ჩემი გამოცდილება: როგორ ვასწავლოთ მოსწავლეებს არქიმედეს კანონი

ცნობილია, რომ ფიზიკის სწავლება უმნიშვნელოვანესია 21-ე საუკუნეში, როდესაც ტექნოლოგიები ელვის სისწრაფით ვითარდება. განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ეს დღეს, როდესაც განათლებისა და მეცნიერების დარგში მრავალი სასიკეთო ცვლილება დაანონსდა. მეტი ავტონომია სკოლას და მეტი შემოქმედებითობა მასწავლებელს -ხარისხიანი სწავლა-სწავლების პროცესის საწინდარია. ის, რომ მასწავლებელი აღარ იქნება დატვირთული მრავალი უსაფუძვლო აქტივობით, მას საკმაო დროს გამოუთავისუფლებს, რათა იფიქროს, როგორ გახადოს გაკვეთილი უფრო საინტერესო და მოსწავლეზე ორიენტირებული.

კაბინეტი, რომელშც გაკვეთილებს ვატარებ, საერთოა საბუნებისმეტყველო საგნებისთვის, ხელსაწყოები მოძველებულია, ყოველ გაკვეთილზე არ გვაქვს საშუალება, პროექტორი გამოვიყენოთ, სირთულეებს გვიქმნის. მაგრამ მაინც შეიძლება, გავამრავალფეროვნოთ ჩვენი გაკვეთილები. იაფი საშუალებებითაც შეიძლება ჩატარდეს ცდები, ექსპერიმენტები. გ. გედენიძისა და ე. ლაზარაშვილის სახელმძღვანელოში ყოველი გაკვეთილის წინ მოცემულია ცდა, რომელიც მომდევნო გაკვეთილის გაგებაში გვეხმარება. მოსწავლეები ამ ცდებს სახლში ატარებენ. ხშირად მოსწავლეებს ვავალებ, დაამზადონ რესურსი, რაშიც დიდი ინტერესით ერთვებიან. ზოგჯერ ინტერნეტშიც ვპოულობ რესურსის დამზადების ინსტრუქციას, მოსწავლეებს ვუზიარებ და ისინიც ცდილობენ, აკეთებენ. შემდეგ ამ რესურსებით ვატარებთ ცდებს, მოსწავლეები გამოთქვამენ ვარაუდებს, მსჯელობენ, გამოაქვთ დასკვნები. ასეთი გაკვეთილები მათ მაღალი დონის სააზროვნო უნარებს გამოუმუშავებს.

საატესტატო გამოცდები დიდ ტვირთად აწვა მოსწავლესაც და მასწავლებელსაც. გაკვეთილი ხშირად ამ გამოცდის ჩაბარებისთვის მზადებას ეწირებოდა. გვერდზე გვრჩებოდა მთავარი – გამოგვემუშავებინა მოსწავლისთვის კვლევითი უნარ-ჩვევები. რაც შეეხება პროგრამას, ვფიქრობ, სიახლეები მასაც უნდა შეეხოს. პროგრამა არ უნდა იყოს გადატვირთული, გათვალისწინებული უნდა იყოს მოსწავლის მზაობა ინფორმაციის მისაღებად.

ჩემი აზრით, არქიმედეს ძალის შესწავლას უფრო მეტი დრო და ყურადღება უნდა დავუთმოთ. აუცილებლად უნდა ჩავატარებინოთ მოსწავლეებს მარტივი ცდები და ექსპერიმენტები. მაგალითად, ავაწონინოთ საწონი ჯერ ჰაერში და მერე წყალში. ისინი მივლენ დასკვნამდე, რომ

F=P-P,

სადაც P არის წონა ჰაერში, P – წონა წყალში.

ამ კანონის გასააზრებლად მოსწავლეებს ყოველთვის ვთავაზობ, ჩაატარონ ცდა სასხმელიანი ჭიქით (თუ ასეთი ჭიქა არ გვაქვს, შეიძლება, ჭურჭელი ბოლომდე წყლით ავავსოთ და სხეული ფრხილად მოვათავსოთ მასში ქვემოთ წინასწარ სხვა ჭურჭლის დახვედრებით). გადმოსხმული წყლის აწონით ისინი რწმუნდებიან, რომ სხეულის მიერ გამოდევნილი წყლის წონა მართლაც არქიმედეს ძალის ტოლია.

ამოცანების ამოხსნისას მოსწავლეებს ხშირად ავიწყდებათ, რომ არქიმედეს კანონში სითხის სიმკვრივეზეა ლაპარაკი, ასევე თუ სხეული ტივტივებს, V ჩაძირული ნაწილის მოცულობას გამოხატავს, ამიტომ, ჩემი პრაქტიკიდან გამომდინარე, მოსწავლეებს ვთავაზობ, არქიმედეს კანონის ჩაწერისას აუცილებლად გამოიყენონ ინდექსები:

F= gVჩაძირული

სხეულის ცურვის პირობების გასაცნობად კარგია მარტივი ექსპერიმენტის ჩატარება: პლასტილინის ნაჭერს მივცეთ ბურთულის ფორმა და ჩავუშვათ წყალში. ის ჩაიძირება. ახლა ბურთულა ამოვიღოთ და გავაბრტყელოთ ისე, რომ ნავის ფორმა მიიღოს. ფრთხილად დავდოთ წყალზე – დავინახავთ, რომ ის არ ჩაიძირება. მოსწავლეები თვითონვე დასვამენ კითხვებს და თვითონვე უპასუხებენ. თუ დასკვნამდე ვერ მივიდნენ, მხოლოდ მაშინ მივცეთ მიმართულება. შევახსენოთ, რომ თუ სხეული სიღრუეს შეიცავს, მისი სიმკვრივე მცირდება.

