ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Явления радиоактивного распада и «Сказка о рыбаке и рыбке»

В предыдущей публикации мы познакомились с теоретическими основаниями метода эвристического диалога. А теперь, чтобы показать, как этот метод используется в учебном процессе, приведем конкретные примеры из практики. Первый пример демонстрирует работу педагога по стимулированию ученического вопрошания. Здесь учителю помогает опора на один из главных принципов эвристического обучения – принцип метапредметности основ содержания образования. Выход за границы предмета позволяет задать иной, иногда совершенно неожиданный, интригующий ракурс рассмотрения учебного материала. С этой целью можно использовать прием аналогии с феноменами из области психологии, культуры, общественной жизни…
Конечно, следование этому принципу требует от педагога высокой методической компетентности и общей эрудиции. Однако опыт показывает: если учитель изначально мотивирован на использование метода, он будет получать от учеников неординарные вопросы. Как правило, это побуждает педагога к работе над собой.
Итак, в нашем примере речь пойдет о применении метода эвристического диалога на уроке физики по теме «Явления радиоактивного распада». Нужно отметить, что занятие проводилось в конце учебного года и ученики уже успели приобрести опыт обучения по методу эвристического диалога. К занятию учитель подготовил следующее утверждение и вопрос: «Из всех четырех видов физического взаимодействия ядерное – самое сильное! Почему же тогда распадается ядро атома?» Наш пример касается той части занятия, когда ученики уже прошли два уровня вопрошания («Что?» и «Как?») и у них сложилось представление о том, что такое ядро атома и его состав, об основных элементарных частицах, процессах их взаимодействия. Затруднение возникло при переходе на третий уровень – более глубокого понимания, рефлексии и обобщения (синтеза) полученных знаний («Почему?»).

