Приведем экспериментальные материалы, поясняющие замысел и ход учебных диалогов по физике в 1-м классе.
Запись 1.
Почему книга падает вниз, а не зависает в воздухе? Как это "сделано"? (запись на доске)
Записи в тетрадях:
1) Костя [Излагает теорию Ильи]: Илья думает, что тяжелые камни притягивают книгу к Земле.
Стасик думает, что под книгой есть специальные шарики, а на самом деле их нет, но она бы спокойно падала [книга].
2) Илья: Я думаю, что центр Земли притягивает все к Земле (рис.)
Стасик думает, что если бы были шарики специальные, то бы книга держалась. А если шариков нет, то книга падает.
3) Стасик: Илья думает, что камни притягивают книгу к Земле. Теория моя. Я думаю, что если бы шарики, [но] их нет если были шарики, тогда...
4) Никита: "Теория Ильи". Книга не может зависать в воздухе, потому что есть специальные камни в центре Земли, и они притягивают книгу.
"Теория Стасика". Стасик думает, что если бы под книгой были специальные шарики, то книга бы не падала, но так как их нет, она спокойно падает вниз.
5) Саша: Теория Ильи. Книга не может зависать в воздухе, потому что внизу камни.
Теория Стасика. Стасик думает, что под книгой есть шарики, но на самом деле их нет.
6) Даня: А можно, дорогой учитель, я свою теорию? Она такова. Книга падает, потому что она тяжелее воздуха, а если бы она была легче воздуха, то тогда бы она летала, как на двигателе.
Запись 2.
Наши теории притяжения-падения. 5-я теория притяжения: Земля притягивает, как магнит (Ваня). (Запись на доске)
Записи в тетрадях:
1) Илья: Ваня думает, что в Земле есть магниты, и они притягивают. Воспроизводит первый рисунок Вани: мальчик на крыше дома, он прыгает по горизонтали — зачеркнутая горизонтальная стрелочка — но падает вниз — стрелочка вниз.
Ваня думает, что есть сфера и падает.
Воспроизводит второй рисунок Вани — два "гвоздика" ("болтика"), между ними сферическая "дуга". В центре дуги — мальчик, падающий вниз.
2) Стасик: Ваня думает, что есть на земле "болтики", которые магнитят (рис.)
Ваня думает, что есть на полу болтики, среди них есть магнитная дуга.
3) Костя: Ваня думает, что у человека на ногах есть магниты, невидимые, а на Земле — болтики невидимые (рис.)
Магнит притягивает книгу (рис.)
4) Саша: Ваня думает, что когда человек падает, у него на обуви есть магниты, а он падает, и человек разобьется. Вот эти болтики — это когти, а книга падает.
5) Даня: Ваня думает, что в земле есть болтики специальные, и у человека на ногах есть магниты, и человек падает или еще что.
Ваня думает, что в Земле есть болтики, и между ними есть магнитная дуга, и она притягивает, а если к книге приделать магнит,то они будут притягивать, и книгу разорвет.
Рис.: нарисована плоская Земля, в ней два "болтика", между ними — вверх — "магнитная дуга", между дугой и отрезком земной поверхности, на которую дуга опирается — "магнитное поле" — подписано; книга — вверху, в самой верхней точке дуги, от книги — криволинейные стрелочки — две к "болтикам", третья — вертикальная.
Запись 3.
Это — только запись на доске, выполненная учителем в качестве промежуточного итога обсуждения с первоклассниками. Она затем переписана каждым первоклассником в тетрадь.
Центральную роль в записи играют учебные рисунки детей. Они перерисованы учителем из детских тетрадей. (См. о значении учебных рисунков младших школьников в работах А.Н. Юшкова). Вокруг этих детских рисунков организован текст.
1. "Теория камней в центре Земли" (Илья).
Рисунок: Земля, камни в центре Земли, книга над Землей, стрелочка от книги вниз, к камням в центре Земли.
