Февральский семинар тренеров ТЮФ – 2016

Описание:

Семинар «Эффективная подготовка к Турниру юных физиков» предназначен для учителей физики и педагогов дополнительного образования, которые уже руководят или собираются руководить командами, участвующими в Турнире. Об устройстве турнира, правилах, задачах, результатах прошлых лет и о многом другом можно узнать на сайте Сибирского турнира юных физиков

Февральский семинар 2016 будет проходить в форме учебно-исследовательского погружения по теме «Статика. Момент силы. Закон Гука». На старте всем участникам такого семинара предлагается одна общая задача. Эту задачу участники решают в малых группах, а потом полученные решения обсуждаются на общем заседании. Мы начнём с известной школьной задачи, а уже на второй день займёмся вопросами интуитивно понятными, но совсем не школьными. Сразу же важно сказать — это не ТЮФ, наша цель состоит не только в том, чтобы продвинуться в задаче, но и в том, чтобы разобраться, как мы это делаем, какие совершаем ошибки и за счёт чего продвигаемся вперёд.

Последний час работы в четверг и пятницу будет посвящён консультациям по задачам ТЮФ нынешнего сезона.

Формат семинара

Семинар пройдёт 25–27 февраля в Академпарке Новосибирского Академгородка (ул. Инженерная 20). Ежедневное начало работы в 10:00, завершение в 17:30. В субботу работа семинара заканчивается в 15:00.

Этот формат семинара рассчитан на 3 рабочих группы по 5-6 человек, максимум 18 участников.

Участие в семинаре — бесплатное.

Отчёт по проекту

Учебное погружение «Момент силы» мы провели уже во второй раз. Первый раз оно прошло в 2009 году на летней школе развития «Пифагор». В этот раз — в 2016 на семинаре тренеров в рамках Сибирского турнира юных физиков.
Погружение состоит из двух половин. На летней школе на каждую половину отводится два дня по три часа до обеда; на семинаре тренеров мы укладывались в один день с 10 до 17 часов с перерывом на обед.
Первая половина погружения — вводная: здесь мы решаем качественные задачи и объясняем явления, не выходящие за рамки школьного курса. Эта половина нужна, чтобы войти в форму и сделать задел для второй части.
На второй половине мы решаем задачу о том, как распределяется между тремя опорами вес лежащей на этих опорах балки. Эта задача — статически неопределимая. Для её решения надо привлечь не только познания из статики, но и допущение о том, что упругие прогибы балки определяются законом Гука.
В вузовском курсе сопротивления материалов эту задачу решают через составление и решение дифференциального уравнения. Путь через дифференциальные уравнения для погружения на летней школе закрыт, потому что школьники этим аппаратом не владеют. С другой стороны, понятно, что некоторые стороны задачи о балке на трёх опорах со школьниками обсуждать можно; и можно попробовать решить эту задачу экспериментально, что тоже будет интересно.
На семинаре тренеров у одного из участников возникла идея рассмотреть дискретную модель балки, составленную из отдельных жёстких звеньев, соединённых крутильными пружинами. Выяснилось, что простейшие модели упругой балки, составленной из четырёх и пяти звеньев, рассчитываются совсем просто, и дают результат, уже весьма близкий к тому, который получается в случае непрерывной балки. Для балки, составленной из произвольного числа жёстких звеньев, система уравнений выписывается и решается тоже не слишком сложно. Предельный переход к бесконечному числу звеньев требует умения находить суммы последовательных квадратов и кубов — это вполне доступный старшеклассникам материал. В результате мы решили задачу до конца, нашли ответ с помощью элементарных средств и сравнили его с данными нескольких экспериментов.

Фотографии с семинара можно посмотреть в альбоме группы Сибирского турнира юных физиков.

С задачами февральского семинара тренеров ТЮФ-2016 вы можете ознакомиться здесь.

Отзывы участников

Потатуркин Игорь Олегович
ОЦ «Горностай», г. Новосибирск
У семинара была основная тема — «Момент силы». Это тема, которая в обычной школьной программе занимает мало места и, кроме того, оставляет впечатление чего-то странного и искусственного.
Меня поражает, как организаторам удалось (в очередной раз) сделать так, что, с помощью простых рассуждений и элементарных знаний физики, мы — участники семинара — решили задачи (не вполне самостоятельно, на то и семинар), которые, на первый взгляд, должны бы решаться исключительно с помощью искусного владения высшей математикой («диффурами») и, наверное, аналитической механикой.
Мне кажется, организаторы этого и предыдущих семинаров взяли очень правильное направление — научить нас, учителей физики (и не только), тому, что наука это вовсе не набор формул, а умение рассуждать и проводить опыты, зачастую, весьма простые.
Это был очень полезный семинар. Безусловно, для меня. Как следствие, для моих учеников. Так что большое спасибо!