ცურვის პირობები თითქოს ძალიან მარტივია, მაგრამ სახელმძღვანელოებშიც გვხვდება მცირე უზუსტობები, ზოგჯერ შეცდომებიც კი. როდესაც სხეულის სიმკვრივე სითხის სიმკვრივეზე ნაკლებია, იგი ტივტივებს. ამ დროს სიმძიმის ძალა არქიმედეს ძალის ტოლია. ავტორები ზოგჯერ წერენ, რომ არქიმედეს ძალა მეტია სიმძიმის ძალაზე. მაგრამ ამ დროს უნდა მიუთითონ, რომ ეს – იმ შემთხვევაში, როცა სხეულს სითხის შიგნით რამენაირად ვაკავებთ. თუ მას ხელს გავუშვებთ, ის იქამდე იმოძრავებს, სანამ არქიმედეს ძალა არ გაუტოლდება სიმძიმის ძალას.

ხშირად გვხვდება ამოცანები, სადაც სხეულის ტივტივისას გვთხოვენ დავადგინოთ, რა ნაწილია ჩაძირული სითხეში. ამ დროს სიმძიმის ძალისა და არქიმედეს ძალის ტოლობიდან გამომდინარეობს, რომ

ჩემს პედაგოგიურ პრაქტიკაში ამ ფორმულას ხშირად ვიყენებ, მოსწავლეებსაც ვაწერინებ და ვთავაზობ, მზა სახით ისწავლონ. მინდა ვურჩიო ჩემს კოლეგებს, მათაც გამოიყენონ ეს ფორმულა მზა სახით ამგვარი ამოცანების ამოხსნისას.

მინდა, კიდევ ერთ საკითხზე შევაჩერო ჩემი კოლეგების ყურადღება: კარგი იქნება, თუ მოსწავლეებს ვკითხავით: „რა მოხდება, თუ მართკუთხა პარალელეპიპედის ფორმის სხეულს აკვარიუმის ფსკერზე მოვათავსებთ და წყალს დავასხამთ?“  შესაძლოა, მოსწავლეებმა თვითონვე გვიპასუხონ, რომ ის არ ამოტივტივდება, თუნდაც მისი სიმკვრივე წყლის სიმკვრივეზე ნაკლები იყოს, რადგან წყალი ამ დროს არ არის სხეულის ქვემოთ. პირიქით, წნევის ძალა სხეულს ზემოდან აწვება. ცნობილია, რომ ეს ფაქტი წარმოადგენს საშიშროებას წყალქვეშა ნავისთვის, რომელიც გრუნტზე დაჯდება.

ასევე მნიშვნელოვანია, დავანახოთ ფიზიკის კავშირი ყოველდღიურობასთან, გლობალურ პრობლემებთან, მივაქციოთ მათი ყურადღება გლობალურ დათბობას და დავავალოთ, მოიძიონ ინფორმაცია ამ პრობლემის მიზეზების შესახებ. ამ კონტექსტში კარგია ასეთი ამოცანსი მიცემა: „როდესაც ყინულის ნაჭერი წყალშია მოთავსებული, რა მოსდის წყლის დონეს ყინულის გადნობისას?“ მოსწავლეები დამოუკიდებლად ან ჩვენი დახმარებით მივლენ დასკვნამდე, რომ წყლის დონე არ შეიცვლება. დავსვათ კითხვა: მაშ, როგორ ახსნით იმ პრობლემას, რომ არსებობს ხმელეთის ნაწილის დატბორვის საშიშროება?“ თუ ვერ უპასუხებენ, ვკითხოთ, როდის იწევს წყლის დონე ჭიქაში: როდესაც ყინულს ვყრით თუ როდესაც ის დნება? მივცეთ საშინაო დავალებად, ჩაყარონ წყალში ყინული და დააკვირდნენ.

ამგვარად, არქიმედეს კანონი ძალიან საინტერესო და მნიშვნელოვანი კანონია. ვფიქრობ, ღირს, მასზე უფრო მეტად გავამახვილოთ ყურადღება, ჩავატარებინოთ მოსწავლეებს მარტივი ექსპერიმენტები და ცდები, მივაწოდოთ არქიმედეს ძალის სხვადასხვა ფორმულა, მოვიყვანოთ ცხოვრებისეული მაგალითები, დავავალოთ დამატებითი ინფორმაციის მოძიება, მაგალითად, ასეთ საკითხზე: მოქმედებს თუ არა არქიმედეს კანონი უწონობაში? – და სხვა. ამ გზით სწავლა უფრო საინტერესო გახდება და ჩვენც უკეთეს შედეგს მივიღებთ. რაც მთავარია, თვითონ მასწავლებელმა არასოდეს უნდა შეწყვიტოს სწავლა, რადგან ეს მართლაც უწყვეტი პროცესია.

კომენტარები

comments