Его особенность в том, что педагог организует театр на уроке и физический материал подается в форме спектакля, инсценировки. Актерами, естественно, выступают ученики. Сценарий пишут иногда дети, иногда сам учитель, а часто и совместно. Уроки этого вида трансформированы из аналогичных внеклассных занятий. Они привлекательны своей праздничностью, ощущением театра, возможностью проявить творчество, массовым участием детей. Понятно, что такие уроки не для каждого дня. Их подготовка требует много времени и является событием для класса. Подробнее о них рассказывают их авторы.
Театрализованный урок можно провести по теме <Волновые и квантовые свойства света> как обобщающий. С учениками можно поставить спектакль в форме судебного заседания. Так удобно показать историческое развитие представлений о свете, борьбу взглядов сторонников волновой и квантовой теорий. Кроме того, на суде обычно выступают люди противоположных убеждений - свидетели, приводятся доводы, обязательно говорят адвокаты, сглаживая остроту спора, выясняя истину и детали; приговор обосновывается. Все это очень важно для раскрытия темы. По ходу урока решили затронуть такие физические вопросы: отражение, преломление, интерференция, дифракция, дисперсия света, люминесценция, фотоэффект и его порог, световое давление. Каждое выступление наметили сопровождать демонстрацией опытов.
Примерно за неделю до урока составили его план: 1) вступительное слово учителя - 1-2 мин; 2) судебное разбирательство: доказательства волновых и квантовых свойств света - 30-35, мин; 3) вынесение приговора -2 мин; 4) заключительное слово - 3 мин.
Далее определили, какие действующие лица будут участвовать в нашем спектакле. Это две госпожи - Волновая Теория Светиловна и Квантовая Теория Световна; господин Гюйгенс - отец Теории Све-тиловны Волновой; свидетели Евклид, Френель Бипризмович, Генрих Герц, Порог Фотоэффектович, Дифракт Огибаевич, Закон Преломлеевич, Петр Лебедев, миссис Люминесценция; судьи, два адвоката, два стражника. Роли распределили среди учеников. Каждый получил задание: подготовить свое выступление. Для этого нужно использовать рекомендованную литературу - главным образом учебники физики и биографический справочник <Физики>, а для подбора опытов (по отражению и преломлению света, дифракции и поляризации и т.д.) обратиться к книге <Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе. Ч. 1 и 2>. При подготовке речей нужно соблюсти следующее условие: все они должны начинаться с рассказа о том, кем является произносящее их лицо, в защиту кого выступает и почему; свои утверждения требуется подтвердить опытами. Текст речей строится с учетом правил выступления в суде.
Привожу описание начала урока-спектакля, фрагмент оформления - на рисунке 47.
Рис.47
Вход в кабинет физики охраняют два стражника со скрещенными копьями.
Голос сверху (к входящим). Пароль? Если ответишь, то пройдешь!
Первый стражник . Формула Планка?
Первый стоящий у входа . Е = h ?. Энергия светового кван^ та равна произведению постоянной Планка на частоту излучения.
Первый стражник . Пропустить!
Второй стражник . Значение постоянной Планка?
Второй стоящий у входа . h = 6,б2'10- 34 Дж-с.
Второй стражник . Проходи! (И т.д.)
Первый стражник . Встать! Суд идет!
Выходят из лаборантской судьи и адвокаты.
Главный судья . Сегодня слушается дело ? 1, состоящее из двух частей. Госпожа Волновая Теория Светиловна обвиняет госпожу Квантовую Теорию Световну в том, что она ее не признает. Госпожа Квантовая Теория Световна жалуется на то, что Волновая Теория Светиловна не дает согласия на ее место в науке. Мы призываем суд разобраться в этом споре, выслушать показания свидетелей и вынести справедливый и беспристрастный приговор.
Входят госпожа Волновая и госпожа Квантовая.
Судья {обращаясь к первой даме). Установим вашу личность. Ваша фамилия, имя, отчество?
Вошедшая . Волновая Теория Светиловна. (Кладет руку на красную Книгу Справедливости.) Клянусь говорить правду и только правду.
