ввести новые силы, существенно отличающиеся от ранее известных учащимся.
b) Развития: способствовать формированию исследовательских способностей, развивать умение анализировать факты и явления на основе теоретических представлений.
c) Воспитания: приобщать учащихся к достижениям отечественной науки.
d) Медиаобразования: формирование умения визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума".

Лекцию по новой теме можно сопровождать показом диапозитивов "Строение ядра" или соответствующими кадрами диафильма "Строение атома и атомного ядра".Сообщение о модели ядра Иваненко-Гейзенберга традиционно иллюстрируется схематическими рисунками моделей ядер атомов разных химических элементов. Здесь уместно обсудить такой вопрос: почему речь снова идет о построении модели? Для чего она нужна? Чем реальный объект отличается от его модели?
Периодически во время урока внимание учащихся полезно обращать к учебнику, например, так:
-Познакомьтесь с описанием в учебнике опыта Д.Чедвика. В чем суть опыта?
-В тексте §83 найдите и поясните главные свойства ядерных сил.
-Как вы понимаете такую аналогию: Ядерные силы -это "богатырь с короткими ручками"?
Урок 19
Тема: Энергия связи атомных ядер.
Цели урока:
a) Обучения: познакомить учащихся с диаграммой энергии связи атомных ядер, лежащей в основе выводов о поглощении или выделении энергии в ядерных реакциях, формировать умение определять энергию связи.
b) Развития: развивать монологическую речь, умение применять теоретические знания для решения задач, способствовать развитию воображения, образного и логического мышления.
c) Воспитания: способствовать расширению кругозора учащихся, приобщать их к достижениям современной науки.
d) Медиаобразования: формировать умение извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной форме, формировать умение устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями, выделять главное в информационном сообщении.

Для наглядности при объяснении понятия "дефект масс" можно продемонстрировать пластилиновую модель. На одну чашку рычажных весов помещаются четыре (можно взять и другое число) пластилиновых шарика, изображающих 2 протона и 2 нейтрона. На вторую - казалось бы такие же шарики, слепленные вместе, имитирующие ядро атома гелия. Но на самом деле масса "ядра" делается несколько меньше массы отдельных частиц и поэтому весы не находятся в равновесии.
Для домашнего выполнения можно предложить задание по справочнику:
-Пользуясь записями в тетради, справочником по физике и учебником, составьте хронологическую таблицу открытий в области строения атома и атомного ядра, которые привели Д.Д.Иваненко и В.Гейзенберга к созданию протонно-нейтронной модели ядра. Таблица, составленная по справочнику, может выглядеть так:

Год Некоторые знаменательные события в истории развития физики атома и атомного ядра Ученый
V-IV вв. до н.э. Выдвинута идея о зернистом строении вещества и об атоме как простейшей и неделимой частице Демокрит
1744-1750 Впервые разграничены понятия молекулы и атома ("корпускулы" и "элемента"), введены представления о молекулярном строении вещества М.В.Ломоносов
1869 Открыт периодический закон химических элементов Д.И.Менделеев
1897 Открыт электрон Д.Томсон
1896 Открыта естественная радиоактивность А.А.Беккерель
1900 Выдвинута гипотеза об испускании атомами электромагнитной энергии отдельными порциями М.Планк
1902-1903 Открыт закон радиоактивного распада Ф.Содди,Э.Резерфорд
1905 Выдвинута гипотеза о квантовом характере светового излучения А.Эйнштейн
1911 Открыто существование атомного ядра, создана планетарная модель атома Э.Резерфорд
1913 Предложена квантовая теория атомаЭкспериментально доказана дискретность уровней энергии атомов Д.Франк, Г.Герц
1919 Осуществлена первая ядерная реакция Э.Резерфорд
1932 Открыт нейтронПредложена протонно-нейтронная гипотеза строения ядра Д.Д.Иваненко,В.Гейзенберг
Урок 20
Тема: Ядерные реакции.
Цели урока:
a) Обучения: ознакомить учащихся с ядерными реакциями, с процессами изменения атомных ядер, превращением одних ядер в другие под действием микрочастиц, научить находить энергетический выход ядерных реакций.
b) Развития: развивать наблюдательность, все виды памяти, развивать умение анализировать факты и явления на основе теоретических представлений.
c) Воспитания: способствовать формированию коммуникативной и эмоциональной культуры.
d) Медиаобразования: формировать умение трансформировать информацию, видоизменять ее форму, вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума", понимать задания в различных формулировках и контекстах, формировать умение устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.

