არჩილ გელაშვილი
ვლადიმირ კომაროვის თბილისის ფიზიკა-მათემატიკის №199 საჯარო სკოლის ფიზიკის მასწავლებელი
ხშირად შემხვედრია სკოლადამთავრებულ და ჯერ სკოლა დასამთავრებელ ადამიანებში შემდეგი გამოთქმა: „საგანი ფიზიკა ჩემთვის ძალიან ძნელი და გაუგებარია“. ამის შემდეგ, რომ დამისვამს კითხვა მათთვის, თუ რატომ არის საგანი ფიზიკა ძნელი და გაუგებარი, მათი პასუხი ძირითადად შემდეგი შინაარსის იყო: „არ ვიცი, უბრალოდ გაუგებარია“. გაუგებრობის მიზეზი ის არის, რომ მათ არ იციან, რის გამო დადგა მოცემული შედეგი. არ იციან, რომ სინამდვილეში საგანი ფიზიკა კი არა, მათემატიკური „ენით“ გაწერილი ფიზიკა ვერ გაიგეს. მსგავსად ამისა, დღევანდელი ქართულის მცოდნემ შეიძლება ჰაგიოგრაფიული ნაწარმოები წაიკითხოს ძველ ქართულად, ვერ აღიქვას ტექსტის შინაარსი და თქვას: „მე ვერ გავიგე, მაგ.: შუშანიკის წამება, აბო თბილელის წამება, გრიგოლ ხანძთელის ცხოვრება და ა.შ.“ თუმცა, ჩამოთვლილ ნაწარმოებებს, თუ დღევანდელი ქართულით დავუწერთ, მათ შინაარსობრივ მხარეს მშვენივრად ჩასწვდებიან. ჩემი მიზანია, მოცემულ სტატიაში, ერთ-ერთი მიმართულებით წარმოვადგინო, თუ რა განსხვავებაა ფიზიკასა და მათემატიკურ ენაზე გაწერილ ფიზიკას შორის და როგორ სჯობს ვასწავლოთ მოსწავლეს საგანი ფიზიკა, იმისთვის, რომ მისთვის უფრო გასაგები და დასამახსოვრებელი გახდეს.
მოწყობილობა „ნიუტონის აკვანი“ კარგად ვიცით, რასაც წარმოადგენს, ამიტომ მის დეტალურ აღწერას არ დავიწყებ, თუმცა იმას გავიხსენებ, რომ 5 ცალი ერთნაირი, ერთი წრფის გასწვრივ განლაგებული ბურთულისაგან შედგება, რომელთაც შეუძლიათ რხევა და ერთმანეთთან თითქმის აბსოლუტურად დრეკადად დაჯახება. სწორედ მოცემულ მოწყობილობასთან დაკავშირებით დავსვამ საკითხს, აბსოლუტურად პირობითად, ბურთულებს დავარქვათ სახელები, მიყოლებით – 1, 2, 3, 4, 5. წარმოვადგენ ამოცანა №1-ს, რომელშიც მხოლოდ მის ფიზიკურ ნაწილს განვიხილავ (მათემატიკა მხოლოდ ციფრების ცნობის და 10-ის ფარგლებში თვლის დონეზე დაგვჭირდება) და ამოცანა №2-ს, რომელშიც განხილული იქნება მათემატიკურ „ენაზე“ გაწერილი ფიზიკა.
კლასში, საგაკვეთილო პროცესის დროს, მოსწავლეებს გავაცნოთ იმპულსის მუდმივობის კანონი, წარმოვუდგინოთ მოწყობილობა „ნიუტონის აკვანი“ (თუ თან არ გვექნება, ინტერნეტით ვაჩვენოთ) და გავაცნოთ ამოცანა №1:
„ნიუტონის აკვანში“ ყველა ბურთულა გაჩერებულია, ა) გადავხაროთ ბურთულა 1 და გავუშვათ ხელი; ბ) გადავხაროთ ბურთულები 1, 2 და გავუშვათ ხელი; გ) გადავხაროთ ბურთულები 1, 2, 3 და გავუშვათ ხელი; დ) გადავხაროთ ბურთულები 1, 2, 3, 4 და გავუშვათ ხელი. რამდენი ბურთულა გადაიხრება პირველი დაჯახებისას ა, ბ, გ და დ შემთხვევებში?
ამოცანის დასმის შემდეგ, როდესაც დავრწმუნდებით, რომ პირობა ყველა მოსწავლემ გაიგო, დავსვათ კითხვები და დავიწყოთ „ა“ შემთხვევიდან. დავსვათ შემდეგი შინაარსის შეკითხვა: რომელი და რამდენი ბურთულა გადაიხრება, მას შემდეგ, რაც ბურთულა 1-ს გადავხრით, გავუშვებთ ხელს და ბურთულა 2-ს დაეჯახება? დაველოდოთ მოსწავლეების პასუხებს და ამის შემდეგ დავიწყოთ დემონსტრირება და მოსწავლეები დაინახავენ: როდესაც გადავხრით ბურთულა 1-ს, გავუშვებთ ხელს და დაეჯახება ბურთულა 2-ს, გადაიხრება მხოლოდ ბურთულა 5; შემდეგ „ბ, გ და დ“ შემთხვევებშიც იმავეს გავიმეორებთ და მოსწავლეები, „ბ“ შემთხვევაში: ბურთულები 1 და 2, გადახრის და ხელის გაშვების შემდეგ, როდესაც დაეჯახებიან ბურთულა 3-ს, გადაიხრება მხოლოდ 4 და 5 ბურთულა; „გ“ შემთხვევაში დაინახავენ: როდესაც გადავხრით ბურთულებს – 1, 2, 3 და ხელს გავუშვებთ, ბურთულა 4-ს დაეჯახებიან და გადაიხრება მხოლოდ ბურთულები – 3, 4 და 5; „დ“ შემთხვევაში: როდესაც გადავხრით ბურთულებს – 1, 2, 3 და 4, ხელის გაშვების შემდეგ, დაეჯახებიან ბურთულა 5-ს და, ბურთულა 1-ის გარდა, ყველა გადაიხრება.
