Учитель. Все вы дома видели термометр. Лежит себе спокойненько в коробочке. Потом мама берет его, ставит вам градусник, и он показывает температуру тела. Что с ним происходит?

Рома. Градусник показывает, что у человека жар. Жидкость поднимается от нагрева.

Оля. Когда человек заболевает, он, человек, нагревается. Ему ставят измеритель температуры. Это и есть градусник. Он – как линейка. Только не для длины, а для температуры.

Саша. Я предлагаю провести опыт. И посмотреть, как там все происходит.

Толик. Ух и здорово! Жидкость в термометре быстро-быстро лезет вверх! А потом вдруг притормаживает, раз – и останавливается!

Петя. У меня много вопросов. Почему от нагрева именно поднимается? А не, например, опускается? Нагрев, что ли, толкается? У него кулаки, что ли, имеются? Как градусник все это делает? Что заставляет его ползти?

Учитель. Но ты же все это видишь!

Петя. Вижу, но не понимаю.

Федя. Там комок застывший. А от нагрева он плавится и ползти начинает.

Учитель. Почему ползет?

Федя. От нагрева начинает плавиться, там получается жидкость и ползет.

Петя. Почему от нагрева поднимается? Ведь его никто не тянет?

Федя. Не знаю. Может, кто и тянет.

Саша. Жидкость в термометре начинает кипеть. И поднимается.

Петя. Понимаю: кипит. Допустим. Но почему поднимается?

Саша. Его толкает воздух. Он попадает внутрь, когда кипит. Образуется пузырек и выталкивает.

Учитель. Понятно. Кто думает иначе?

 

Оля. Мне кажется, что так не может быть. Воздух не может сюда пробраться. Ведь как он проберется сквозь стекло? Здесь все закрыто…

Рома. Почему ртуть или спирт в градуснике останавливается?

Маша. Кто-то заставляет её остановиться.

Петя. Кто?

Маша. Сама не знаю.

Саша. Воздух толкает-толкает, а потом перестает.

Учитель. Почему перестает?

Саша. Не знаю пока.

Рома. Воздух проник бы туда, нагрелся и совсем эту жидкость вытолкнул. А жидкость из градусника не вытекает.

Федя. И пузырьков твоих, Саша, не видно!

Саша. Они маленькие! Их видно только под микроскопом.

Учитель. Вот как! Понятно…

Саша. Ну хорошо, не воздух толкает, а тепло.

Петя. Как оно толкает?

Саша. Тепло как бы туда протекает, проникает, теплеет оно и движется. Жидкость выталкивает нагрев.

Рома. Почему вся жидкость не вытечет? Ну её твой «нагрев» греет, она нагрелась бы, потекла, потекла, и вся бы вытекла…

Маша. Как в сказке.

Федя. А ей нагрев говорит, до чего ползти.

Рома. Как?

Саша. Ну, пар он определенной температуры… Вот какая у него температура, на столько жидкость и поднимется, а больше нет. Нагрев её толкает, а он определенной температуры.

Учитель. Так пар или нагрев?

Саша. Нагрев, нагрев.

 

Маша. Я думаю вот что. Жидкости становится жарко, и она старается уползти подальше от источника тепла. Источник тепла внизу, вот жидкость и лезет вверх. А если жидкости становится хорошо, уже не так жарко, она и останавливается. А если холодно, то вниз ползет.

Оля. Я думаю, что ртуть в градуснике – это такой специальный металл. Металл этот устроен так, что при нагревании он выползает, а при охлаждении прячется в домик. Он так устроен, этот металл. А в другом термометре точно так же устроена подкрашенная жидкость, спирт. Вот и всё!

Учитель. Всё? Но как это получается? Как это возможно?

Маша. Там, в домике, ему горячо становится и тесно. Домик греется, вот-вот загорится, вот жидкость и убегает…

Оля. А как она вылезет без рук, без ног?

Маша. Ну точно так же, как любимая игрушка. Мячик или пирамидка.

Оля. Как это?

Маша. Да так. Ночью её рядом с собой кладешь. А утром она совсем в другом месте оказывается.

Федя. Ну да. И мой медвежонок тоже живой. Он, конечно, сам может слезть с кровати. И моя машинка, если хочет, может сама открыть дверцу. Но ночью!

Оля. Не знаю. У меня все игрушки неживые. Я как кладу, так и утром она лежит, игрушка. Любая.

Маша. А моей куклой ночью управляет домовишка, он ей играет ночью. Конечно, моя кукла живая! Но она живая только ночью, когда её никто не видит. И если к ней хорошо относиться, то она, может быть, и расскажет когда-нибудь. И если мы будем думать, что ртуть в термометре – живая, то когда-нибудь она нам расскажет, как там она двигается и почему. А если мы будем говорить. Что она – мертвая, она обидится.

И как мы тогда узнаем у неё, зачем она ползёт вверх и почему останавливается?

 

Федя. У погоды есть такая невидимая верёвочка. Если потянет погода, то он – хочет не хочет – а поднимается или, наоборот, опускается.

Маша. Вот у нас ведь нет никакой верёвочки! А когда мы выходим на улицу – сразу чувствуем, что озябли, что холодно, что где-то сейчас 5 градусов холода. Да? Так и термометр. Он лежит в пыльной коробке в магазине, а когда его принесут в тёплую комнату, он ведь чувствует температуру, что в комнате теплее. Начинает с радостью двигаться, показывать температуру!