Во время лекции учителя (желательно в сочетании с соответствующими кадрами д/ф "Строение атома и атомного ядра" или диапозитивами из серии "Оптика"). Строение атома" учащиеся составляют в тетради конспект, записывая исторические факты, уравнения ядерных реакций, понятие энергетического выхода ядерных реакций. Выполняя упражнения на запись реакций, важно научить правильно читать уравнения и, наоборот, записывать уравнения по их словесному описанию.
Иногда во время урока внимание учащихся полезно обращать к учебнику, например, так:
-Пользуясь текстом §85, объясните, почему для осуществления ядерных реакций необходимы ускорители. Как вы понимаете - что это такое?
При помощи справочника (2, с.192) учащиеся могут познакомиться с разными формами записи ядерных реакций. Сокращенная запись реакций достаточно проста, и поэтому учащиеся без дополнительного объяснения учатся пользоваться ею.
К этому уроку можно предложить задание по Хрестоматии (3, с.199-202):
-Ознакомьтесь с отрывком "Из статьи Н.Бора "Превращения атомных ядер".
-Какие модели ядерных превращений предлагает Н.Бор?
-Какова роль моделей в теоретических исследованиях по физике?
Для учащихся, имеющих доступ к Интернету, можно предложить следующие задания:
-Подготовьте информационное сообщение о том, какие сейчас есть научные институты, проводящие ядерные исследования. Выпишите их названия, местонахождения, основные направления исследований.
-Найдите информацию об Объединенном институте ядерных исследований, о новых научных результатах, полученных в лабораториях ОИЯИ, о ходе крупных экспериментов, создании новых установок, открытиях, изобретениях и т.д. Об этом сообщает Информационный бюллетень "Новости Объединенного института ядерных исследований", который выходит 4 раза в год на сайте института (http://www.jinr.ru/).
Урок 21
Тема: Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция.
Цели урока:
a) Обучения: ввести понятие о реакции деления ядер как физическом явлении, сформировать представления о механизме деления ядер и цепной реакции деления, сформировать умение характеризовать (описывать) ядерные реакции - использование законов сохранения, расчет энергетического выхода, рассмотреть причины деления тяжелых ядер.
b) Развития: развить интерес к изучаемому материалу постановкой энергетических проблем человечества, способствовать развитию воображения, образного и логического мышления.
c) Воспитания: продолжить знакомство с историей зарождения ядерной физики, показать вклад отечественных физиков в исследование цепных реакций.
d) Медиаобразования: формировать умение вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума", визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, формировать умение устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.

Механизм цепной реакции учитель может наглядно представить в модельном эксперименте со спичками. Для этого круглая коробочка заполняется обыкновенными спичками головками кверху. Центральная спичка располагается выше остальных, окружающий ее ряд укладывается несколько ниже, следующий ряд от центра еще ниже и т. д. Учитель поджигает центральную спичку, и класс наблюдает, как пламя по цепочке распространяется ко всем остальным, охватывая постепенно все большее количество спичек.
Для закрепления материала демонстрируется 1-ая часть кинофильма "Ядерные реакции". Перед просмотром к/ф учитель обращает внимание учащихся на вопросы, записанные на доске:
-Какие ядерные реакции энергетически выгодны?
-Чем это объясняется?
-Что такое коэффициент размножения нейтронов?
-Как от этой величины зависит течение ядерной реакции?
Урок 22
Тема: Ядерный реактор. Атомная электростанция. (Понятие о термоядерных реакциях).
Цели урока:
a) Обучения: ознакомиться с принципами устройства и работы атомных реакторов, с атомными электростанциями.
b) Развития: развивать наблюдательность, все виды памяти, воображение, образное и логическое мышление.
c) Воспитания: рассказать о жизни и работе И.В.Курчатова как примере беззаветного служения науке и отечеству, воспитывать культуру общения.
d) Медиаобразования: формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена.

К уроку одним из учащихся может быть подготовлено краткое сообщение о И.В.Курчатове (или показ д/ф или к/ф "И.В.Курчатов").
Остальным учащимся можно предложить задание самостоятельно составить вопросы к этому информационному сообщению.
После изучения устройства и работы ядерного реактора, демонстрируется 2-ая часть кинофильма "Ядерные реакции". Перед просмотром фильма на доске записываются вопросы для последующей беседы:
-Почему реакции синтеза легких ядер энергетически более выгодны?
-Каковы основные направления в исследованиях по проблеме управляемого термоядерного синтеза?
-В чем суть каждого?
На уроке полезно познакомить учащихся с классификацией реакторов (5, с.185) при помощи следующей схемы:


