Професійне спрямування учнів при вивченні ядерної фізики в школі

Матеріал з Wiki
Перейти до: навігація, пошук

Зміст

Назва статті

Професійне спрямування учнів при вивченні ядерної фізики в школі

Автор (посилання на сторінку користувача)

Мірошниченко Володимир Григорович

Анотація статті

У статті розглядаються проблеми впровадження профорієнтації на уроках фізики під час вивчення атомної та ядерної фізики в школі. Досліджені інструментарії профорієнтаційного характеру. Автор подає варіанти заходів, які можуть бути використані у межах викладання вказаної теми.

Ключові слова

Навчальний процес, розв’язування задач, професійна орієнтація, професійне самовизначення, шкільний предмет.

Постановка проблеми

Вибір професії - одна зі складних і відповідальних життєвих завдань, якупотрібно вирішувати людині. І потрібно визнати справедливість слів великого педагога К. Д. Ушинського: «Якщо Ви вдало виберете працю і вкладете у нього свою душу, то щастя саме Вас знайде», так як можливість займатися улюбленою справою – і є оте саме щастя людини. Професійна орієнтація через навчальний предмет - один із провідних напрямів профорієнтації школярів. У ході викладання навчальних дисциплін повинні виконуватися завдання трудової підготовки школярів, ознайомлення їх з основами сучасного промислового та сільськогосподарського виробництва, будівництва, транспорту, сфери обслуговування; формування в них трудових умінь і навичок, спонукання до свідомого вибору професії. Кожний навчальний предмет, а фізика напевне найбільше, сприяє вирішенню завдань профорієнтації різними засобами. Шлях до вибору тієї чи іншої професії проходить у багатьох випадках через розвиток у школярів інтересу до навчальних предметів. Інтерес до фізики обумовлюється, насамперед, практичною значущістю цієї дисципліни. І один з головних шляхів зародження професійних інтересів - захоплююче яскраве викладання. Полюбивши фізику, учні хочуть зробити її основою своєї майбутньої професії, починають дізнаватися, які існують спеціальності, пов'язані з цією наукою, і готуються до вступу до відповідного навчального закладу. Як правило, це проявляється, насамперед, у тому, що вони з великим бажанням і активністю вивчають фізику. Таким чином, суть профорієнтаційної роботи у процесі викладання фізики полягає в тому, щоб допомогти учням глибоко і міцно засвоїти основний навчальний матеріал, навчити їх самостійно здобувати інформацію, користуватися набутими знаннями для вирішення різних практичних завдань.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Проблему професійної орієнтації в школі - свідомого вибору професійного життєвого шляху вивчались вітчизняними і зарубіжними вченими зрізних боків та виходячи з різнобічних поглядів, оскільки проблема профорієнтації є багатоплановою як за значенням, так і змістом. Якщо це стосується власне тільки профорієнтації у змісті вивчення фізики в середній школі і, зокрема, розв’язування задач, то багато дослідників пропонували розв’язання проблеми шляхом реалізації виховної функції задач технічного та технологічного змісту тематичного спрямування, а саме: патріотичного (О.Цедринський); краєзнавчого, на матеріалі місцевого виробництва (Г.Антонишина, Є.Харченко, П.Цатурян); екологічного (В.Мукушев, Е.Лебедєва); економічного (В.Делекович, А.Павленко, В.Севастьянов, О.Сергеєв); військового (О.Блосов, Р.Мінькова, О.Сергеєв, Ю.Стеценко, І.Хінєв); історичного (В.Ільченко, Є.Коршак, М.Кохан, В.Нижник, З.Сичевська, Р.Слободюк, Л.Хуторська); конструкторсько-технічного (В.Бондарь, І.Нізамов, А.Павленко, О.Сергеєв, О.Д.Цедринський); сільськогосподарського (М.Грінченко, Ф.Кочуров, Н.П’ятківська, В.Свічар); будівельного (Є.Лебедєва); медико-біологічного (Є.Безденежних, І.Брікман, І.Сотник); виробничо-політехнічного (О.Дубинчук, В.Сагарда, Н.Сопяк, Б.Ступарик, Д.Тхоржевський та ін.) [4, с.28]. Перегортаючи гори літератури з профорієнтації, я не знайшов жодного видання, присвяченого професійним спрямуванням в області атомної та ядерної фізики. А це професії пов’язані з отриманням енергії, захистом людини та навколишнього середовища, життя людини в космічному просторі та на інших планетах.

