МЕСТО ФИЗИКИ В СИСТЕМЕ

ОБЩЕГО И СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ

Манаков

Николай

Александрович

- доктор физико-математических наук, профессор, действительный член МАНПО, проректор по науке БПГУ им. В.М. Шукшина, автор более чем 200 научных работ, специалист в области физики магнитных материалов, автор статей по проблемам физического и экологического образования

Вдовин

Алексей

Сергеевич

- аспирант кафедры физики ФМФ БПГУ им. В.М. Шукшина

Вдовин

Роман

Сергеевич

- аспирант кафедры физики ФМФ БПГУ им. В.М. Шукшина

Введение. Изучение физики как общеобразовательного предмета в школе имеет важное значение в подготовке учащихся к жизни в современном мире техники, а также в формировании их общего мировоззрения. До недавнего времени основной целью школьного физического образования считалось формирование у школьников глубоких и прочных знаний основ физики. Но сейчас на первое место выдвигаются задачи развития и воспитания учащихся в процессе обучения [1,2]. Поэтому перед физическим образованием в последнее время в числе главных поставлены следующие цели: подготовка учащихся в процессе обучения физике к выбору профессии, развитие творческих способностей учащихся, формирование мотивов учения [1]. Но при изучении физики у школьников часто возникает психологический барьер, препятствующий пониманию и усвоению материала, обусловленный, прежде всего, недостаточно развитым абстрактным мышлением, а также необходимостью полного последовательного усвоения знаний на языке математики. Хотя в целом, предметом изучения физики являются более простые системы, нежели в других естественных, а также общественных и гуманитарных науках. В связи с этим в данной работе предпринята попытка провести анализ и систематизацию проблем преподавания физики в современной средней школе с учётом предстоящего перехода к двенадцатилетнему обучению. Сделать это необходимо для обновления школьного физического образования, для создания оптимальных условий развития каждого ученика, для воспитания человека с новым уровнем сознания, способного к самооценке и критическому мышлению, основанному на естественнонаучном мировоззрении.

Полноценное изучение физики предполагает овладение модельным подходом к анализу явлений, процессов и систем; освоение экспериментальных методов исследования природы; приобретение навыков решения не только идеализированных, но и реальных физических задач. Именно эти вопросы и будут рассмотрены ниже.

Модельный подход. Основа изучения физики и одновременно главная трудность для ученика - построение моделей и познание с их помощью процессов и явлений окружающего мира. С помощью физических моделей физика добывает информацию об изучаемом предмете, анализирует и обрабатывает полученные данные, включается в систему известных научных знаний [3]. Сущность модельного подхода заключается в выделении главного и отказе от несущественного. Строго говоря, все природные процессы физика рассматривает не в их "натуральном" течении, а сводя

процесс или явление к некоей упрощенной версии процесса или явления. Таким образом, научная (в данном случае физическая) модель - это мысленно представленная или материально реализованная система, которая адекватно отображает предмет исследования и способна замещать его так, что изучение модели позволяет получить новую информацию об этом объекте [2].

Наиболее сложно школьникам усвоить тот факт, что моделирование - это метод создания и исследования моделей (главное преимущество такого метода - целостность представления информации), который основывается на синтетическом подходе, - вычленяет целостные системы и исследует их функционирование [2]. Затрудняет понимание модельного подхода его необходимость вводить очень много допущений и упрощений, прибегать к условным схемам. Поэтому часто появляются модели, затемняющие и искажающие моделируемую действительность, исследовать которые бесполезно и бессмысленно. Именно модельному подходу может и должна учить физика школьников, так как это является одним из основных методов современного научного изучения действительности.

Часто учащимся трудно привыкнуть и осознать относительность истин в физике [3]. Но именно эта особенность даёт возможность учителю развивать у учащихся диалектический подход к явлениям окружающего мира, включение которого в систему взглядов ученика является для него значительной проблемой.