Задание для домашнего выполнения может быть таким:
-Как бы вы рассказали младшему школьнику (1-3 кл.или 5-7 кл.), что такое ядерный реактор и как он работает? Запишите рассказ, сделайте к нему рисунок.
Для учащихся, имеющих доступ в Интернет:
-Подготовьте сообщение о том, какую информацию можно найти в Интернете о ядерной энергии.
Урок 23
Тема: Успехи, перспективы и проблемы развития ядерной энергетики.
Цели урока:
a) Обучения: приобщить учащихся к достижениям современной науки и техники, рассказать о перспективах и проблемах ядерной энергетики.
b) Развития: развивать все виды памяти, наблюдательность, формировать умение выделять главное, анализировать.
c) Воспитания: акцентировать внимание на экологических проблемах, связанных с загрязнением окружающей среды при строительстве АЭС и эксплуатации ядерных реакторов.
d) Медиаобразования: формировать умения находить требуемую информацию в различных источниках, извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной или др. форме, воспринимать альтернативные точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против".

Изложение нового материала по теме можно предоставить кинофильму "Ядерная энергия в мирных целях". Школьники сами составляют вопросы и задания к к/ф, которые и выполняются в ходе обсуждения.
Один из учеников к этому уроку готовит выставку книг из школьной библиотеки (может быть и из библиотеки учителя и др.) по теме урока и делает краткий обзор выставленных книг.
В беседе об успехах, перспективах и проблемах ядерной энергетики большую роль могут сыграть информационные сообщения СМИ и задания к ним:
1. Ознакомьтесь с информацией.
"Сегодня об аварии на четвертом блоке Чернобыльской АЭС известно все. Скрупулезно исследованы причины, названы виновники, по минутам и секундам восстановлен весь ход событий, приведших к катастрофе, тщательно и многократно проверена работа и конструкция реакторов, технологическая дисциплина операторов установки…
В Чернобыле произошло то, что и должно было произойти… никакого атомного взрыва там не было, и быть не могло. Произошел "заурядный" паровой взрыв, который с таким же успехом может разорвать обыкновенную кастрюлю с водой, если ее наглухо запаять, поставить на огонь и забыть на некоторое время. Физической причиной взрыва на станции было быстрое нарастание тепловой мощности реактора четвертого энергоблока. Это произошло из-за грубейших ошибок операторов, дежуривших на пульте, и нарушений ими правил безопасности.
Авария на блоке стала в полном смысле экологической, хотя и относительно локальной, катастрофой. Воздушные потоки понесли радиоактивные продукты над поверхностью земли. Началось загрязнение атмосферы, почвы, растительности и воды. Сотни тысяч людей были эвакуированы, тысячи поражены излучением, тридцать один человек погиб. Выведены из пользования сотни тысяч гектаров земли, заражены радиоактивностью сотни рек и ручьев. На громадной территории выпали радиоактивные дожди, вызвав тревогу у сотен миллионов людей не только в нашей стране, но в Центральной и Северной Европе".
а). Как вы понимаете выражение "радиоактивные дожди"?
б). Какие меры вы могли бы предложить для предотвращения подобной катастрофы?

2. Ознакомьтесь с информацией.
"Есть у атомной энергетики серьезные проблемы. Одна из них - захоронение отходов. Радиоактивные отходы АЭС губительны для всего живого. Оставлять их в отвалах, как это делают с угольной золой, нельзя. Сжечь, переплавить - тоже. Тем более что "отходами" в конечном итоге становится практически все оборудование АЭС. Через 25-30 лет - а именно на такой срок эксплуатации рассчитаны атомные станции - их оборудование приходится демонтировать и… куда-то девать. Куда? Пока никто не знает. В мире просто нет еще такого опыта. Пока отработавшие графитные блоки в свинцовых контейнерах опускают в глубокие шахты, топят в океанах, заливают жидким стеклом. Сейчас таких отходов еще относительно мало - а когда их будет тысячи тонн?..
Что делать? Отказаться от АЭС, как это требуют многие? Вряд ли это удастся. Потому что серьезной альтернативы атомной энергетике пока еще нет. Во всем мире действуют 440 атомных электростанций. Их доля в производстве электроэнергии уже превысила 18 процентов, а общая мощность АЭС ежегодно возрастает на 8-10 процентов. Выход только один: совершенствовать конструкции ядерных аппаратов, технологии производства энергии и захоронения отходов, повышать надежность систем управления и их главного звена - человека".
а). Почему так остро стоит проблема захоронения отходов АЭС?
б). Почему "сжечь, переплавить" радиоактивные отходы нельзя?