Оля. К каждому термометру обязательно прикладывают запасные части. Это – та сила, которая давит на ртуть или на спирт. Термометр как бы чувствует эту силу, которая есть в запасных этих механизмах, и начинает работать.

Учитель. Так он живой?

Оля. Конечно, нет! Неживой. Машина. Разве машины, механизмы – живые?

 

Федя. Я однажды играл с братом и разбил термометр. И там есть такиешарики.Я думаю, что эти шарики и заставляют двигаться ртуть. Правда, шарику или мячику все равно: холодно или жарко, он всегда вниз падает, хоть в комнате жаркой, хоть на холодном воздухе на улице…

Петя. Может быть, внутри ртути есть маленькие шарики. Но тогда они скорее полетят вниз, а не вверх. Значит, эти шарики кто-то должен толкать вверх…

Саша. Ртуть не живая. Нет никаких веревочек. Просто, когда жарко, ртуть становится большой, она расширяется. А когда холодно, ртуть сжимается. Вот и все.

Саша. Я не сказал: «Все тела». Я сказал: «Ртуть».

Учитель. Как сжимается ртуть при охлаждении? Как расширяется ртуть при нагревании? Почему при нагревании ртуть именно расширяется? А не, наоборот, сужается?

 

Оля. Когда тепло, спирт или ртуть поднимается вверх, потому что его заставляет подниматься какая-то сила. Там есть невидимая веревка, она держит камешек. Спирту становится жарко. Когда жарко, камешек тяжелеет, опускается вниз, а к другому концу привязан спирт, веревка поднимает. Камешек тоже невидимый.

Учитель. Я предлагаю провести ещё один опыт. Вот здесь, в кастрюльке – молоко. Я ставлю кастрюльку на плитку. Посмотрим, что будет.

 

 

Учитель. Что скажете?

Толик. Я раньше был твердо уверен, что градусник живой. И все чувствует. И поэтому поднимается. Когда жарко. Но, когда я кипятил молоко для Анечки – моей маленькой сестренки, то я заметил, что молоко стало выбегать из кастрюльки. А, когда я выключил плиту и снял кастрюлю, то молоко опустилось. Так, наверно, и в градуснике! Я понял, что я был не прав. Я понял, что градусник неживой. А когда жарко, ртуть расширяется, и в столбике ей не хватает места. Тогда она и начинает подниматься вверх. Когда температура поднимается, ртуть начинает сужаться и опускается вниз. Вот так.

Федя. Я думал, что градусник – неживой. И придумывал разные теории про невидимые веревочки и все такое. Но когда я сейчас смотрел за молоком, оно мне показалось очень-очень похожим на маленького ребёночка, на моего братика, когда он ползет. И я подумал: я был не прав, а права была Маша; градусник живой.

Петя. Дети изменяют свои мнения. Ладно! Но почему они меняют свои мнения, когда посмотрели один и тот же опыт? Что у них, глаза, что ли разные?

 

Учитель. Я попробую на доске нарисовать все наши теории.

 

Одни дети думают, что градусник живой, то есть такой же, как мы. Живому бывает жарко, оно боится огня, оно убегает. У живого можно разузнать его тайны.

Другие дети думают, что градусник – это неживой механизм. Внутри его неживой пузырёк, а он толкает. Или ртуть состоит из очень маленьких таких частичек, и они все устраивают. Частички, конечно, неживые. Или есть невидимая веревка, и эта веревка тянет либо всю ртуть, либо какой-то камушек внутри ртути, либо отдельно каждую частичку. Либо ещё как-нибудь. Ещё есть теория про силу: сила действует на ртуть. Какая эта сила – неважно. Есть сила – и все. И ещё есть интересная теория закона. У природы есть такой закон: все, что нагревается – расширяется. И этому закону подчиняется ртуть. Как подчиняется: как живое разумное существо или как машина? Это непонятно. Ещё говорили, что природа или погода тянет ртуть. Это тоже «механическая» теория. Как блок или как саночки на веревке.

Из этого урока-диалога хорошо видно, что концептуально дети семи-восьми лет имеют представления о физических явлениях, весьма далёкие от нововременных теорий, которыми заполнены учебники физики.

Перед тем как знакомить детей с молекулярно-кинетическими представлениями, целесообразно разобраться сначала, а что сами дети думают по поводу строения вещества, тепловых явлений, электричества и т.д.

С детьми нужно ставить опыты и приучать их внимательно относится к физическим явлениям. Но не следует слишком рано интерпретировать результаты опыта однозначной априорной моделью: вы увидите, что малыши один и тот же опыт смогут понять совсем по-разному. Следует приучать маленьких детей к ответственности за своё высказывание, видеть в нем логические дефекты. Но отрицать истинность детских концептов нельзя только на том основании, что они противоречат написанному в популярных учебниках физики.

Молекулярно-кинетическое объяснение тепловых явлений отнюдь не просто и далеко не очевидно! Чем больше проблем теоретического объяснения самых простых явлений сумеют увидеть дети, тем интереснее будет им встречаться с античной, нововременной, современной физикой, с разными теориями строения вещества, движения и других физических явлений.