2. "Теория шариков, которых нет" (Стасик)
Рисунок: Земля, книга над Землей, стрелочка от книги вниз, между книгой и поверхностью Земли — "шарики, которых нет". Если бы шарики были (пусть и невидимые), то книга зависала бы, а так — падает. Поэтому шарики на рисунке перечеркнуты (на самом деле их нет).
3. Теория "Книга тяжелее воздуха" (Даня)
Рисунок: книга, стрелочка вниз, между Землей и книгой изображен воздух, сопротивление которого книга, однако, преодолевает в своем стремлении вниз.
4. Теория "Нет воды, и книга не плавает, а "тонет" в воздухе"(Костя). [Некое объединение апофатизма Стасика и теории Дани].
Рисунок: книга, стрелочка вниз, между книгой и Землей вода, на поверхности которой плавает книга. Вода зачеркнута, как на рисунке к теории Стасика.
5. "Теория поля" (Ваня)
Рисунок: Книга, закругленная поверхность Земли, нижняя плоскость маленького параллелепипеда, изображающего книгу, и поверхность Земли покрыта болтиками-магнитиками, попарно — по искривленной вертикали- соединенными линиями, образующими "магнитное поле", которое захватывает книгу и заставляет притянуться к Земле.
6. Теория притяжения, которое уменьшается с расстоянием (Саша и Илья).
Рисунок: Земля-шар, вокруг Земли еще несколько сфер (любимое словечко Ильи, который увлекается астрономией и с легкостью, мелом на асфальте, изображает все планеты Солнечной системы без ошибок). Книга "висит" в пределах первой сферы, она же (воображаемо) располагается в пределах второй сферы (стрелочка — притяжение меньше), наконец, книга, изображенная за пределами третьей небесной сферы, лишена стрелочки вовсе (там уже нет или почти нет притяжения).
7. Теория неподвижности (Стасик).
Притягивается то, что не неподвижно. Движущийся предмет сопротивляется притяжению.
Рисунок: Земля-шар. Книга (стрелочка) притягивается к центру Земли, камень (парабола) поднимается и падает, ракета (гипербола) преодолевает притяжение Земли, комета проходит около Земли, лишь чуть-чуть искривляя свою траекторию.
8. Теория массивности (Саша)
Саша говорит то же, что и Илья, но добавляет вот что:
Чем массивней, больше тело, тем сильнее поле тяготения вокруг него. У Земли это поле сильнее, чем у Луны.
Рисунок: Земля, Луна. астероид Стрелочками показано, что космонавт только чуть-чуть может оторваться от Земли, гораздо выше прыгает на луне и может вовсе покинуть астероид.
9. Добавление Вани о весе к теории Саши.
ВЕС человека на земле большой, на Луне его вес меньше, на астероиде он почти ничего не весит.
Запись 4. (11 марта)
На доске: Как устроено поле тяготения Земли? Обсуждение теории Вани.
1) Теория поля Ильи. Поле возникает сразу после рождения Земли.
2) Теория поля Миши. Поле тяготения похоже на поле магнита.
3) Теория Миши и Ильи. Эта притягивающая пустота похожа на водоворот. Не вырвешься! как жучок в ванне, когда вынимаешь пробку. Вязкая, тянущая, искривленная материя.
4) Теория притягивающих молекул Вани и Ильи.
Между Землей и книгой бегают молекулы. Они и тянут книгу вниз. Это гравитоны. Они и образуют поле тяготения. (Рисунок — книга, Земля, между ними стрелочки — в обе стороны).
5). Теория Дани. Солнце излучает лучи тяготения, такие струны. Они и образуют поле тяготения.
6). Дополнение Ильи. Эти струны тяготения состоят, наверное, из гравитонов — молекул тяготения.
