статья на тему "Формирование общекультурных компетенций на уроках физики".
статья по физике (11 класс)

Формирование общекультурных компетенций на уроках физики.

Наука и искусство – две грани одного и того же процесса – творчества. Современная наука не может развиваться без способности ученых к образному мышлению. Воспитывается же образное мышление искусством. Академику Л. Д. Ландау принадлежат замечательные слова: «Грош цена вашей физике, если она застилает для вас все остальное, шорох леса, краски заката, звон рифм. Это какая-то усеченная физика, если хотите - выхолощенная. Я, например, в нее не верю… любая замкнутость прежде всего свидетельствует об ограниченности… Физик, не воспринимающий поэзии, искусства, - плохой физик». Известный социолог Г.Н. Волков писал «Искусство не только и не столько хобби в жизни ученого, не только и не столько средство отдыха и приятного времяпрепровождения, сколько совершенно необходимая для самой научной деятельности «гимнастика ума», тренировка его способности рождать фантазии, находить новые связи и ассоциации»

 Часто способные к различным видам искусства ученики тяготятся уроками, на которых преподаются точные науки, а так называемые технари не интересуются искусством. Задача учителя – показать, что людям творческих профессий знания по физике просто необходимы профессионально, а глубокие эмоции необходимы любому человеку, какой бы деятельностью он не занимался.

Рассказы об ученых, чья жизнь так или иначе связана с искусством влияют на становление нравственно-эстетических идеалов учащихся.

Там, где это уместно, учитель должен упомянуть, что А. Эйнштейн с удовольствием играл на скрипке. Он не просто любил музыку, музыка была важной частью его жизни. Великий физик был убеждён, что между музыкой и физикой есть много общего. Он говорил, что «Физика раскрывает неизвестное в природе, а музыка - в человеческой душе. Это два метода познания мира». Макс Планк и Вернер Гейзенберг были отличными пианистами.
Александр Леонидович Чижевский установил взаимосвязь между изменениями солнечной активности и событиями на Земле. Влиянию космоса были подвержены многие грани существования человеческой цивилизации: частота психических заболеваний и массовых эпидемий, урожайность и экономические кризисы, появление новых научных теорий и возникновение войн и революций. Он был также хорошим художником, его картины пользовались успехом у современников.

Физик Томас Юнг является одним из авторов современной теории цвета. Он был очень разносторонней личностью, он изучал и акустику, и оптику, и механику, и медицину, и филологию. Юнг был очень хорошим музыкантом, разбирался в живописи.

М.В. Ломоносов соединил выдающийся талант ученого и мастерство художника: разработанные им в Химической лаборатории рецептура и технология изготовления цветных непрозрачных стёкол, смальты и скрепляющего раствора позволили создать в его мозаичной мастерской самобытные произведения изобразительного искусства.

Физику и музыку объединяет звук. Звук - это явление не только музыкальное, но и физическое. На уроках физики раскрываются физические основы музыки, рассматриваются главные характеристики звука — ритм, тон, громкость, высота, тембр и другие. Существует такая легенда. Когда-то Федор Иванович Шаляпин гостил в имении князя Голицына. Однажды он принял приглашение отведать шампанского, которое хранили в природном холодильнике — большом гроте на берегу моря. Шаляпину так понравился экзотический зал с идеальной акустикой, что он запел во весь голос, отчего в его руке лопнул стакан с шампанским. Изучение физических основ построения музыкальных инструментов, явление резонанса и особенностей звучания инструментов великих мастеров показывает, как знания физики помогают создавать, прекрасные произведения — инструменты и музыку.

 Физика изучает не только музыкальные, но и другие звуки. Например, звуки, которые мы не слышим, но которые могут оказывать сильное воздействие на человека— ультразвук и инфразвук.

Впервые инфразвук привлёк к себе внимание экспериментом американского
физика Роберта Вуда. В лондонском театре ставили спектакль из жизни приведений. Вуд предложил для создания атмосферы таинственности и страха использовать инфразвук. Действительность превзошла все ожидания. Неслышный звук заставил задрожать хрустальные подвески люстр, поверг в панику, не только зрителей, но и людей на улице и лошадей у подъезда.

При изучении оптических явлений можно обратить внимание учащихся на то, что выразительность живописи определяется и удивительным сочетанием цветов, и характером мазка, и обработкой красочной поверхности (фактура). На картине происходит диффузное отражение света — его рассеивание неровной поверхностью картины по всем возможным направлениям. Пространственное распределение отражённого света и его интенсивность различны в разных конкретных случаях и определяются соотношением между длиной волны падающего излучения и размерами неровностей, распределением неровностей по поверхности, условиями освещения, свойствами отражающей среды. Поэтому художник, нанося мазок на холст, обязан помнить и о законах отражения и преломления света, и о рассеянии света веществом.

На картине В.И. Сурикова «Боярыня Морозова»; снег не просто белый, он небесный. При близком рассмотрении можно увидеть множество цветных мазков, которые издали, сливаясь воедино, и создают нужное впечатление.