Талабира Оксана Ивановна
Лицей 84, г. Новокузнецк
Смотря на мир, нельзя не удивляться. После семинаров тренеров самые привычные вещи начинаю рассматривать «другими глазами». Все обычное становится необычным, привычное – непривычным. Так и на этот раз совершенно новая трактовка задач теоретической механики и закона Гука. На семинарах считаю самым интересным даже не решение задачи, а отдельные методические приемы, способы «прохождения через туман», необычную интерпретацию «стандартных» школьных задач и глав учебников. Спасибо огромное за очередную встряску.

Зеликман Максим Валентинович
«Экситон», 13 лицей, г. Краснообск
Семинар тренеров ТЮФ 25-27 февраля 2016 года прошёл замечательно.
В целом было разобрано большое число задач на использования понятия момента силы. Было рассмотрено также большое число методик решения таких задач и способов их простого и грамотного изложения. Это особенно важно в связи с весьма посредственным пониманием этого раздела механики на основе школьного курса.
Для углубленного изучения понятия момента силы и его применения было выбрано несколько задач, для решения которых также пригодились знания о явлении магнетизма и теории упругой деформации тел.
В первый день была рассмотрена задача о распределении сил и моментов сил в несимметричном теле, находящимся в устойчивом равновесии на точечной опоре. Демонстрация явления в этой задаче очень выразительно показывает важность распределения нагрузок в теле, а решение задачи дает понять, каким образом работает метод рассмотрения лишь положения центра тяжести в задачах об устойчивости равновесия тел на опоре в гравитационном поле сил.
Затем предлагалось выяснить принцип работы компаса, а именно особенности поведения постоянного магнита в магнитном поле земли. Для решения этой задачи необходимо понимать принцип возникновения магнетизма. Вопрос, почему магнит только ориентируется, но не движется поступательно, решается переходом от простой схемы с притяжением разноименных полюсов к замене магнита витком с током. Этот переход полезен и в рассмотренном вопросе о возможности создания магнитного монополя.
Третьей была рассмотрена задача о распределении нагрузки от горизонтальной балки, положенной на три колонны. Было продемонстрировано много подходов решения этой задачи, включающие различные модели балки с учетом ее прогибов. Было получено точное решение и проведено сравнение с результатами нашего эксперимента.
Полученные в ходе семинара умения и навыки я собираюсь применять в обучении физике и работе с командой Турнира Юных Физиков. Большое спасибо организаторам!

Кокшарова Наталья Геннадьевна
Лицей 6, г. Бердск
На этот раз семинар проходил в немного непривычном формате. Мы получали задачу, для которой за достаточно короткое время должны были построить теорию. Одна из команд излагала свою версию, а потом шло общее обсуждение. В первый день были решены две задачи, которые, как оказалось, были только подводящими к третьей. Остаток первого дня был посвящен попыткам найти теоретическое решение для этой третьей задачи. Максимум, которого удалось достигнуть — отличная идея Максима по по-воду модели балки из отдельных звеньев.
Второй день начался с обсуждения этой самой модели. Как выяснилось, модель действительно удачная. После небольшой «войны» с кучкой уравнений удалось получить хороший ответ для задачи. И осталось теперь только проверить это на практике, что оказалось тоже совсем не так просто, как казалось на первый взгляд. Но совместными усилиями к концу второго дня результат был достигнут и правильный ответ таки был получен и доказан.
Что хотелось бы отметить: в процессе обсуждения задач помимо самих решений поднимались еще другие очень важные вопросы, касающиеся работы учителя. Лично для себя я выделила как самые интересные следующие:
1. Пытаясь объяснить или доказать кому-то какое-то явление, нужно опираться на факт, с которым слушатель будет точно согласен, исходя из своего «бытового» опыта или точных знаний (например, мы знаем, что северный и южный полюсы магнита притягиваются).
2. Огромную роль в решении задачи имеет правильно построенная модель. Вроде бы важность этого факта очевидна, но только при решении последней задачи я оценила, насколько это на самом деле важно.
Ну и, конечно, после двух дней активной работы с понятием момента силы, можно сказать, что в голове это понятие уложилось существенно лучше.
И спасибо большое Андрею Ивановичу и Алексею Александровичу, которые не давали махнуть рукой и бросить попытки разобраться, а раз за разом вынуждали вникнуть и понять, что все-таки происходит, почему оно так происходит, и зачем нам оно вообще нужно.

Ерошенко Дарья, 9 кл.
Лицей 6, г. Бердск
На этом семинаре я получила достаточно интересный и в чём-то новый для меня опыт. По некоторым школьным темам, которые, как казалось, были поняты почти полностью, всплыли необычные подробности и маленькие, но важные нюансы, незаметные при поверхностном изучении. Почерпнула для себя несколько фишек, вроде замены постоянного магнита кольцевым током. Казалось бы, очевидно, но на самом деле не очень. Ещё я до сих пор в восторге от очень классной дискретной модели с пружинками, до этого действительно надо было додуматься!