Мета статті

Метою статті є висвітлення основних педагогічних прийомів профорієнтаційного напряму при викладанні розділів атомної та ядерної фізики в школі.

Виклад основного матеріалу

Сьогодні знову актуальна проблема професійної орієнтації учнів у школі. Встановлено, що головним фактором, що забезпечує успіх людини у виборі професії, в сучасних умовах є така якість як мобільність, тобто готовність при необхідності змінювати професію і швидко адаптуватися в ній. Володіти такою якістю учень буде в тому випадку, якщо він буде підготовлений до вирішення типових завдань, загальних для фахівців різних професій. Учні, що починають вивчати фізику мають великі очікування від предмета. Багато хто бачив виробничі процеси, і хочуть мати пояснення побаченому, інші чули про явища та процеси в природі або стикалися з ними в житті. Але практика показує, що при вивченні предмета ситуативний інтерес пропадає, а пізнавальний інтерес не виникає. Це призводить до того, що фізика стає важким предметом, що і призводить до пасивності учнів. Проте вивчення фізики розвиває мислення учнів, формує необхідні вміння. І якщо говорити про сьогодення, багатьом учням доведеться надалі, після закінчення школи працювати на виробництві [3, с.75]. Таким чином, перед учителем виникає проблема: з самого початку вивчення курсу фізики побудувати процес вивчення так, щоб учні опановували важкий предмет, поступово отримували початкові знання і надалі зуміли їх застосувати на практиці. Форми і методи орієнтації школярів на професії, які застосовуються при вивченні атомної та ядерної фізики, можуть бути різними. Це можна робити, наприклад, шляхом розв’язання задач з практичним змістом, через роботу з ілюстративним матеріалом підручника або ілюстраціями взятими з мережі ІНТЕРНЕТ. В якості прикладів таких завдань наведемо такі з них [1, с.15].

а) Кінетична енергія Еk електрона в атомі водню складає величину 10 еВ. Оцінити мінімальні лінійні розміри атома.

б) Визначити сталу радіоактивного розпаду для ізотопів йоду 131I, який випав з радіоактивної хмари, що утворилася над Чорнобильською АС під час катастрофи, на території Шосткинського району Сумської області. Період піврозпаду цього ізотопу дорівнює 8 діб. Який відсоток радіоактивних атомів залишився на даний час?

в) Через 1 год після вибуху рівень радіації дорівнював 120 Р/год. Визначити дозу опромінення, одержану механізаторами, якщо вони виїдуть на поле через 10 год після вибуху і будуть працювати тракторами із закритими кабінами 8 год.

г) Визначити можливу дозу опромінення за добу перебування людини на подвір’ї в с. Ковтунове через 3 дні після аварії на ЧАЕС з урахуванням природного фону, якщо потужність гамма-випромінювання в помешканні становила 5мкР/год., а надворі –0,9 мкР/год. Час перебування у приміщенні – 9 год/добу.