Судья . Ваше место жительства?
Волновая . Физическое царство, г. Оптика, ул. Природа Света, д. 28, кв. 1.
Судья . Ваши родители?
Волновая . Отец - голландский ученый Христиан Гюйгенс.
Судья . Ваш год рождения и биография?
Волновая . 1678 год. Отец Гюйгенс именно тогда разработал волновую теорию света, но опубликовал ее в <Трактате о свете> в 1690 г. Меня растили французский физик О. Френель и английский Т. Юнг.
Судья . Прошу садиться. {Обращаясь ко второй даме.) Ваша фамилия, имя, отчество?
Вошедшая . Квантовая Теория Световна. (Тоже клянется на Книге Справедливости.)
Судья . Ваше место жительства?
Квантовая . Физическое царство, г. Оптика, ул. Природа Света, д. 28, кв. 3.
Судья . Ваши родители?
Квантовая . Отец - немецкий физик Макс Планк.
Судья . Ваша биография?
Квантовая . Я родилась 14 декабря 1900 г., когда М. Планк доложил в Немецком физическом обществе о теоретическом выводе закона излучения, для которого пришлось предположить, что свет излучается не в виде непрерывных волн, а порциями энергии-квантами.
Судья . Прошу садиться. Теперь переходим к заслушиванию свидетелей-защитников, в роли которых выступают почтеннейшие и уважаемые в Физическом царстве ученые-знаменитости; они изложат свои доказательства. Первое слово предоставляется господину Гюйгенсу.
Гюйгенс . Я пришел в суд для того, чтобы помочь разрешить разногласие между моей дочерью Волновой Теорией Светиловной и ее соперницей Квантовой Теорией Световной. В <Трактате о свете> (1690) я высказал мысль о том, что свет "представляет собой волновое движение в эфире; я писал: <Нельзя сомневаться в том, что свет состоит в движении какого-то вещества. Поскольку... свет употребляет для своего прохождения некоторое время... из этого следует, что движение, сообщенное веществу, постепенно и, следовательно, распространяется так же... сферическими поверхностями и волнами, которые можно наблюдать на воде, в которую брошен камень, и которые изображают собой указанное постепенное распространение кругами, хотя и происходит от другой причины и в плоской поверхности>. (Демонстрирует опыт <Волны на поверхности воды>.)
Судья . Господа, слово просит свидетель Евклид.
Евклид . Я, древнегреческий ученый Евклид, прибыл на машине времени в XX век из III века до вашей эры на этот суд, чтобы помочь своей прапрапрапрапрапраправнучке Волновой Теории Светиловне отстоять положение в Физическом царстве. Признавая теорию зрительных лучей, я нашел законы отражения света: 1) луч падающий и луч отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к отражающей поверхности, восставленным в точке падения луча; 2) угол падения луча равен углу его отражения; 3) падающий и отраженный лучи обратимы. В ваших условиях эти законы проверяются в опытах с оптической шайбой Гартля. {Демонстрирует опыты.)
Гюйгенс (с места). Эти законы, открытые опытным путем, можно вывести, если рассматривать свет как упругие волны в эфире, заполняющем все мировое пространство. И я это сделал.
Судья . Слово имеет свидетель Френель Бипризмович.
Френель Бипризмович . Я тоже сторонник волновой теории света. Хочу привести такое доказательство в пользу госпожи Волновой. (Демонстрирует опыт с кольцами Ньютона.) Это интерференция - устойчивая картина чередующихся светлых и темных полос. Объяснить ее можно, только если предположить, что световые лучи-волны проходят разные пути, отражаясь от стеклянной пластинки и положенной на нее плосковыпуклой линзы большого радиуса кривизны; отраженные волны складываются и дают наблюдаемый эффект. Это впервые доказал английский ученый Т. Юнг, живший в конце XVIII -начале XIX в. Как он это сделал, можно прочитать в учебнике физики для X класса на с. 173-174. Прошу учесть мои доводы.