Дети высказывали свои гипотезы устно, потом записывали вслух. Учитель записывал то, что читали дети, на доске. Образ Миши и Ильи — жучок в вязком водовороте ванны — ,конечно , поразил меня. "Научная" терминология исходила, в основном, от Ильи (молекулы, гравитоны). "Струны" Дани, видимо, удачное совпадение. Даня имел в виду, скорее всего, образ музыкальной струны, а не "струны" в теоретической физике.
Запись 5.
На доске: Черная дыра в ванне как модель "вихревой" теории притяжения.
В тетрадях:
1) Миша. Теория меня.
Срабатывает мышеловка, и какой-то вихрь притягивает, и очень тяжело вырваться.
2) Даня. «Черная дыра» — это рот, и ты, когда выходишь из корабля, то тебя растягивает возле рта, но еще далеко, но возле рта есть магнит, и он затягивает, а потом действует рот, он держит магнит рукой.
Далеко еще до рта, но — притягивает!
И он притянулся, этот человек.
Это — черная дыра.
3) Ваня. В космосе есть Черная дыра. Она похожа на ванну, а тараканчик падает в воде в Черную дыру.
В космосе Черная дыра похожа на ванну дыркой, туда затягивает тараканчика Черная дыра.
Черная дыра сделана, состоит из молекул. Ванна не во всем — модель космоса. Ведь в ванной есть труба, а в черной дыре космоса такой трубы нет. Рисунок "Притяжение — это падение" — спираль. В центре спирали — Черная дыра. В начале спирали — мальчик, кричит: ааа...ааа. Или, может, это тараканчик.
4) Илья. Наш космос — это ванная.
Наша труба — это и есть вся Вселенная.
Но пространство не кончается. И вихри никогда не кончаются. Ракета — это "тараканчик". Если близко — сразу "несет" на планету. Без парашюта может разбиться.
5) Стасик. Я думаю. что Черная дыра — она затягивает корабли, а ванна — воду.
Я думаю. что во вселенной Черная дыра — она затягивает космические корабли.
А в ванне воду. Как тараканчика.
6) Саша. На Луне космонавт, когда не падает, а когда уже близко, человека ветром как в рот. На Луне, когда космонавт прыгает, он очень высоко и возвращается, а когда он близко к земле, он падает. На Луне космонавт прыгает, и он высоко прыгает, и он потом возвращается на луну. А когда он возле Земли, его затягивает в рот. Рот — это притяжение ветром — как будто в рот, на Землю.
Запись 6.
"Каждое тело находится ... в вихре; будучи окруженным в свою очередь другими вихрями, которые принимают его к центру. Это стремление к центру и составляет вес тела, т.е. его тяжесть."
(РЕНЕ ДЕКАРТ. — Марио Льоцци. "История физики". М., "Мир", 1970, с. 84). — это написано на доске.
"Вихри тонкой материи по представлению Декарта" (Oeuvres de Descartes v. IX) — эту картинку рассматривают и комментируют дети.
На доске — портрет Декарта и его слова: "Cogito ergo sum".
В тетрадях- комментарии детей.
1) Костя. Я видел, что Солнце и вокруг него — планеты и еще вихри, они притягивают, как будто хотят разорвать Солнце. Декарт думал, что каждое тело из-за притяжения притягивает.
2) Стасик. Я вижу, что вихревое пространство, оно заселено планетами. а посередине — Солнце. Декарт думал так: Каждое тело находится в вихре будущего тела, каждое тело находится в вихре.
3) Илья. Я думаю. что вихри прям притягивают — притягивают, как будто приклеено.
Декарт думал так: что каждое тело "прилиплено" к Земле, и это все из-за вихрей.
4) Миша. Я вижу вихревую систему, она пытается рвать Солнца. Декарт думал так: каждое тело находится в вихре, тело очень и очень сильно притягливое и отрывается очень легко с метеорита.
5) Саша. Я вижу 9 планет и как будто хотят стрелять в солнце, но Солнце как будто оно сопротивляется, и они не делают этого.
Декарт думал так, что тяжелое пространство хочет как будто оторваться.