Учитель. Давайте попробуем рассмотреть процесс распада ядра атома с других… совсем других позиций.
Известный математик и физик Роджер Пенроуз доказывает гипотезу, что сознание человека есть результат суперпозиции излучения элементарных частиц, образованных в результате Большого взрыва. По сути, согласно Р.Пенроузу, природа нашего сознания коренится в физике элементарных частиц, в квантовой механике.
Еще один факт. В конце прошлого столетия физик Ф.Капра – ученик В.Гейзенберга, нобелевского лауреата, которому, между прочим, принадлежит такой труд, как «Физика и философия», – написал книгу «Дао физики», в которой доказывает существование тесной взаимосвязи между физикой микромира, ее законами и… древневосточными религиозными и философскими текстами, которые составляют золотой фонд человеческой мудрости. Например, один из древнеиндийских коанов гласит: «Хлопок в две руки образует звук. А какой звук дает одна рука?»
А мы уже знаем, что большинство элементарных частиц имеет свою античастицу. И подобно тому, как две руки при ударе образуют хлопок, так и частица при столкновении с античастицей образует нечто качественно иное, например, фотон (квант света).
Фактически, речь идет о том, что многие фундаментальные положения микромира отражают содержание таких элементов нашего бессознательного, как мифы древних народов, сказки.
Например, распад ядра и разрушение всех желаний старухи в сказке о рыбаке и рыбке. Почему старуха оказалась у разбитого корыта?
Первый ученик. Из-за жадности: чем больше жадный человек получает, тем больше ему хочется, и в конце концов его желания вырастают настолько, что их становится невозможно удовлетворить. Наверное, и ядерные силы действуют так же: притянув к ядру новые частицы, они становятся сильнее и «стремятся» притянуть еще больше частиц.
Учитель. Действительно, чем больше протонов и нейтронов поглощает ядро, тем сильнее становятся ядерные силы, «цементирующие» ядро. Казалось бы, их ничто не остановит – ведь они самые сильные!
Другой ученик. Но в то же время чем больше протонов в ядре атома, тем больше становится и сила отталкивания между ними. Однако это не объясняет причины распада ядра, поскольку ядерные силы тоже набирают «в силе» при увеличении количества нуклонов в ядре.
Первый ученик. А объем ядра атома при этом меняется?
Учитель. Конечно.
Первый ученик. Так может быть, причина распада состоит в том, что с ростом количества нуклонов увеличивается расстояние между ними?
Учитель. Совершенно верно. Ядерные силы выигрывают в силе, но проигрывают в расстоянии, на котором действуют. Поэтому ядерные силы называются короткодействующими, а кулоновские силы отталкивания – дальнодействующими.
Первый ученик. Значит ли это, что однажды, когда объем ядра увеличится настолько, что расстояние между частицами не позволит действовать «неосмотрительным» ядерным силам, начинает происходить неотвратимая «расплата» – ядро распадается от действия более слабых частиц?
Учитель. Совершенно верно. Какой можно сделать жизненный вывод из данного явления?
Третий ученик. Жадность имеет свои границы.
Четвертый ученик. Каждая сила имеет свои ограничения. Нет ничего абсолютного.
Пятый ученик. Если в чем-то выигрываешь, то в чем-то проигрываешь.
Первый ученик. Слово «дальнодействующие» можно заменить на «дальновидные»?
Учитель. Дальновидность – признак мышления и сознания, характеризует предвидение.
Третий ученик. Но раз вы говорите, что существует взаимосвязь между физикой микромира и бессознательным человека, то можно ли утверждать, что законы природы имеют много общего с законами человеческого общества? Например, появление новых объектов во Вселенной после Большого взрыва имеет аналогию с историей человеческого общества?
Учитель. Мысль очень интересная, но на данном этапе развития науки не доказанная математически. Хотя, конечно же, это не исключает возможности ее истинности.
Шестой ученик. А если бы протонов вообще не было, а вместо них были бы нейтральные частицы – то тогда у ядерных сил вообще не было бы «конкурентов»? Что было бы тогда с плотностью ядра – ведь с увеличением числа нуклонов ядерные силы только бы возрастали, не встречая отталкивания, а радиус ядра бы уменьшался?
Учитель. Плотность ядра была бы бесконечно большой. Например, так называемые нейтронные звезды во Вселенной и состоят только из нейтронов – их масса огромна! Например, наперсток вещества нейтронов имеет массу порядка 1010 тонн! Поэтому такие объекты с гигантской массой из-за гравитации способны поглотить все, что находится рядом с ними.

Далее на уроке происходит разговор о том, что при распаде ядра происходит излучение атомом электрона. И вот тут намечается интересное продолжение, характерное для третьего уровня (творческо-рефлексивного): ребята предпринимают попытку осуществить синтез полученных знаний и выйти на новое понимание сути обсуждаемых процессов.

Вопрос ученика. Можно ли считать, что положительно и отрицательно заряженные элементарные частицы, их взаимодействие отражают борьбу злого и доброго начал?
Еще один ученик. В одной из книг по психологии я читал, что все персонажи сказки для ребенка делятся на два типа: хороший и плохой. Причем если персонаж хороший (добрый, отзывчивый, смелый), то обязательно и красивый. Если плохой (злой, коварный, жестокий), то обязательно некрасивый, уродливый. С позиций такого явления, как аннигиляция, можно ли считать, что красивого и некрасивого в мире поровну? И во что превращается взаимодействие добра и зла?
Учитель. Астрофизикам известна так называемая барионная асимметрия, которая основана на том, что вероятность распада одних бозонов больше, чем других. Если бы асимметрии не было, то есть положительно и отрицательно заряженных частиц было бы поровну, то результатом их взаимодействия был бы фотон (квант) электрически нейтрального электромагнитного излучения. То есть добро и зло уравновешивали бы друг друга – если следовать этой логике. Но асимметрия такова, что положительных частиц (протонов) изначально больше. Напомним, что победителем в борьбе добра и зла в религиозных текстах выходит добро.