Актуальные проблемы преподавания физики в школе и вузе

Пример 2. Ядра с нечетным числом протонов и нечетным числом нейтро-
нов (кроме четырех ядер-исключений) нестабильны. В приведенном фрагменте 
карты атомных ядер сколько таких нечетно-нечетных «невезучих» ядер? 
Рис. 2
Фрагмент карты атомных ядер 
3
[6] 
В учебнике А.Е. Гуревича про ядерные превращения одно предложение: 
«Изменение состава ядра происходит только в сложных ядерных реакциях» 
4
. 
Превращения действительно сложные на уровне кварков, и в то же время 
именно в таких процессах ядерная физика как никогда «близка к телу». Такие пре-
вращения происходят в каждом из нас вследствие естественной радиоактивности. 
Пример 3.
Все мы, живые на Земле, – представители углеродной жизни. 
Именно углерод помогает «склеивать» другие атомы между собой в наших телах 
(стволах, клетках). Среди ядер углерода в природе встречаются нестабильные. 
Они превращаются…
Во что превращаются нестабильные ядра углерода-14? 
 
Рис. 3. 
Задачи этого типа захватывают содержательные области разных предме-
тов. Кроме закрепления модели протон-нейтронного строения ядра и трениров-
ки устного арифметического расчета, при их решении идет знакомство с хими-
ческими элементами и азами радиационной грамотности. 
3
Карта атомных ядер / В.В. Варламов, Б.С. Ишханов, С.Ю. Комаров. М., 2015. URL : http://cdfe.sinp.msu.ru/ 
services/ground/NuclChart_release.html (дата обращения: 11.02.2018).
4
Там же. С. 30. 

---

15 
Пример 4. В наукограде Дубна зарегистрировано образование нового тя-
желого элемента в результате следующей ядерной реакции с вылетом трех 
нейтронов:
48
249
1
20
98
0
3
Ca +
Cf
Og
n


 
Определите, сколько протонов и нейтронов содержится в ядре оганесона Og, 
названного в честь руководителя эксперимента Юрия Оганесяна. 
Пример 5. По мнению двух израильских физиков, перспективным для космиче-
ского корабля может стать изотоп америция с массовым числом 242. Они 
утверждают, что обладая достаточным запасом этого изотопа, можно доле-
теть до Марса за две недели. Изотоп нестабилен. При попадании нейтрона, он де-
лится на два осколка с вылетом нескольких нейтронов. Одним из возможных кана-
лов его распада является следующая ядерная реакция с вылетом трех нейтронов: 
n
3
1
0
161
64
242
95
+
X
+
Gd
Am
n+

 
 
Допишите недостающие данные в реакции.
Свойства частиц помогут закрепить стихи-загадки (рис. 4) с подсказками 
5
: 
Рис. 4.
Загадки с подсказками «Угадай и обоснуй» 
Одиннадцатиклассник может найти неточность в загадке про фотон (при 
комптон-эффекте гамма-квант меняет направление). 
Мы полагаем, что раннее изучение элементов физики атомного ядра может 
приводить к увеличению мотивационного потенциала. На краях карты атомных 
ядер много белых квадратиков — ядер, еще не созданных человеком. По мнению 
Г.С. Альтшулера, «нужен специальный пласт литературы, который занимался бы 
популяризацией проблем. Не достижений, а именно проблем. Своего рода темник 
завтрашних исследований» 
6
. В этом смысле ядерная физика может «позвать». 
5
Владимирова, Е.В., Янин, Л.А. Краткая информация об атомных ядрах. 
6
Альтшуллер, Г.С. Верткин, И.М. Как стать гением: жизненная стратегия творческой личности. Минск : 
Беларусь, 1994. С. 53. 