3. Ознакомьтесь с информацией.
"Распространение атомной энергии - это единственный способ спасти нашу планету. Есть уже места на Земле, где из-за сжигания угля возникла катастрофическая ситуация. А, тем не менее, потребности в энергии растут. По подсчетам некоторых специалистов, к 2050 году потребуется в 20 раз увеличить ее производство!
"Есть газ и его очень много!" - утверждают противники АЭС. Но они забывают, или умышленно умалчивают, что его стоимость год от года возрастает. А самое главное - идет глобальное потепление на планете. Углекислый газ выделяется в огромном количестве, и нет сегодня технологий, способных нейтрализовать этот процесс.
В развитых странах поставлена задача: снизить выбросы углекислого газа в 2000 году до уровня 1990 года. Но это пока не удается. И, вероятно, не удастся, если не развивать атомную энергетику".
а). Составьте задания к данной информации.
б). Какими способами можно снижать выбросы углекислого газа?

4. Ознакомьтесь с информацией.
"На долю ядерной энергетики в общем производстве электроэнергии приходится: в Литве - 85 процентов; во Франции - 76,1; в Бельгии - 55,5; в Швеции и Болгарии - по 46,5 процента; в Словакии, Швейцарии, Словении, Корее, Испании, Финляндии, Германии и на Украине - более одной трети; в США - 22,5 процента; в России - 11,8".
а). Постройте циклические диаграммы доли ядерной энергетики в общем объеме электроэнергии для Франции, США и России.

5. Ознакомьтесь с информацией.
"Сейчас на 9 АЭС в России эксплуатируется 29 энергоблоков установленной мощностью 21242 МВт, в том числе 13 энергоблоков с водо-водяными реакторами, 15 энергоблоков с уран-графитовыми канальными реакторами и один энергоблок с реактором на быстрых нейтронах".
а). Составьте задания к данной информации.

6. Ознакомьтесь с информацией.
"Японские ученые обратили внимание на практически неисчерпаемые запасы энергетически ценного изотопа гелия. Им сказочно богаты недра Луны. Переработав сырье в ядерном реакторе, можно получить огромное количество экологически чистой энергии. Энергоемкость нового топлива впечатляет: контейнер лунного гелия способен обеспечивать энергией всю страну в течение года. Ради такой альтернативы атомным и тепловым станциям не жалко и ракеты гонять к ближайшему спутнику Земли".
а). Возможно ли это?
б). Каково Ваше мнение по этому проекту?
в). Почему гелий является экологически чистым топливом?

7. Ознакомьтесь с информацией.
"На немецких АЭС сейчас работают 19 реакторов, обеспечивающих 30% всего энергопотребления страны. Все они должны быть закрыты к 2021 году. Нехватку киловатт возместят электростанции, работающие на газе и солнечной энергии, а также меры по экономии энергии".
а). Почему они должны быть закрыты? Что могло послужить причиной такого решения?
б). Выскажите свои аргументы "за" и "против" этих преобразований.

Задание по Хрестоматии к этому уроку может быть таким:
Ознакомьтесь с отрывком "Из статьи Е.П.Велихова и Б.Б.Кадомцева "Управляемый термоядерный синтез" (3, с.231-235).
-Какова основная проблема в осуществлении управляемого термоядерного синтеза и как предполагается ее решение?
-Каковы преимущества термоядерных реакторов по сравнению с существующими ядерными реакторами?

Урок 24
Тема: Искусственная радиоактивность. Применение радиоактивных изотопов.
Цели урока:
a) Обучения: ввести понятие "меченые атомы", рассказать о получении и применении радиоактивных изотопов.
b) Развития: развивать память, наблюдательность, монологическую речь, умение работать с дополнительной литературой.
c) Воспитания: способствовать расширению кругозора учащихся, акцентировать внимание на экологических проблемах, связанных с применением радиоактивных изотопов.
d) Медиаобразования: формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, составлять план информационного сообщения, выделять главное, формировать умение аргументировать собственные высказывания.

Вместо рассказа учителя об искусственной радиоактивности и применении радиоактивных изотопов учащимся предлагается просмотр диафильма "Применение радиоактивных изотопов в промышленности, сельском хозяйстве, медицине". Перед просмотром школьники получают задание:
-Составьте план к д/ф.
-По составленному плану сделайте краткий пересказ д/ф.
Формирование умения работать со справочником можно продолжить при помощи такого задания:
-Проанализируйте таблицы справочника №266 и 267 (4, с.193-194). Первая таблица содержит сведения о некоторых изотопах и областях их применения. Во второй таблице указаны способы получения искусственных радиоактивных изотопов, получивших широкое практическое применение.
Для беседы по теме учащиеся выполняют задания на основе информационных сообщений СМИ:
1. Ознакомьтесь с информацией.
"Целый килограмм радиоактивных купюр, обнаруженных в хранилище центрального банка, пришлось уничтожить вчера в Москве... Детекторы определили, что они излучали 900 микрорентген в час.
"Это очень сильное загрязнение, - заявили в НПО "Радон". - Обычно купюры если и "светятся", то в десятки раз меньше. Нормальным для Москвы считается радиационный фон в 10-20 микрорентген. Правда, в помещениях он может быть и выше".
Купюры могли пометить каким-то изотопом спецслужбы для выявления финансовых махинаций (дачи взятки и т.п.). В МВД деньги в таких случаях покрывают короткоживущими изотопами, которые после проведения операции в течение короткого срока быстро улетучиваются. Но частные структуры могли их "запачкать" и чем-то более мощным".
а). Каким образом используют спецслужбы радиоактивные купюры?
б). Что такое "короткоживущие изотопы"?
в). Назовите достоинства и недостатки таких методов.
г). Как можно обнаружить радиоактивные предметы?
д). Что с ними делать в случае обнаружения?