მოცემული სადემონსტრაციო ამოცანიდან მოსწავლეები გამოიტანენ დასკვნას: რამდენ ბურთულასაც გადავხრით და გავუშვებთ ხელს, დაჯახების შემდეგ, ზუსტად იმდენივე ბურთულა გადაიხრება, ე.ი. იმპულსების ჯამი, დაჯახებამდე და დაჯახების შემდეგ, ერთი და იგივეა. ყოველგვარი მათემატიკური გამოთვლების გარეშე, მხოლოდ აზრების გაცვლა-გამოცვლით, მიზანი მიღწეული იქნება, მოსწავლე ფიზიკაში იმპულსის მუდმივობის კანონის ფიზიკურ, შინაარსობრივ მხარეს ჩასწვდება.
შემდეგ, მოსწავლეებს გავაცნოთ ამოცანა №2:
„ნიუტონის აკვანში“, ბურთულა 1-ის გადახრის, ხელის გაშვების და ბურთულა 2-თან დაჯახების შემდეგ, ბურთულა 5-მა მიიღო მოდულით P იმპულსი. განხილული პირველი შემთხვევიდან, ბურთულა 1-თან შედარებით, რამდენჯერ განსხვავებულ სიჩქარეს შეიძენს ბურთულები 2, 3, 4,და 5, თუ გადახრის და ბურთულა 5-თან დაჯახების დროს ბურთულებს – 1, 2, 3 და 4 ექნებათ მოდულით P იმპულსი?
როდესაც დავრწმუნდებით, რომ პირობა ყველა მოსწავლემ გაიგო, დავსვათ კითხვები:
ა) რაში მდგომარეობს იმპულსის მუდმივობის კანონი? დაველოდოთ მოსწავლეების პასუხს.
ბ) როგორ და რატომ ფიქრობთ, თუ მხოლოდ ბურთულა 1-ს გადავხრიდით, ბურთულა 2-თან დაჯახების შემდეგ, რამდენი და რომელი ბურთულა გადაიხრებოდა? დაველოდოთ მოსწავლეების პასუხს.
გ) როგორ და რატომ ფიქრობთ, თუ მხოლოდ 1, 2, 3 და 4 ბურთულებს გადავხრიდით, რამდენი და რომელი ბურთულები გადაიხრებოდა? დაველოდოთ მოსწავლეების პასუხს.
შემდეგ წარმოვადგინოთ ამოცანის ამოხსნა:
პირველ შემთხვევაში, ბურთულა 1-ის სიჩქარის მოდული, ბურთულა 2-თან შეჯახების დროს, აღვნიშნოთ V-თი, ხოლო მე-2 შემთხვევაში ბურთულების – 2, 3, 4 და 5 სიჩქარის მოდული – U-თი და თითოეული ბურთულის მასა – M-ით.
იმპულსის მუდმივობის და შენახვის კანონიდან გამომდინარეობს:
პირველი შემთხვევაში, ბურთულა 1-ის იმპულსი P=MV
მეორე შემთხვევაში, ბურთულების – 2, 3, 4 და5-ის იმპულსი P=4MU
ე.ი. MV=4MU
მივიღეთ: V=4U
მოყვანილი ამოცანის გაგება, მიუხედავად იმისა, რომ არ მოითხოვს რთული მათემატიკური აპარატის გამოყენებას, ბევრ მოსწავლეს მაინც უჭირს, თუ პირდაპირ მოცემული ფორმით მივაწოდებთ.
თუმცა, თუ მოსწავლეებს ჯერ ამოცანა №1-ს მივაწოდებთ, გავაცნობთ მხოლოდ მის ფიზიკურ ნაწილს და ამის შემდგე მივაწოდებთ ამოცანა №2-ს, თან ხაზგასმით ვეტყვით, რომ ეს მათემატიკური აპარატის გამოყენებას მოითხოვს, ამის შემდეგ მოსწავლე უკეთესად გაერკვევა, თუ რას იგებს და რას ვერა, გაიგო თუ ვერ გაიგო ფიზიკა თუ მათემატიკურ ენაზე გაწერილი ფიზიკა.
გამოყენებული ლიტერატურა:
მ. ტუღუში, თ. შენგელია, თ. შენგელია, გ. ლომიძე – მე-9 კლასის ფიზიკის სახელმძღვანელო, თბ., 2022წ;
ქ. ტატიშვილი – მე-9 კლასის ფიზიკის სახელმძღვანელო, თბ., 2021წ.