---

16 
Это современный раздел науки, актуальный для жизни, экологии, развития, кос-
мической экспансии. Что немаловажно, преподавание материала, который касает-
ся будущего, увлекательно и для учителя. Измерение излучений с помощью дози-
метров или счетчиков открывает поле деятельности для практических проектных 
работ учащихся. 
Важен и воспитательный потенциал этого раздела. При решении цепочек 
ядерных превращений, происходящих на Солнце, школьник убеждается, что 
даже солнечный свет дается не даром, и не сразу. Появившись, свет, поглоща-
ясь и переизлучаясь, добирается тысячи лет из центра Солнца, чтобы начать 8-
минутное путешествие к Земле. Открытие новых элементов — упорный, долгий 
труд лабораторий. К примеру, в списке ученых, открывших оганесон, 24 фами-
лии. Сейчас в Дубне строят новый ускоритель для получения более мощных 
пучков тяжелых ядер. 
Интересный факт: курс ядерной физики на физическом факультете МГУ 
имени М.В. Ломоносова за последние 30 лет в учебном плане переносился три 
раза. Когда-то он изучался в 7-м семестре, сейчас в 3-м, раньше атомной физи-
ки, курса теории вероятности и квантовой механики. Причина заключается и в 
важности предмета, и в его удивительной способности предварять изучение 
научных разделов, на которых он основан. В ядерной физике достаточно упро-
щенных моделей (протон-нейтронная модель, капельная модель ядра) работают 
законы сохранения, выражаемые в целых числах. 
Нами уже отмечались взаимовыгодные межпредметные связи физики 
атомного ядра с другими школьными курсами в старших классах 
7
. Много воз-
можностей для взаимодействия предметов есть и в основной школе. 
На уроках информатики при изучении графического редактора полезным 
для автоматизации навыка копирования и вставки может быть задание нарисо-
вать ядро углерода-14 или калия-40. При создании анимации можно реализо-
вать и наглядную модель превращения ядра с вылетом излучения. 
Радиационные инциденты входят в курс охраны безопасности жизнедея-
тельности (ОБЖ) в 8-м классе. Можно расширить класс предложенных задач на 
эту тему, давая возможность школьнику выбирать наиболее безопасную траек-
торию движения, поглотитель и его толщину. 
Пример 6.
Вам надо провести людей через комнату, где на полу (так уж слу-
чилось) расположены маленькие по размеру (но опасные) радиоактивные источни-
ки, испускающие разные типы излучения. В Вашем распоряжении есть небольшой 
радиоуправляемый робот на колесиках, созданный для того, чтобы подкатывать-
ся и выжимать зубную пасту на зубную щетку. Робот не имеет радиационной 
защиты и не сможет увезти ничего тяжелее тюбика зубной пасты. Его можно 
направить в опасную комнату первым. Нарисуйте траекторию движения робота 
по комнате и запишите план Ваших действий по управлению роботом. Стены 
комнаты достаточно толстые и защищают от излучения источников (рис. 5). 
7
Зверева, И. М. Межпредметные связи физики с другими школьными курсами как одно из средств фор-
мирования радиационной грамотности обучающихся // Вестник Московского государственного областного 
университета. Сер. Педагогика. 2017. № 2. С. 109–116. 

---

17 
Рис. 5.
Задача про радиоуправляемого робота
На сайте лаборатории общего и специального практикума НИИЯФ пред-
ставлено большое количество задач по определению видов излучения и дози-
метрическому контролю 
8
. 
Пропедевтика физики ядра не лишена спорных моментов. Н.П. Кучер, ди-
ректор лицея г. Троицка, предупреждает, что при раннем обучении физике у 
школьника появляется ложное впечатление всезнания, и происходит «сжигание 
мотивационного потенциала»: «... пропедевтика — очень важная вещь, но мы 
должны любую тему заканчивать, говоря: вы узнали ... азы» 
9
. Действительно, 
нейтроны и протоны — крошечные шарики только в «первом приближении». 
Они обладают внутренней структурой, магнитным моментом, волновыми свой-
ствами. Логично, по Кучеру, сказать, что эти частицы хранят много тайн, кото-
рые откроются любознательному школьнику.