2. Ознакомьтесь с информацией.
"Бывший член известнейшей попгруппы "Битлз" Джорж Харрисон завершил успешное лечение рака горла... По мнению певца и музыканта, опухоль в его горле возникла от злоупотребления табаком, хотя он неоднократно бросал курить, в последний раз в 1997 году. 54-летний артист прошел длительный курс радиоактивного облучения. Теперь он готовит новый альбом и в шутку обещает назвать его "Радиотерапия".
а). Назовите достоинства и недостатки радиотерапии.
б). В чем заключается принцип радиотерапии?

3. Ознакомьтесь с информацией.
Сенсационную новость сообщил вчера на пресс-конференции в РИА "Новости" директор научно-исследовательского центра "Анти-СПИД" Виктор Марков. Он заявил, что специалистами центра разработан метод, препятствующий распространению ВИЧ-инфекции. По словам г-на Маркова, предотвратить болезнь может облучение в малых дозах... Виктор Марков полагает, что число инфицированных зависит от экологических условий той или иной страны: чем лучше обстоят дела с экологией, тем больше больных СПИДом. Так, по его мнению, Японии и России удается пока избегать глобальных эпидемий благодаря повышенному радиационному фону. Следовательно, облучение можно считать панацеей от СПИДа".
а). Согласны ли вы с господином Марковым? Обоснуйте свою точку зрения.
Для работы с Хрестоматией по физике (3, с.203-205) учащиеся выполняют задание:
-Ознакомьтесь с отрывком "Из статьи Фредерика и Ирен Жолио-Кюри "Новый вид радиоактивности".
-Расскажите, о чем эта статья?
Урок 25
Тема: Биологическое действие ионизирующих излучений.
Цели урока:
a) Обучения: познакомиться с количественной характеристикой действия радиоактивных излучений на различные тела -дозой излучения, обсудить влияние излучения на живые организмы, средства защиты от излучений, вопросы охраны окружающей среды.
b) Развития: развивать монологическую речь, умение анализировать факты и явления на основе теоретических представлений.
c) Воспитания: способствовать расширению кругозора учащихся.
d) Медиаобразования: формировать умение переводить визуальную информацию в вербальную знаковую систему, понимать задания в различных формулировках и контекстах, формировать умение аргументировать собственные высказывания, понимать цели коммуникации, направленность информационного потока.

Для объяснения биологического действия ионизирующих излучений 2-3 учащихся готовят выступления по темам: 1). Доза излучения. 2). Биологическое действие ионизирующих излучений. 3). Защита от радиации.
Для учащихся, имеющих доступ к Интернету, предлагается задание:
-Известно, что на территории Российского научного центра "Курчатовский институт" расположены исследовательские реакторы, хранилища радиоактивных отходов и др. объекты. Их наличие диктует необходимость жесткого радиационно-дозиметрического контроля в разных зонах. На сайте РНЦ постоянно, с периодичностью 1 месяц помещаются сведения о состоянии окружающей среды на площадке центра. Выясните, какие параметры контролируются. Не превышают ли они норму? Нужны ли эти сведения кому-нибудь кроме сотрудников центра? Где он находится? (httр:/www.kin eru/rus/new/ekol.htm).
Остальные при этом получают задание:
-К каждому сообщению составьте в тетради письменный отзыв.
При обсуждении материала учащимся предлагаются следующие задания:
1. Ознакомьтесь с информацией.
"Крупную партию зараженных радионуклидами ягод обнаружили на рынках Москвы сотрудники лаборатории ветеринарно-санитарной экспертизы.
...при проведении радиометрических исследований было задержано аж 718 килограммов черники и голубики. Уровень содержания в ягодах радиоактивного вещества - цезия-137 - превышал предельно допустимый (40 беккерелей на килограмм) в 3-9 раз. Кстати, именно дикорастущие ягоды и грибы больше других продуктов "напитываются" радионуклидами".
а). Что такое "цезий-137"? Каков состав его ядра?
б). К какому типу радиоактивности относится данный элемент?
в). Каково происхождение этих ягод?
г). Каковы последствия их употребления?

