Главная » Тема номера

Физики и математики

А.С.Кондратьев

А.С.Кондратьев

Минуло уже полвека со времени открытия специализированных школ-интернатов при Московском, Ленинградском, Новосибирском и Киевском университетах. Трудно переоценить роль этих учебных заведений в развитии системы образования. За прошедшее время  только в школе-интернате при ЛГУ было подготовлено несколько тысяч развитых, хорошо подготовленных выпускников, оказавшихся способными к успешной деятельности не только в области науки (как это замышлялось при создании этих школ), но и в самых различных, иногда совершенно неожиданных,   сферах. Они успешно работают не только в России, но и во многих странах по всему миру, включая США. Об этом уже сказано и написано много очень правильных и справедливых слов, поэтому сейчас хочется остановиться на некоторых частных, порой даже довольно комических моментах, которые происходили на первых порах работы школы-интерната при ЛГУ. Остановлюсь на одном забавном примере.

Очень своеобразно происходило взаимное «притирание» преподавателей, пришедших в школу с различных факультетов ЛГУ, особенно физиков и математиков. Все молодые, способные и очень амбициозные сотрудники этих факультетов, направленные на работу в школу, с присущим молодости максимализмом пытались утвердить своё доминирующее положение. Дело доходило до весьма жарких дискуссий со взаимными обвинениями в попытках утвердить своё превосходство. Вспоминаются споры о преимуществах системы обучения на разных факультетах. «У вас математика изучается в основном по Смирнову?» (Имелся в виду пятитомный курс высшей математики академика В.И.Смирнова, который, кстати, заведовал кафедрами математической физики и на физфаке, и на матмехе ЛГУ) — вопрошали математики,  и тут же выносили приговор, — «Не то! То ли дело — курс Г.М.Фихтенгольца», культивировавшийся в те годы на матмехе. Буквально через несколько лет Фихтенгольца сменил Рудин, затем Бурбаки, а затем совершенно неожиданно для физиков кто-то из математиков изрёк: «Нет, это всё не то, слишком всё формально. То ли дело — Смирнов! Всё, на самом деле, нестрого, но какая бездна идей! Почти с любого места можно начинать свои исследования в плане обобщения, наведения строгости и т.д.».

Все эти споры, однако, не мешали установлению тесного сотрудничества и даже дружбы между физиками и математиками, что в конечном счёте привело к созданию весьма эффективной сбалансированной системы обучения, проявившейся, в частности, в огромном потоке дипломов победителей всех уровней как математических, так и физических всесоюзных и международных олимпиад. Но хочется вспомнить некоторые забавные моменты, приводившие иногда к эффекту разорвавшейся бомбы.

Стремясь построить обучение таким образом, чтобы наиболее эффективно развивать мышление учеников, особенно его самостоятельность, я начал использовать некоторые приёмы, допускавшие неточные, а иногда и неправильные предположения, которые затем анализировались на предмет установления истины. Так, обнаружив в задачнике по физике, известном среди учащихся как «Лебедь, рак  и щука» (по картинке на обложке), неправильное решение задачи о поиске минимальной начальной скорости, необходимой для попадания в цель, находящуюся на заданном расстоянии по горизонтали и на заданной высоте, я начал решение этой задачи на основе приведённого в задачнике неверного предположения о том, что минимальная скорость получается при условии, что цель находится в середине параболической траектории. Предположение кажется очень естественным: действительно, зачем заставлять тело подниматься выше, чем точка, где расположена цель. Затем, не приступая к расчётам, я предложил учащимся попробовать выяснить, справедлива ли такая гипотеза, а затем, установив её несправедливость, выяснить, какой должна быть траектория, реализующая минимальную начальную скорость, и только потом уже приступать к расчётам. Неверность приведённой гипотезы становится очевидной, если рассмотреть предельный случай, когда высота, на которой расположена цель, стремится к нулю. Согласно приведённой гипотезе цель всё равно остаётся в середине траектории, в то время как очевидно, что в этом случае достаточно только добросить тело до цели. Это означает, что и в общем случае цель должна находиться на ниспадающей части траектории. Но и после установления этого факта в этой задаче остаётся ряд очень интересных моментов, связанных с нахождением минимального значения функции методами элементарной математики. Так одна задача превращалась в небольшое научное исследование со всеми присущими ему элементами  и было очень интересно наблюдать, как развивались мышление и уверенность учеников в процессе подобных занятий. А дальше в описываемом случае произошло следующее.

В.К.Кобушкин, с которым я поделился изложенным материалом, загорелся идеей использования такого подхода и, не поставив никого в известность, задумал и осуществил на уроке гораздо более смелую идею — определить операцию деления на векторную величину и только затем доказать её несостоятельность вследствие неоднозначности. Однако необходимое время не было точно рассчитано, вторую часть Виктор Кириллович не успел осуществить на уроке, и в результате многие учащиеся ушли с урока с уверенностью в возможности определения деления на вектор. Но некоторые из них почувствовали, что что-то тут не так, и пошли консультироваться с математиками. Теперь забавно вспоминать то негодование М.И.Башмакова и шумное возмущение математиков «безграмотностью физиков», которое бушевало в учительской после описанного инцидента. Бессмысленным делом было пытаться в этот момент убедить их по сути происшедшего, оставалось только ловить их на ошибках, допускаемых ими при рассмотрении примеров из физики, и устанавливать «спортивный счёт поединка».

Все находки при обучении физике нашли своё отражение в написанных Е.И.Бутиковым, А.А.Быковым и А.С.Кондратьевым учебных пособиях «Физика для поступающих в вузы» и «Физика в примерах и задачах» (ББК-1 и ББК-2 по терминологии учащихся интерната), по которым проводилось обучение физике в 70-е и 80-е годы. Именно на эти годы приходится основной поток дипломов, привозимых в интернат со всесоюзных и международных физических олимпиад. Потом, как поёт Юрий Визбор, пришли другие времена…

Следует отметить, что в течение многих лет продолжалась работа по созданию учебных пособий по физике, в результате которой было издано пятитомное учебное пособие состоящее из трёх книг с изложением теоретического материала и двух сборников задач — традиционного и содержащего задачи на компьютере. В создании различных частей пособия принимали участие Е.И.Бутиков, А.С.Кондратьев, А.В.Ляпцев (выпускник интерната) и В.М.Уздин. Все они в разное время преподавали физику в интернате. Очень хочется надеяться, что интернат (ныне Академическую гимназию при СПбГУ) ещё ожидают лучшие времена и высокие достижения его прошлых и будущих питомцев.

А.С.Кондратьев,

академик РАО, преподаватель физики ФМШ

Новости СПбГУ