В виде сцены в суде можно провести также театрализованный урок <Суд над трением>. В качестве обвиняемой выступает особа с фамилией Трение. В судебном разбирательстве участвуют судья, адвокат, свидетели, одни из которых выступают, обвиняя Трение в плохих поступках (вызывает падение людей на скользких дорогах, выскальзывание мокрой тарелки из рук хозяйки, изнашивание деталей в двигающихся узлах машин); другие, наоборот, показывают ее положительную роль (помощь при торможении автомобиля, обеспечение устойчивого положения стола на полу и посуды на столе, возможность строить, забивая гвозди в доски, и т. д.).
В IX классе целесообразно провести урок-концертную программу на тему <Сухое трение>. Урок состоит из отдельных, заранее подготовленных номеров.
Первым выступает фокусник. Он берет концы шнурка с деревянным яйцом посередине. Одну руку высоко поднимает вверх - яйцо начинает скользить вниз. Поднимает вверх другую руку - и опять яйцо устремляется вниз, но вдруг по желанию фокусника замирает на середине пути. Затем опять создается скольжение - и вновь неожиданная остановка яйца.
Ведущий предлагает желающим раскрыть секрет этого фокуса; объяснить, на каких физических законах он основан. (Яйцо, полое внутри, составлено из двух половинок, сквозь него протягивается шнурок, концы которого выведены наружу. Внутри яйца в центре перпендикулярно шнурку укреплена корковая пробка. Описание опыта см. в кн.: Билимовйч Б. Ф. Физические викторины.- М.: Просвещение, 1977.)
После обсуждения ответов фокусник повторяет фокус, показывает, как устроен прибор, и говорит о том, что сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления. Яйцо свободно скользит по свободной нити. Когда нить натягивается, сила ее трения о пробку увеличивается и яйцо останавливается. При слабом натяжении нити яйцо вновь скользит вниз.
Следующий концертный номер - небольшая пьеса <Спор, который длился сто лет>; она посвящена истории изучения законов сухого трения. Ее герои - ученые Леонардо да Винчи, Амонтон, Эйлер, Кулон и школьник (все эти роли играют ученики). Вот ее содержание:
Кулон . Я - французский ученый и военный инженер Шарль Опостен Кулон. Меня считают основоположником науки о трении. Работая инженером на военных верфях порта Рошфор на западном побережье Франции, я изучал ситуации, в которых сила трения играет очень важную роль. Результаты свои я изложил в мемуаре <Теория простых машин с учетом трения их частей и жесткости канатов>. Эта работа была опубликована в 1781 г.; в ней сформулированы законы трения скольжения и качения. Работа получила признание. Парижская Академия наук столь высоко оценила ее, что удвоила обещанную премию. Однако не я первым решил эту задачу.
Леонардо да Винчи . Я, Леонардо да Винчи, ныне известный всему миру итальянский ученый, предложив свои услуги в 1482 г. в качестве инженера миланскому герцогу Лодовико Морои, занялся изучением трения. Меня интересовали следующие вопросы: зависит ли сила трения скольжения от площади трущихся поверхностей, от рода материалов, от силы, прижимающей одно тело к другому, от скорости движения тел относительно друг друга, от гладкости (шлифовки) поверхностей? С помощью простых и остроумных устройств я ответил на эти вопросы так: нет, нет, да, нет, да. (Ведущий записывает на доске вопросы и ответы на них.) Я определил также ряд коэффициентов трения скольжения и качения.
Амонтон . Я, французский физик Гильом Амонтон, спустя почти два века, в 1699 г., направил в Парижскую Академию наук письмо, в котором дал свои ответы на вопросы, поставленные Леонардо: нет, нет, да, да, нет. (Ведущий пишет на доске под предыдущими ответами ответы Амонтона.) Я сформулировал также в математическом виде зависимость между силой N , прижимающей одно тело к другому, и силой трения F тр : F тр = ? N , где ?- коэффициент пропорциональности.
Школьник . Я, ученик IX класса... (называет свою фамилию), могу добавить, что этот закон <дожил> до нашего времени-1990 г.-и является основным при решении задач.