2. Ознакомьтесь с информацией.
"...по некоторым данным, нынешней весной в хозяйствах Гомельской и Могилевской областей в севообороте задействовано свыше 4тыс. гектаров "чернобыльской" земли. А своеобразным лидером стал совхоз "Кормянский", где засеяно около 450 гектаров "радиоактивных" озимых.
Как нетрудно догадаться, при работах на зараженной земле не соблюдаются даже элементарные меры безопасности. Никто не обеспечивает механизаторов спецодеждой и респираторами, никто не занимается дезактивацией техники, а уж о лабораторных анализах урожая и речи не идет. А ведь совершенно очевидно, что выросшие на "чернобыльских" землях рожь и картошка небезопасны для потребителей. Например, проведенные анализы картофеля, выращенного в Чечерском районе Гомельской области, показали его полную непригодность и для употребления в пищу, и для производства крахмала - по причине чрезмерного содержания цезия и стронция".
а). Прокомментируйте информацию.
б). Каковы причины и последствия использования земель, загрязненных в результате аварии на Чернобыльской АЭС?
в). Что такое 1 гектар? Переведите 4 тысячи гектаров и 450 гектаров в основные единицы.

3. Ознакомьтесь с информациями.
"Как передает агентство РИА "Новости", в распространенном в Приштине сообщении указывается, что на вооружении американских военных в Косово - противотанковые снаряды с наконечником, содержащим уран, а также танк М1А1 Абрамс, броня которого покрыта обедненным ураном для прочности. Американцы настаивают, что обедненный уран, используемый как эффективное средство борьбы с бронетехникой, не представляет угрозы для здоровья. Американское командование подчеркивает, что использование вооружения с обедненным ураном продолжается уже годы и "это не тайна".
Скандал вокруг боеприпасов с обедненным ураном разразился после того, как шестеро итальянских военнослужащих, участвовавших в миротворческих операциях, умерли от лейкемии. Хотя не доказано, что заболевания лейкемией были связаны именно с обедненным ураном, содержащимся в боеприпасах. Однако. Исследовательская команда ООН считает, что радиоактивные снаряды, валяющиеся на земле, а также осколки могут представлять опасность для мирного населения".

"Обедненный уран (ОУ) - это продукт, получаемый при обогащении природного урана, используемого в вооружении и энергетике. В твердой форме он слабо радиоактивен, и уровень его воздействия на здорового человека и окружающую среду практически не вызывает беспокойства...
Оружейные наконечники из ОУ производятся для поражения прочных объектов - таких, как танки: они пробивают броню и затем извергают горящее облако, состоящее, среди прочего, из частиц ОУ. Частицы затем оседают в качестве химически ядовитой и к тому же радиоактивной пыли".
а). Прокомментируйте информацию.
б). К какой из высказанных в первом сообщении точек зрения вы присоединяетесь, почему?
в). Почему стороны настаивают на своих позициях?

4. Ознакомьтесь с информацией.
"Создать всеобъемлющую базу данных о радиационном загрязнении города намерены столичные власти.
В эту компьютерную базу данных станут вносить информацию о зараженных радиацией территориях, опасных в ядерном отношении объектах (свалках, научных институтах, предприятиях и т.д.) и даже о состоянии населения. Всех москвичей, получивших дозы радиации сверх установленных норм, решено "взять на карандаш".
Кроме того, внесут и данные о дозах облучения персонала "вредных" предприятий и даже данные об облучении населения при медицинских исследованиях".
а). Нужно ли это? Приведите обоснованный ответ.

5. Ознакомьтесь с информацией одной телевизионной рекламы.
"-Люди гуляют по радиоактивным газонам!
-Радиоактивные отходы выбрасывают прямо под ноги горожанам!
-В пункты приема вторсырья начали сдавать радиоактивный металлолом!
-Рубль подвержен не только инфляции, но и радиации!
-В радиоактивных стенах люди могут прожить, ни о чем не догадываясь, десятки лет!
-Ходить по ягоды на рынки следует с дозиметром!
-Ежедгодно в деньгах, в стенах квартир, на рынках в продуктах питания находят сильнейшие источники загрязнения!
-Как бороться с этой опасной угрозой?
-Многие народы мира повседневно использую карманные дозиметры.
-С помощью дозиметра можно быстро, просто и точно измерить уровень радиации.
-Имея свой дозиметр, вы защитите себя и своих близких от радиоактивной угрозы!
-Предотвратить проблемы сегодня гораздо легче, чем бороться с ними потом!
-Звоните прямо сейчас. Наши телефоны… Оградите себя и своих близких от опасности!"

