Допустима отдельная эпоха астрономии

(если нет – вопросы достаточно подробно рассматриваются в физике; Рудольф Штейнер не настаивал на отдельной эпохе) с темами:

Оболочки Земли.

Планетарная система с гелиоцентрической точки зрения.

9 планет, астероиды и кометы.

Солнце и его ритмы.

Действие Солнца на Землю – гелиобиология.

Мировые гармонии Кеплера.

Солнце и Луна ; их ритмы по отношению к Земле.

Возможно –золотое сечение как ритмический принцип

формирования Солнечной системы.

Й класс

Подходы и лейтмотивы преподавания

Согласно указанию Рудольфа Штейнера, чтобы подойти к современным достижениям физики (в то время альфа-, бета- и гамма-излучение), следует пройти учение об электричестве, электромагнетизм и основные явления радиоактивности, а также формирование понятий физики 19-го и 20-го столетий. Центром тяжести здесь должны стать электрические и магнитные поля. При этом обученный в обход наблюдений и измерений разум находит сферу приложения в областях, где на передний план усиленно выходят мыслительные или математические отношения. Однако, как и в предыдущих классах, следует принципиально исходить из эксперимента.

Возможное содержание преподавания

Учение об электричестве

История электричества.

Возможно –электростатика (повторение).

Понятие электрического поля.

Аккумулятор.

Электростатический генератор Ван-дер-Граафа (как пример для электростатики).

Магнитное поле (катушки с током).

Принцип электродвигателя Фарадея.

Повторение понятий: «электрическое напряжение», «сила тока», «заряд», «ток», «сопротивление», но на более высоком уровне.

Связь между напряжением, силой тока, сопротивлением, мощностью.

Тепловое действие тока.

Законы прохождения электрического тока в различных средах.

Электромагнитная индукция, индуктивное сопротивление, правило Ленца, сила Лоренца, маятник Вальтенхоффа (Waltenhoffsche), торможение, вызываемое вихревыми токами.

Трансформатор, энергоснабжение, высоковольтная передача.

Сверхпроводимость.

Энергия как расчетная величина (расширение раздела об энергии, 10-й класс).

Самоиндукция, в аспекте причинно-следственных отношений; полярность электрического и магнитного полей.

Временная зависимость силы тока и напряжения при зарядке и разрядке конденсатора.

Взаимосвязь электрических величин в конденсаторе; единицы измерения, расчет емкости, диэлектрик.

Электрический колебательный контур.

Сила тока (количественный подход).

Графики напряжения и силы тока для затухающих электрических колебаний.

Фаза колебаний в электрическом колебательном контуре.

Незатухающие электрические колебания; синтезатор.

Связь емкости и индуктивности с высотой тона (частотой) и периодом колебаний и частоты; формула Томсона; генератор звуковой частоты, биения, порог слышимости.

Передатчик и приемник; сюда же кроме всего прочего: резонанс, триод, электронно-лучевая трубка, термоэлектронная эмиссия; развитие понятия «электрон»; возможно – опыт Милликена, транзистор.

- Передающий диполь, закон диполя, электромагнитное поле, длина электромагнитной волны.

История создания радио.

Радиопередача, применение; возможно радиоконструирование.

Атомная физика

Высокое напряжение, искровой разрядник, разряд в газах (газоразрядные трубки).

Каналовые лучи, катодные лучи, рентгеновские лучи (свойства подвижных положительных и отрицательных носителей зарядов – ионов, электронов) и их соответствие в a-, b-, g-излучении, трубка Брауна, осциллоскоп.

Радиоактивность, естественная радиоактивность, радиоактивный распад, расщепление ядра, ядерный реактор, искусственные радиоактивные изотопы, приборы для выявления (счетчик Гейгера, камера Вильсона).

История изобретения атомной бомбы (опасность, защита от излучения).

Ядерный синтез.

Возможно –полупроводники, диоды, транзистор (см.«Информатика»).