Досвід показує, що учні розв’язують задачі складені на виробничо-технічному та місцевому матеріалі з великим інтересом і захопленням, ніж задачі про рух «матеріальних точок», «фізичних тіл» та ін. Залучення до професії методом роботи з ілюстративним матеріалом підручника – це наступна форма роботи з профорієнтації. Використовуючи свої знання, учні повинні вміти пояснювати принципи дії технічних пристроїв. Приклади: а) на малюнку показано схему ядерного реактора з подвійним охолоджувальним контуром: пояснити як працює реактор; для чого в конструкцію внесено другий охолоджувальний контур; б) на малюнку зображена схема ланцюгової ядерної реакції ядра Урану на основі «крапельної моделі ядра»: дати пояснення процесу утворення ланцюгової реакції. в) за схемою лічильника Гейгера та камери Вільсона дати пояснення недоліків та достоїнств даних приладів для вимірювання активності йонізуючого випромінення. Важливим напрямком профорієнтаційної роботи служить дослідницька діяльність школярів. Це особливо актуально в умовах високих темпів розвитку науково-технічного прогресу. Для дослідницької діяльності було вибрано напрям «Дослідження використання атомної енергії та альтернативних джерел енергії». Справа в тому, що в даний час розробка та впровадження альтернативних джерел енергії стає все більш актуальним. По-перше, загальновідомий і доведений факт згубного впливу на навколишнє середовище традиційних енергодобувних технологій (в т.ч. ядерних і термоядерних), їх застосування неминуче веде до катастрофічної зміни клімату та згубного впливу на людство. Перехід на альтернативні технології в енергетиці дозволить не тільки поліпшити екологічну ситуацію, а й зберегти паливні ресурси країни для майбутніх поколінь. По-друге, собівартість енергії, виробленої на альтернативних електростанціях, вже сьогодні нижче вартості енергії з традиційних джерел, а терміни окупності їх будівництва істотно коротші. По-третє, країна, яка першою в повній мірі освоїть альтернативну енергетику, здатна претендувати на світову першість і фактично диктувати ціни на паливні ресурси [5]. Щоб найбільш повно і всебічно вивчити цю проблему, були створені чотири групи: теоретики, історики, інженери, експериментатори. Перед кожною групою стояли свої цілі і вирішувалися певні завдання. Теоретики вивчили роботу вітрової та сонячної електростанції. Із короткого звіту цієї групи. Сонячне випромінювання - екологічно чисте і поновлюване джерело енергії. Запаси сонячної енергії величезні, річна кількість надходить на Землю енергії становить 1,05 ∙ 1018 кВт*год, з них 2 ∙ 1017 кВт*год припадає на поверхню суші. З цієї кількості енергії 1,62 ∙ 1016 кВт*год на рік можуть бути використані без шкоди для навколишнього середовища, що еквівалентно спалюванню 2 ∙ 1012 тон умовного палива на рік. Остання цифра в 60 разів перевищує прогнозоване на 2020 рік виробництво всіх видів енергоресурсів на земній кулі (34,2 млрд. кВт*год). Проте використання цієї енергії для виробництва електрики у великих об’ємах пов'язане з великими труднощами, головні з яких - низька щільність сонячної радіації на поверхні землі і переривчастий характер її надходження (основною вадою є нічний час доби, хмарність, похмурі дні). Відомі шляхи подолання цих перешкод - створення акумуляторів енергії і комбінованих сонячно-паливних або сонячно-атомних енергосистем, а також пристрої що концентрують сонячну енергію, та підвищують її щільність. На жаль, ці рішення не знайшли широкого застосування, особливо в країнах, розташованих у високих широтах, через неконкурентоспроможність із традиційними електростанціями. Інша частина звіту групи стосується виробленню енергії в реакціях термоядерного синтезу. У своєму звіті група істориків зазначила наступне. Японія має намір побудувати орбітальну сонячну електростанцію площею в кілька квадратних кілометрів до 2030 року. Передача енергії на Землю буде відбуватися за допомогою лазерного випромінення або мікрохвиль. Отримувати її буде гігантська параболічна антена, встановлена в морі. Потужність проектованої установки складе 1 ГВт. Вартість отриманої енергії не повинна перевищити 8 ієн за 1 кВт • год (0,09 дол.). Це в 6 разів менше плати, що стягується з японських споживачів сьогодні. Реалізацією проекту займаються 130 вчених. Роботи зі створення орбітальної СЕС почалися ще в 1998 р. Нещодавно був заснований консорціум Unmanned Space Experiment Free Flyer, до якого увійшли корпорації Mitsubishi Electric, NEC, Fujitsu і Sharp, які займуться безпосереднім створенням елементів майбутньої орбітальної сонячної ферми. Протягом найближчих років на низьку орбіту буде виведено супутник, який випробує технологію передачі мікрохвиль на Землю. До 2020 р повинен бути здійснений запуск експериментальної фотогальванічної конструкції потужністю 10 МВт, після цього - прототип потужністю 250 МВт. Зрозуміло, що ці роботи будуть вестися в прискореному режимі у зв'язку з серією катастроф на АЕС «Фукусіма», що відбулися в першій половині 2011 р. [2]. Група інженерів працювала над проектом створення «зеленого» будинку, який буде освітлюватися електрикою, яку отримають з сонячних батарей. А опалення будинку планується за рахунок спалення вторинних продуктів – солома, тріски деревини і т.і. У перспективі планується виготовити вітрову електростанцію, яку доведе до робочого стану і перевірить у дії група експериментаторів. Порівняння використання енергії отриманої від традиційних технологій, енергії розщеплення атомного ядра та «зелених» технологій і є метою таких заходів. Інша, вторинна мета, професійна орієнтація учнів, розбір: хто за що відповідає, та який зиск з цього має людина