а). Кто предлагает эту рекламу, кому и с какой целью?
б). Как защищает дозиметр от радиоактивной угрозы?
в). Выскажите свои аргументы "за" и "против" использования подобной рекламы. Приносит ли она какую-нибудь пользу потребителям? Вред?
г). Можете ли вы убедиться в истинности или ложности высказываний подобного сообщения? Предложите, как?
Если есть возможность, то намного лучше посмотреть сам сюжет, записанный на видеопленку. При просмотре этого сюжета по телевидению становится просто жутко. Угнетающие кадры в сочетании пугающими интонациями и текстом просто способствуют развитию радиофобии, особенно у людей доверчивых, малообразованных, не умеющих противостоять манипулированию сознанием со стороны СМИ. Не так уж безобидны подобные рекламы, и об этом обязательно нужно говорить во время обсуждения.
По следам этой беседы (а может быть и накануне) одному-двум учащимся можно предложить, используя дозиметр, измерить уровень радиации в разных местах - на улице, на рынках, в квартирах и т.д., и сделать на уроке краткое сообщение.
Для обобщения материала предлагается диафильм "Ядерное оружие должно быть запрещено".
Перед просмотром фильма сообщаются следующие вопросы для обсуждения:
-В чем заключается принцип действия ядерного оружия?
-Каково устройство авиационной бомбы с ядерным зарядом?
-Типы ядерных взрывов.
-Что вы знаете о "холодной войне"?
Кроме того, при просмотре д/ф, учащиеся отвечают на поставленные в нем вопросы.
Урок 26
Тема: Понятие об элементарных частицах. Классификация элементарных частиц.
Цели урока:
a) Обучения: ознакомить учащихся с элементарными частицами как единственными представителями материи на уровне меньших 10-5 м пространственных размеров и расстояний, раскрыть общие свойства элементарных частиц, дать их классификацию.
b) Развития: развивать внимание, все виды памяти, умение слушать и слышать друг друга, развивать монологическую речь.
c) Воспитания: способствовать формированию коммуникативной и эмоциональной культуры, воспитывать потребность в изучении дополнительной литературы.
d) Медиаобразования: формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, представлять ее в табличной форме, трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена. Формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию.

Во время выступления учителя или подготовленных сообщений учеников по темам:
1. Развитие физики элементарных частиц
2. Античастицы
3. Классификация элементарных частиц
4. Кварки,
остальные учащиеся получают задание:
-По каждому предложенному сообщению составьте сжатый план.
Кроме этого, к уроку учащиеся готовят сообщения о том, где в художественной литературе и СМИ встречается информация об элементарных частицах и античастицах. По этим сообщениям полезно провести небольшую беседу.
Для домашнего выполнения предлагается задание:
-По материалу заданных параграфов составьте таблицу характеристик для: фотона, электрона, протона, нейтрона, позитрона, нейтрино, указав в ней обозначение частиц, массу покоя, электрический заряд, стабильность. Таблица может выглядеть так:

Частица Обозначение Масса покоя, отн.ед. Электрический заряд, отн. ед. Стабильность
Фотон g 0 0 Да
Электрон e 1/1800 -1 Да
Протон p 1 1 Да
Нейтрон n 1 0 Нет
Нейтрино n "0 0 Да

Урок 27
Тема: Движение и взаимодействие элементарных частиц.
Цели урока:
a) Обучения: ознакомить учащихся с типами фундаментальных взаимодействий, раскрывая их особенности и отличия друг от друга, дать представления о механизме и переносчиках взаимодействия, установить связь типов взаимодействия с классами элементарных частиц.
b) Развития: развивать память, умение слушать, выделять главное, способствовать развитию воображения, образного и логического мышления.
c) Воспитания: формировать умение вести диалог, приобщить учащихся к достижениям современной науки и техники.
d) Медиаобразования: формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, составлять план информационного сообщения, выделять в нем главное, устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.