Й класс

Подходы и лейтмотивы преподавания:

Процесс становления личности шел уже так далеко, что для молодых людей возможно самонаблюдение при формировании понятий. Теперь уже они могут вполне осмысленно обсуждать научно-теоретические вопросы, например значение физических моделей, индуктивных и дедуктивных подходов и т.д. При этом следует стремиться воспитать не слепую веру в науку, а способность выносить собственные оценки. Это может стать решающим вкладом в формирование личности, сделанным на примере оптики и (если этого не было в 11-м классе) теорий атомного строения. Наряду с изложением важных основных сведений следует дать обзор тех явлений и хода мыслей, которые привели к созданию современной научной картины мира.

Пути преподавания могут определяться изучением различных видов взаимодействия «света» и «материи».

В области оптики можно упражнять:

Путь от феноменов к их взаимосвязи с окружением.

Аналитическое мышление в целостном подходе.

Формировать симптоматологический подход.

Обсуждать различные точки зрения – формировать оценку.

Перекидывать мост между оптикой, человеком и живописью

Весьма целесообразно обучение с привлечением других. дисциплин.

Возможное содержание преподавания

Явления оптики и сопутствующие явления:

Аспекты геометрической оптики.

Понятие тени, тень и полутень.

Яркость.

Понятие контраста и его значение для зрения.

Сравнение: глаз – фотоэлемент; «качество – количество», следует стремиться к объективности и в области качества.

«Интерсубъективность» как новое понятие современности.

Послеобраз и цветные тени (последовательный контраст, одновременный контраст) и их физиологическая основа.

Человеческий глаз и соответствующие технические конструкции (например, линзы, диафрагма фотоаппарата); близорукость, дальнозоркость; очки.

Закон Вебера – Фехнера (раздражимость – восприимчивость; геометрическая и арифметическая последовательности).

Чувственное восприятие и сознание, «обманы чувств».

Учение Гете о цвете (призматические цвета); качества различных цветов.

Полярность зеленого и красного спектров (спектров щели и нити), их соответствие растению и человеку.

Возможно:

Хлорофилл – гемоглобин: химическая структура.

Парафеномен хроматики у Гете; методы гетеанизма в естествознании. Полярность света и тьмы у Гете и ее значение для возникновения цветов при наличии замутненной среды (рассеяние света Рэлея).

Аддитивный и субстрактивный синтез цветов (применение в технике) – различия в яркости.

Спектральные цвета и цвета тел.

Плоское зеркало.

Вогнутое зеркало и выпуклое зеркало.

Законы зеркального отражения: плоскость изображений (техническое применение).

Световой микроскоп – электронный микроскоп (разрешающая способность).

Преломление света, полное внутреннее отражение (законы), Experimentum crucis Ньютона.

Дифракция (точечный свет, лазер, лазерный – солнечный свет).

Длина световой волны, спектроскоп и спектрометр.

Поляризация – двойное лучепреломление (техническое применение в поляризационно-оптическом методе исследования напряжений), асимметричные пространственные структуры – понятие изотропии.

Цветные явления в атмосфере и их возникновение в результате дифракции, интерференции, преломления света, поляризации.

Радуга и ее возникновение; возможное указание на золотое сечение в применении к радуге.

Фотоэлектрический эффект (техническое применение).

Электронвольт, постоянная Планка.

Корпускулярно-волновой дуализм и его значение для теории познания в физике 20 века (создание моделей в естествознании); методологические границы физики; формирование гипотез.

Три модели света: волна, частицы, луч – их значение и содержательность.

Теория относительности, квантовая теория.

Биографии выдающихся исследователей 20 века (например, А. Эйнштейн, М. Планк, О. Ган, Э. Шредингер, Н. Бор, В. Гейзенберг).

Ученики при этом на отдельных примерах знакомятся с современными вопросами познания и проблемой взаимоотношения науки и этики.

Математизация физики и освобождение ее от противоречий.

Структурные формулы, энергетический эквивалент массы; свет и материя.

Возможно:

Линейчатые спектры испускания и поглощения, спектральный анализ, толкование спектральных линий.

Измерение разности напряжений с помощью фотоэлемента и шкала электромагнитных волн.

Опыт Милликена (если не пройден в 11-м классе; электрон), опыт Резерфорда по рассеиванию L-частиц; двойственность «волна – частица» в материи .

(10) Химия

Й классы