6) Ваня. Я думаю, что на нашей картинке сильные вихри пространства. Я понял, как Декарт думал: так каждое тело стремится в вихри.
Запись 7.
На доске:
"Есть тела, которые падают вниз, и тела, которые возносятся вверх (например, дым или огонь). Тяжелые тела, естественно, стремятся к "своему месту", находящемуся в центре Земли, а легкие стремятся ввысь, к граничной поверхности мировой сферы. Во всех случаях все тела. тяжелые или легкие, стремятся к своему естественному месту."
АРИСТОТЕЛЬ. (Марио Льоцци. "История физики", М., Мир, 1970, с. 10).
Портрет Аристотеля, его имя по-древнегречески.
К сожалению, детских записей к фрагменту из Аристотеля не сохранилось. Приведу основные детские суждения, не указывая авторов.
1. Как собачку тянет к своему месту — на коврике, так и тяжелое тело тянет к своему естественному месту — к центру Земли.
2. Это похоже на теорию Ильи, особенно — про тяжелые тела.
3. В легких телах меньше тела, а больше бестелесного. Дым легче огня, в нем меньше тела, чем в огне. А в паре еще меньше тела. Поэтому пар легче дыма, а дым — легче огня. Вот почему огонь, дым, пар стремятся вверх, в небо.
4. Легче огня, дыма и пара — душа. В ней совсем нет тела. Поэтому естественное место души — небо.
Запись 8.
На доске:
"Правила рассуждения (regulae philosophandi)
1. Не принимать иных причин явлений, кроме тех, что достаточны для их объяснения.
2. Всегда относить аналогичные явления к одной и той же причине. Например, свет от кухонного фонаря и солнечный свет должны вести себя одинаково.
***
Если все тела притягиваются к Земле, море притягивается к Луне, а планеты притягиваются к Солнцу, то мы можем заключить, что все тела притягиваются друг к другу.
Причину этих свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю (hupotheses non fingo).
Бог пребывает всюду, также и в вещах. Посредником в действии на расстоянии является Бог, присутствующий как в пространстве, свободном от тел, так и в том, где есть тела."
ИСААК НЬЮТОН. (Марио Льоцци, с. 128-129; 140).
Портрет И. Ньютона и его изречение по-латыни: "hupotheses non fingo".
В тетрадях — комментарии детей.
1) Даня. Очень важно для Ньютона то, что огонь и солнечный свет — это одно и то же.
Луна и книга. которые падают, падают по одной причине, море притягивается к Луне, а все планеты к Солнцу. Значит, все тела притягиваются друг к другу, но я, Ньютон, гипотез не измышляю, это делает только Бог.
2) Никита. Для Ньютона самый главный закон: все похожие явления имеют одну причину, например, свет лампы и свет солнца — одна причина. Или море притягивает Луна, а Солнце притягивает планеты — одна причина. А гипотез я не измышляю.
3) Миша. Ньютон написал: Не надо гипотез!
Ньютон не хочет измышлять!
Он говорит Декарту и Аристотелю:
— Нет! Гипотез я не измышляю.
Запись 9.
На доске:
Какая из теорий притяжения: Кости, Ильи, Миши, Вани, Стасика, Никиты, Дани, Саши, Аристотеля, Декарта и Ньютона мне кажется правильной и почему?
В тетрадях —
1) Никита. Я думаю, что правильная теория — теория Дани, потому что я видел, как бы, что книга тяжелее воздуха.
2) Миша. ВСЕХ правильная теория, потому что всех убеждающие, но у меня самая правильная, потому что притягивает вихрь, а не воздух.
3). Даня. Я думаю, что моя теория правильная. почему она правильная? Потому что воздух не может удержать книгу.
4). Стасик. Я думаю, что теория Данина правильная, и потому она правильная, потому что книга тяжелее воздуха.
8 августа 2009. Харьков
- Войдите, чтобы оставлять комментарии