Этот эффект использовали художники, создавшие новый стиль — пуантилизм (живопись точками или мазками в виде запятых). Художники-пуантилисты Ж. Сёра и П. Синьяк изучали работы Томаса Юнга и «Теорию цветов» американского физика О.Н. Руда. 
Их техника, позволяла добиваться необыкновенной прозрачности и вибрации воздуха. Оба художника подходили к своим сюжетам в соответствии с оптическими законами, установленными Максвеллом, Гельмгольцем. 

Человеческий глаз способен различать в спектре солнечного света до 150 различных цветовых оттенков, а знаменитый А. Куинджи использовал в своих произведениях более 100 оттенков.  Посмотрите на картину А. Куинджи «Лунная ночь на Днепре», на которой запечатлена ночь. Поразительно, сколько оттенков чёрного подобрал художник и как удивительно изящно передал иллюзию света луны. Некоторые зрители – современники Куинджи – пытались даже заглянуть за полотно: нет ли там искусственной подсветки?

Много иллюстраций можно подобрать на законы отражения и преломления света.

Например, изображение опрокинутого пейзажа на спокойной поверхности воды выполняется по правилам зеркального отражения.

Различные ощущения света и цвета можно описать при изучении глаза. Восприятию живописного полотна мешает старость зрения. С возрастом хрустально-прозрачная среда глаза понемногу желтеет, поэтому пожилые люди смотрят как бы через жёлтое стекло, пропускающее жёлтые и красные лучи, а фиолетовые и синие поглощающее. После повреждения картины, известной в народе под названием «Иван Грозный убивает своего сына» реставраторы склеили холст и Репин с энтузиазмом взялся восстанавливать живопись, попутно исправляя «ошибки». Ему казалось, что лицо Ивана Грозного слишком желтое и он стал заново писать его, налегая на холодные фиолетовые тона. Позже репинские исправления были смыты, а другой художник по репродукциям, восстановил первоначальный облик картины.

При изучении темы «Шкала электромагнитных волн» можно рассказать о физических методах исследования картин:

1.Фотографии в ультрафиолетовых лучах, позволяют увидеть каких участков на полотне касалась чужая кисть, что пририсовано или написано заново.

2.Фотографирование в инфракрасных лучах, дает возможность судить о состоянии верхних слоев краски, прояснить надписи, которые невозможно было прочесть.

3.Рентгенография. Рентгеновские лучи, пронизывая картину, делают доступными для изучения глубокие и самые старые слои живописи, при этом на фотопленке фиксируются и трещины в красочном слое.

Изучая явление электролиза можно рассказать, что в 1836 году русский ученый Борис Семенович Якоби открыл способ получения электролитическим путем копий в металле. Это было выдающееся открытие, в истории культуры оно может быть приравнено к открытию книгопечатания. Открытие было использовано при строительстве Исакиевского собора. Фасад здания венчают изваяния двенадцати апостолов, а угловые части — ангельские статуи со светильниками.  Некоторые из этих фигур были изготовлены методом гальванопластики, а именно предназначенные для северного фронтона евангелист Иоанн, святые апостолы Петр и Павел.  

Значительное место занимает физика в театре при подготовке спектакля. Сегодняшний постановщик спектакля – это человек с инженерно-художественным мышлением. Он должен точно чувствовать направление и интенсивность света, цветом создавать различное настроение, руководить музыкальным и шумовым оформлением.

 В театрах, очень важно звучание музыки, голосов актеров, что зависит от акустических свойств зала. В 1934 г. в Ростове-на-Дону был сдан в эксплуатацию крупнейший в мире провинциальный театр со зрительным залом на 2500 мест. Несмотря на великолепную планировку и замечательный художественный образ («театр-трактор» увековечил эпоху индустриализации страны, ее высокий революционный романтизм), акустика зала была неудачной: десятки мест оказались в «провалах», т. е. в «мертвых точках», куда звук со сцены почти не доходил. Во время Великой Отечественной войны театр был разрушен. После восстановления в 1963 году здание перестроили, акустику улучшили.

Художественное литье и ковка

Специалистам этих профессий необходимо знания по физике, и в первую очередь о процессах нагревания, плавления, отвердевания разных материалов, пластичности, деформациях, в том числе остаточных.

Объяснить, почему ковку производят при нагревании металла, почему для художественного литья используют главным образом чугун, можно только на основе физики: металл нагревают, чтобы повысить его пластичность и снизить сопротивление деформации; чугун при отвердевании увеличивается в объеме, поэтому он заполняет мельчайшие изгибы формы и позволяет получать произведения, хорошо передающие особенности оригинала.

В настоящее время перед школой стоит проблема: как повысить мотивацию учащихся к изучению предметов школьного курса, в том числе одного из наиболее сложных– физики. Одним из важнейших мотивов, побуждающих к приобретению знаний, является интерес к предмету. Учебные занятия, на которых физика и искусство идут рука об руку, способствуют формированию у учащихся положительного отношения к физике. Однако следует помнить: плохо, когда точные науки преподаются сухо, в виде свода законов и формул, но и излишние эмоции не нужны. Изменяя педагогический подход мы должны сохранить возможность приобретения учащимися полноценных знаний. Нужна гармония, поэтому любой пример должен быть подчинен логике урока.