Учитель должен отметить для себя, что диалектический путь познания истины состоит в установлении закономерностей и законов, максимально "уплотняющих" информацию, которой владеет наука, и сокращающих ее объем [4]. Это сокращение достигается не сокращением "ненужной" информации, а путем сведения единичных зависимостей к существенным отношениям. Исходя из этого, закономерности и законы одновременно как бы проясняют знания, упрощают их, придают им более рациональную форму, удобную для хранения и передачи. Благодаря закономерностям и законам человек может оперировать несравненно меньшим количеством информации, но информация эта будет более высокого качества. Именно в воспитании человека, с легкостью оперирующего подобной информацией, и заключается главная цель преподавания любой науки и физики, в частности.

Учащийся также должен осознать существование абсолютных законов (например, существование закона сохранения массы и энергии) - всеобщих и универсальных законов материального мира, действие которых проявляется во всех областях действительности, и законов - запретов (например, существование запрета на существование вечного двигателя) [1]. Осознание существования подобных законов для учащегося представляет определённую трудность, так как требует отказа от многих сложившихся ранее представлений. Поэтому учителю необходимо обратить на это особое внимание, поскольку подобный подход к видению окружающего мира является мощным психологическим фактором формирования личности учащегося, критически настроенного к современным псевдонаучным суевериям.

Физический эксперимент. В исследовательском аппарате физики существует мощный метод познания природы - физический эксперимент [4]. Физика в основе своей - наука экспериментальная, поэтому наблюдения и опыты являются основным (а чаще всего единственным) источником знаний о природе физических явлений. Учащиеся в процессе изучения физики должны четко осознать, что опыт является средством проверки любой физической теории, основным критерием истины. Они должны понять, что вне опыта никакое высказывание нельзя считать верным и что справедливость любого закона проверяет эксперимент. Для ученика это не простая задача, так как он привык многое принимать на веру (в частности, безоговорочно принимать и не подвергать сомнению слова учителя или воспитателя). Выработка подобных взглядов приучает к экспериментальной доказательности любых утверждений, что является одной из важнейших целей изучения физики в современной школе. Этому служат различного рода эксперименты и лабораторные работы в рамках физического практикума.

Физика - первый для школьников учебный предмет, главным инструментом которого является опыт [5]. Следовательно, умения наблюдения и анализа в процессе проведения эксперимента для них - дело крайне непростое. Несомненными преимуществами физического практикума являются высокая степень активности и самостоятельности учащихся при выполнении эксперимента, выработка умений работы с приборами и навыков обработки результатов наблюдений и измерений. Важно также, что при этом устраняется промежуточное звено между учеником и изучаемым им явлением природы [6].

Все вышеперечисленное способствует формированию естественнонаучного мировоззрения учащегося, а также обучает его умению планировать и проводить эксперимент, что является краеугольным камнем в здании любой современной науки (будь то биология, химия или педагогика). Причём самое сложное для ученика- умение сделать выводы из полученных в ходе эксперимента данных, соответствующих цели проводимого эксперимента [3].

В сочетании с физическим экспериментом следует активно использовать в учебном процессе мысленный эксперимент. Предположения и допущения не только позволяют наметить новый подход к проблеме, но и приводят к новым, зачастую весьма неожиданным и революционным, теориям и практическим решениям [3]. Мысленный эксперимент - самый сложный для учащегося, но овладение способностью мысленного проектирования и "прокручивания" той или иной ситуации является немаловажным для учащегося не только для изучения какой - либо науки, но и для повседневной жизни.

Решение физических задач.Одной из самых сложных проблем для ученика и учителя в процессе изучения физики является научение умению решать задачи. В процессе решения учащемуся приходится рассматривать различные варианты решения, не зная, правильный ли путь выбран (в отличие, например, от уроков математики, где учебная задача требует от ученика узнавания и применения стандартных теорем и формул) [7].