В начале урока учитель предлагает классу следующее задание:
-Составьте в тетради план-конспект по новой теме.
Рассказ учителя можно сочетать с просмотром диафильма "Понятие об элементарных частицах". Д/ф замечательно иллюстрирован юмористическими рисунками. Полезно предложить учащимся прокомментировать их и пояснить ассоциативные связи между содержанием рисунков и физической сущностью явления.
К этой теме может быть подобрана небольшая выставка книг.
В качестве конкретного примера того, как на практике изучаются свойства частиц, полезно использовать информационное сообщение СМИ:
Ознакомьтесь с информацией.
"…нейтрино обладают чрезвычайно высокой проникающей способностью, и регистрировать их невероятно трудно. Нейтрино может пройти расстояние 100 световых лет в веществе с плотностью воды, не провзаимодействовав с ним. Однако нейтрино во Вселенной очень много - по некоторым оценкам, не меньше, чем фотонов. Поэтому нейтрино все-таки время от времени в реакции вступают. Это и позволяет их обнаруживать, регистрируя продукты реакции счетчиками заряженных частиц. Счетчики располагают в толщах горных пород, на дне озер и морей…
Нейтрино возникают в результате определенных ядерных реакций. Например, протон распадается на нейтрон, позитрон и так называемое электронное нейтрино. Это позволяет строго определить, какой тип нейтрино зарегистрировал счетчик…
В нашей стране работают нейтринный телескоп на Байкале и комплекс установок Баксанской обсерватории. В Японии построен детектор нейтрино "Суперкамиаканде" - цилиндрическая емкость высотой 40 и диаметром 39 метров, наполненная дистиллированной водой. Детектор установлен в шахте на глубине около километра".
а). Найдите в таблице справочника обозначение и физические свойства нейтрино.
б). Запишите уравнение ядерной реакции, описанной в данном фрагменте.
в). Чем объясняется высокая проникающая способность этих частиц?
г). Почему счетчики нейтрино обязательно располагаются за мощным слоем вещества?
Для обобщения и закрепления материала темы подойдет кинофильм "Элементарные частицы".
Урок 28
Тема: Повторительно-обобщающий урок по физике атомного ядра и элементарным частицам.
Цели урока:
a) Обучения: формировать умение использовать изученный материал для объяснения явлений и решения задач, обобщить знания об основных физических объектах, о типичных явлениях, о методах изучения явлений физики атомного ядра и элементарных частиц; подвести итоги и дополнить сведения о практическом использовании изученных законов; ознакомить с некоторыми историческими фактами.
b) Развития: развивать умения систематизировать и обобщать изученное, выделять в изученном материале главное, развивать мотивы учения и интерес к физике постановкой вопросов, беседой, иллюстрациями, сменой видов деятельности.
c) Воспитания: способствовать расширению кругозора учащихся, созданию на уроке психологически комфортной среды, где допускаются заблуждения, ошибки.
d) Медиаобразования: формировать умение находить информацию в различных источниках.

В дополнение к знаниям по физике элементарных частиц на урок можно вынести вопрос про ускорители. Перед просмотром диафильма "Ускорители заряженных частиц" учитель обращает внимание на вопросы, записанные на доске:
-Что такое ускорители? Для чего они нужны?
-На какие виды делятся ускорители?
-Что между ними общего и что различного?
-Поясните принцип действия циклических ускорителей.
В качестве домашнего задания и для подготовки к контрольной работе учащимся предлагается выписать в тетради все основные понятия, с которыми они познакомились при изучении раздела "Квантовая физика". Проверить себя, все ли из них хорошо усвоены. Поработать над теми, которые вызывают сомнения.
Урок 29
Тема: Контрольная работа.
Цели урока:
a) Обучения: проверить усвоение раздела "Квантовая физика".
b) Развития: развивать умение использовать приобретенные знания для решения практических задач.

Литература.
1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: Учеб. для 11 кл. М.: Просвещение, 1995.
2. Енохович А.С. Справочник по физике и технике: Учеб. пособие для учащихся. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Просвещение, 1989.
3. Хрестоматия по физике: Учеб. пособие для учащихся 8-10 кл. [Сост. А.С.Енохович] Под ред. Б.Н.Спасского - М.: Просвещение, 1987.
4. Томилин А.Н. В поисках первоначал: Научно-популярное издание - Л.: Дет.лит., 1990.
5. Сауров Ю.А., Мултановский В.В. Квантовая физика: Модели уроков: Кн. для учителя. - М.: Просвещение; Учебная литература, 1996.
6. Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 9-11 кл.: Пособие для общеобразоват. учеб. заведений. -3-е изд. - М.: Дрофа, 1999.
7. Шахмаев Н.М. и др. Физика: Учеб. для 11 кл. сред. школы -2-е изд. М.: Просвещение, 1993.
8. "Физика в школе" №6, 1986.
9. Ольгерд Волчек. Мария Склодовская-Кюри. Издательство Интерпресс, Варшава 1981.
10. Громов С.В. Физика: Молекуляр. Физика. Квантовая физика: учеб. Для 11 кл. общеобразоват. учреждений. - М.: Просвещение, 1999.