Эйлер . Я, Леонард Эйлер, действительный член ряда академий наук мира, в том числе Петербургской, швейцарец по происхождению, знаменитый математик, механик и физик, опубликовал в 1748 г. свои ответы на пять вопросов о трении: нет, нет, да, да, да. (Ведущий пишет их на доске.) Таким образом, уважаемый Леонардо (обращается к нему) и уважаемый Гильом (кланяется ему), в своих первых трех ответах я согласен с вами, а в четвертом поддерживаю Амонтона, в пятом - Леонардо да Винчи.
Кулон . Я на все вопросы о трении отвечаю: да; однако уточняю, что сила трения только в малой мере зависит от площади трущихся поверхностей.
(Ведущий предлагает желающим принять участие в экспериментальном исследовании, чтобы выяснить, кто в споре ученых о закономерностях трения прав. На столе подготовлено оборудование.)
Выступление скрипача . Он исполняет фрагмент пьесы, а потом дает объяснение, почему возникают колебания скрипичной струны, когда по ней ведут смычком. Рассказ готовится по кн.: Ас лам азов Л. Г., Варламов А. А. Удивительная физика.-М.: Наука, 1988.-(Сер. Б-чка <Квант>, вып. 63).
Следующий номер - выступление жонглера . Он кладет деревянную линейку (демонстрационный метр) горизонтально на указательные пальцы рук и не торопясь начинает сближать пальцы. Обращает внимание: линейка не движется равномерно по обоим пальцам, а скользит по очереди то по одному, то по другому. Спрашивает: <Почему?> И объясняет: <Скользит под линейкой лишь тот палец, который отстоит дальше от центра тяжести линейки, так как он испытывает меньшую нагрузку и меньшее трение; скольжение прекращается, как только палец оказывается ближе к центру тяжести линейки>.
Концертную программу продолжает танец <В мире без трения>-это показ слайдов с изображением танцующих на льду фигуристов. Ведущий поясняет, что в основе легких и непринужденных движений ледового балета лежат не только тренировки и репетиции, но и прекрасно отполированный лед, устраняющий трение.
Далее в концерте идет музыкальная шутка <Трение и скрипы>. Воспроизводятся скрипы дверных петель, обуви при ходьбе по сыпучему материалу (сахару, соли), при проведении бритвой по бумаге. Учащиеся объясняют причины возникновения этих звуковых колебаний, пользуясь материалом из книг серии Библиотечка <Квант>. (Вып. 50, 63-М.: Наука, 1987, 1988.)
Урок заканчивается художественным чтением. Читают составленный нами рассказ о борьбе с трением на довременном производстве (материалы взяты из кн.: С и -лин А. А. Трение и мы.-М.: Наука, 1987.-(Сер. Б-чка <Квант>, вып. 57).
Урок-литературный концерт <Час воспоминаний, или Встреча с прошлым> .
Уроки этого типа посвящаются истории изучения физических явлений либо персоналиям деятелей науки; они имеют ярко выраженную историческую направленность. Их замысел: рассказать, основываясь на воспоминаниях очевидцев, о конкретном научном открытии. Действующими лицами выступают ведущий, ученый, его современники, архивариус. Оборудование к уроку: эпидиаскоп с экраном, магнитофон, диапозитивы. Источником сведений, как правило, служат хрестоматии по физике. Используемый реквизит, например, такой: круглый стол со скатертью старинного типа, подсвечник на нем, стулья или кресла, стоящие вокруг стола.
В качестве примера рассмотрим урок, посвященный фотоэффекту и работам А. Г. Столетова ( XI класс).
Ведущий называет тему литературного концерта, кратко обрисовывает состояние знаний по проблеме и объявляет первое выступление - архивариуса. В рассказе-воспоминании архивариуса говорится о русском ученом А. Г. Столетове, городе, где он родился, и основных работах ученого. Этот рассказ строится так, как будто все сообщаемые сведения (почерпнуты из книги <Хрестоматия по истории физики: Классическая физика>.- Минск: Вышэйшая школа, 1979,- С. 233-234) обнаружены в архивных документах.
