ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ КАК ИНСТРУМЕНТ ПАТРИОТИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ

Аннотация. В статье представлен опыт разработки и апробации тематических задач по физике с патриотическим содержанием. Задачи объединены в блоки по разделам электродинамики и ядерной физики и привязаны к реальным историческим событиям и личностям: от изобретений А.С. Попова до современных достижений Росатома. Показано, что такие задачи не только поддерживают интерес к предмету, но и формируют конструктивное отношение к истории отечественной науки.

Ключевые слова: обучение физике, патриотическое воспитание, тематические задачи, старшая школа, электродинамика, ядерная физика.

Когда учитель физики слышит словосочетание «патриотическое воспитание», у большинства перед глазами встаёт стандартная картинка: стенд с портретами, торжественная линейка или доклад на классном часе. Всё это, конечно, важно, но никак не относится к учебному процессу на уроках физики. Попытки включить подобный патриотизм в формулы чаще всего выглядят искусственно, а подростки это непосредственно чувствуют и в большинстве случаев просто отвергают.

В своей работе я попробовала пойти другим путём. Вместо того чтобы говорить о патриотизме отдельно, я вшила его в привычную ткань урока — в физические задачи. Получилось, что ребята решают обычные (по форме) задачи, но в их условии оказываются реальные цифры, реальные люди и реальная история отечественной науки. И самое главное, что для большинства учеников это работает.

Нужно отметить, что учебники физики для 10–11 классов содержат много хороших задач, но они, как правило, абстрактны: «конденсатор ёмкостью…», «деление ядра урана…» и т. д. Они конечно же практичны и полезны, но не несут необходимую воспитательную функцию. Поэтому я решила переформулировать условия, сохранив физическую суть.

Например, в разделе «Электродинамика» вместо безликого «колебательный контур имеет индуктивность…» появилась задача про приёмник А.С. Попова. В ней нужно определить индуктивность катушки и ёмкость конденсатора, но при этом ученик узнаёт, что 7 мая 1895 года русский физик впервые продемонстрировал радиоприёмник, и что именно это изобретение положило начало всей современной связи. Аналогично – задача про трёхфазный трансформатор М.О. Доливо-Добровольского, который в 1891 году создал систему, работающую до сих пор на всех электростанциях мира. Или задача про правило Ленца, где мы вспоминаем, что Эмилий Христианович Ленц, хотя и был немецкого происхождения, всю жизнь проработал в России и сделал открытие, без которого сегодня не работает ни один генератор.

Таким образом, патриотический компонент просто живет внутри моей задачи и следует за учеником фоном на протяжении ее решения.

Особенно хорошо этот приём сработал в разделе ядерной физики. Там цифры большие, события драматичные, а связь с историей – прямая.

Вот, например, задача о реакторе Ф-1. Ученик вычисляет тепловую мощность: 3,2·10⁻¹¹ Дж на одно деление, а 10¹⁶ актов в секунду дают 320 кВт. Цифра по нынешним временам скромная (аналогия с мощностью нескольких тракторов), но когда я говорю, что именно этот реактор был запущен 5 ноября 1946 года под руководством Курчатова и стал первым в Европе, отношение к этой «скромной» цифре меняется. Потом мы считаем, сколько граммов урана-235 расходовалось за сутки, и выходим на тот объём, который можно реально представить.

Задача про атомный ледокол «Ленин» даёт вообще удивительную цифру. Реактор выдаёт 90 МВт тепловой мощности и работает 3 года без перезагрузки. Когда считаешь, сколько дизельного топлива потребовалось бы на такой же срок, получаются сотни тысяч тонн. А потом я просто сообщаю: «И это был первый в мире атомный ледокол. И до сих пор атомный ледокольный флот есть только у России». Никакого дополнительного пафоса не нужно, цифры говорят сами за себя.

Одна из самых сильных задач, на мой взгляд, про спонтанное деление урана, открытое Г.Н. Флёровым. Условие: период полураспада урана-238 составляет 10¹⁶ лет, в 1 кг - 2,5·10²⁴ ядер. Надо найти, сколько ядер распадается за секунду. Получается ничтожно мало, но исторический контекст здесь важнее расчёта. Флёров понял, что если спонтанное деление идёт, значит, цепная реакция возможна. И в 1942 году написал письмо Сталину, где доказал, что атомное оружие нужно делать немедленно, и это стало переломным моментом. Задача превращается в рассказ об ответственности учёного и о том, как физика может влиять на судьбу страны.

Задача про 118-й элемент (оганессон) вообще уникальна. Это единственный элемент в таблице Менделеева, названный в честь ныне живущего человека, Юрия Цолаковича Оганесяна. Период полураспада 0,7 миллисекунды. Мы считаем число нейтронов, заряд ядра, а потом говорим: «Элемент живёт меньше секунды, но его синтез — это вершина современной экспериментальной физики, и сделали это наши учёные в Дубне».

Цель подобных задач заключается в первую очередь в том, чтобы вызвать уважение к трудам выдающихся ученых нашей страны, и здесь нет пропаганды, есть чистый факт мирового первенства.

Я апробировала этот комплекс задач в Казанском технологическом колледже (КТК ФГБОУ ВО «КНИТУ»). В экспериментальной группе мы на протяжении нескольких месяцев на уроках вместо абстрактных задач использовали тематические, в то время как в обычной группе занятия шли без отклонений от рекомендованных сборников. Для оценки я использовала опросник Р. Шатца в адаптации С.В. Васильевой и А.В. Микляевой для подростков, который различает слепой и конструктивный патриотизм.

Входное тестирование показало, что группы не различаются статистически (p > 0,05), а выходное дало разницу: в экспериментальной группе уровень конструктивного патриотизма вырос достоверно (p = 0,0017), в контрольной изменений не произошло (p = 0,88).

Я не могу сказать, что всё дело только в задачах. В комплексе были и кроссворды, и сценарии внеурочных мероприятий (ко Дню космонавтики, про Росатом и т.д.), элементы физического календаря, но именно задачи составили костяк. Они не требуют отдельного времени, учителю не нужно проводить специальный патриотический час, задачи встроены в обычную структуру урока.

Можно ли воспитать патриотизм только с помощью тематических физических задач? Конечно, нет, ведь патриотизм – это сложное и многогранное чувство. Однако, можно сделать так, чтобы на уроке физики ученик увидел: наука, которую он изучает, создавалась не абстрактными «западными учёными», а конкретными людьми, часто его соотечественниками. Что формулы, которые он заучивает, стояли за реальными технологиями, и что по сей день Россия продолжает быть на переднем крае в ядерной физике, атомной энергетике и космосе.