Висновки

Вивчаючи розділи атомної та ядерної фізики, у процесі розв’язування задач, відбувається засвоєння системи знань про види професій, пов’язаних з використанням атома та ядра людиною, змісту професій, мотивів професійної діяльності: учні дізнаються про шляхи освоєння професії, у них формується уявлення про психофізіологічні особливості професій, відбувається набування умінь на основі самоаналізу співставляти особисті якості з вимогами професії до людини. Таким чином, для того, щоб система роботи з профорієнтації в школі стала успішною, вона повинна мати серйозне методичне забезпечення у вигляді різних програм, що дають змогу задовольнити різноманітні запити особистості з означеної проблеми. Проте яким би високим не був рівень методичного забезпечення, найбільш відповідальним в реалізації профорієнтації залишається педагог, або вчитель-предметник, психолог, або підприємець, що виконує просвітницьку профорієнтаційну роботу з молоддю. «Живе, найщиріше слово одухотворює «книжкові поняття», які найчастіше виявляються мертвим вантажем для підлітка» [6, c. 459]. Головною метою профорієнтації на всіх етапах навчання в школі ми бачимо формування покоління, здатного до професійного самовизначення в умовах ринкових відносин, коли пізнавальний інтерес, розуміння наукових основ людської праці, а не мода стають основою професійного вибору.

Список використаної літератури

1. Васькін Р.А., Васькіна І.В. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни „Радіоекологія”/укладачі: Р.А. Васькін,. – Суми: Сумський державний університет, 2010. – 42 с.

2. Голосенко В. Профорієнтація учнів у старшій школі при вивченні матеріалу фізики.// www.kspu.edu/FileDownload.ashx/Golosenko.doc.

3. Опачко М.В. Підготовка вчителя до профорієнтаційної роботи в школі //Освіта на Луганщині. – 2000. – № 1(12). – С.75-77

4. Опачко М. Профорієнтація при розв’язуванні фізичних задач //Фізика та астрономія в школі. – 2001. – №4. – С.28-31

5. Сухобоченкова О.М. Профорієнтаційна робота на уроках фізики. // www.teacherjournal.com.ua/attachments/9559_профориентация.docx.

6. Шліхта Г. Профорієнтація через навчальний предмет. // Український науковий журнал "Освіта регіону" №3, 2011 р. - с. 459.