Затем включают магнитофон и прослушивают в записи на пленку как воспоминание рассказ самого А. Г. Столетова о своей работе-фрагмент из статьи ученого <Актиноэлектрические исследования> (с купюрами). Для этого один из учеников с хорошо поставленным голосом заранее записывает текст на магнитную пленку. Так как статья написана очень живо, доступным и четким языком от первого лица, то при ее прослушивании создается иллюзия воспоминаний. На экран в это время проецируют схему опыта и фотографию прибора для изучения фотоэффекта, с которым А.Г. Столетов проводил свои исследования (из книги <Хрестоматия по физике>/Под ред. Б. И. Спасского. - М.: Просвещение, 1982).,
Третий номер программы <Мемуары>. Несколько ребят, сидящих за круглым столом и играющих роли современников ученого, по очереди делятся мыслями о А. Г. Столетове, его работах и их значении. Тексты этих выступлений составляют по книге о Столетове, например из серии ЖЗЛ.
Перед каждым выступлением ведущий представляет его автора. Для оживления концерта в него вставляют музыкальный номер: исполнение (можно в записи) старинной русской народной песни.
В таком же стиле может быть проведена серия уроков или их фрагментов, например о вкладе М. В. Ломоносова в изучение тепловых явлений (материал см.: Физика в школе. - 1986. - ? 4, 6), о работах И. Ньютона по механике, М. Фарадея -по электромагнитной индукции и т. д. - словом, прежде всего по материалу об ученых, чьи фрагменты научных трудов включены в школьную хрестоматию По истории физики.
Достоинство этих уроков видится прежде всего в возможности познакомить учащихся с работами классиков физической науки по первоисточникам; привлекает также простота подготовки занятий.
На первом уроке физики в VII классе старшеклассники могут разыграть для своих младших товарищей сценку <Посвящение в физики>. Герои этой сценки - ученые Архимед и Ньютон - рассказывают о своих открытиях в физике, использовании этих открытий и о том, как важно знать физические законы. Они проверяют также знания и умения ребят, вручают удостоверения тем, кого можно принять в ряды юных физиков, дают им напутствия на будущее.
В начале учебного года в VII классе также можно провести театрализованный урок <Физика в сказке>. Организуют его тогда, когда уже изучены первые понятия: <молекула>, <три состояния вещества>, <диффузия> и т. д. (до механического движения).
Ребятам предлагают подготовить небольшие сценки: каждому изобразить полюбившегося сказочного героя в его обстановке (или подобной); показать действия этого персонажа, отвечающие его характеру, но вместе с тем такие, которые связаны с изученными физическими явлениями и понятиями и могут быть объяснены на основе тех знаний, которые ребята уже имеют. Разрешают прийти в специальном костюме, но лучше иметь выразительную деталь костюма, которая поможет узнать персонаж (например, Карлсону- бумажный пропеллер, Буратино- бумажный нос, Красной Шапочке- красный головной убор и т. д.). Чтобы было больше разнообразия, преподаватель просит заранее по секрету сообщить ему, кто будет кто, и получить одобрение на эту роль. Так, предупреждается появление одинаковых героев. Разрешается приходить группами персонажей, такими, как будто они вышли из сказки.
И вот ребята появляются на уроке. Карлсон, принеся с собой чайник, заварку и сахар, готовит чай и, беседуя с другом о диффузии, объясняет ему и окружающим, что происходит; Красная Шапочка угощает пирожками и говорит, что, приготавливая их, использовала вещества в разных состояниях: брала растопленное масло и яйцо (жидкости), твердое раздробленное тело-муку, гасила соду уксусом и получала пузырьки газа; когда испекла пирожки, вышло пористое твердое тело. Папа Карло рассказывает, что твердые тела сохраняют свою форму и объем; поэтому, изготовляя Буратино, он прилагал усилия при обработке полена, ибо материал был в твердом состоянии. Пришла и Снежная Королева, которая сообщила, что сейчас ее тело находится в твердом состоянии, а когда она растает, то станет жидкостью. Были и другие персонажи - всех не перечислить.
Дети рады такому уроку, чувствуют себя раскованными, все стараются участвовать и проявить свою фантазию и знания физики. Как сожалеют те немногие, которые приходят зрителями!