Физическая же задача представляет некий системный объект, включающий содержание и средство решения. Физические объекты, физические явления и процессы в задачах мы рассматриваем не во всей полноте, а применимо к определённым условиям, - то есть идеализируем, строим модель. При обучении умению решать задачи чаще всего, в качестве примера, рассматриваются решения типовых задач средней трудности. Это наиболее примитивный и мало эффективный метод, часто приводящий к формализму. Для достижения высоких результатов необходимо использовать методы, способствующие развитию самостоятельного мышления, исследовательских умений и творческого подхода к делу (например, проблемно - поисковый метод).

Очень важным является научение школьников самостоятельной проверке правильности решения задачи и анализу проведенного решения [8]. Сюда включается, например, решение новой задачи, сформулированной на базе данной; поиск нового способа решения; проверка итоговой формулы методом размерности и т. д. Обучение методам анализа решенной задачи представляет для ученика значительную трудность. Преодолев ее, он сумеет в будущем не только с легкостью анализировать полученную информацию, но и делать на ее основе выводы, - именно таким образом в процессе изучения физики и закладываются основы научного мышления.

Заключение.Подводя итоги всему вышесказанному, отметим, что успешное решение школьниками всех проблем, возникающих перед ними в процессе изучения физики, вооружает их системой знаний основ физики, способствует развитию научного мышления (исследовательского и теоретического). В ходе и результате усвоения физических знаний закладываются основы научного мировоззрения - могучего орудия в творческой деятельности человека. Оно предполагает глубокое понимание явлений природы и общественной жизни, формирование умения сознательно объяснять эти явления и определять свое отношение к ним: умение сознательно строить свою жизнь, ставить цели и планировать их достижение.

Сознательное усвоение системы физических знаний содействует развитию логического мышления, памяти, внимания, воображения, умственных способностей, развитию склонностей и дарований. При этом из сферы образования не должны выпадать такие важнейшие его компоненты, как передача опыта различных форм и видов деятельности, эмоционально - ценностного отношения к миру и т. д., чтобы не была утрачена гармония образования [3].

В настоящее время рассматривается несколько концепций современного школьного физического образования, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки. Но в любом случае не следует забывать, что учащиеся будут вовлечены в процесс изучения физики и смогут преодолеть все возникающие перед ними проблемы только тогда, когда этот предмет сможет раскрыть их собственный потенциал. "Погружение в физику" состоится только в том случае, если будут развиваться умственные способности учащихся по мере совершенствования их способностей к восприятию природы с научной, непредвзятой точки зрения, не отягченной идеологическими и религиозными догмами и предрассудками.

По мере постепенного обучения у каждого из учащихся должна развиваться способность визуально представлять себе те или иные процессы, и тогда физика станет стимулом для тех, кто в будущем собирается активно включиться в процесс объяснения существующего и созидания нового мира.

Таким образом, цель преподавания физики в современной школе - это развитие у учащихся способности наблюдать и размышлять, а также зарождение интереса к проблемам окружающего мира и к их решению. Физика должна научить их вести наблюдения, классифицировать, связывать между собой явления и давать им объяснения. Особый акцент в преподавании физики в современной школе должен быть сделан не только на формировании и развитии мышления, предметных знаний и умений, а на воспитании информированного и думающего гражданина, способного осмыслить научные вопросы в контексте социальных и личностно значимых задач. Формированию такого видения мира способствуют интегрированные курсы. В таких курсах должны рассматриваться история физики как науки, вопросы охраны окружающей среды и социальные и этические проблемы, возникающие в обществе в связи с использованием физических знаний.

Библиографический список

1. Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы / С. Е. Каменецкий и др. М.: Издательский центр "Академия", 2000.

2. Подласый И.П. Педагогика. Новый курс. М.: Гуманит. издат. центр "ВЛАДОС", 1999.

3. Коган И. В. Чему учит физика?// Физика в школе. 2000. © 33. С. 1.

4. Краткий философский словарь. М.: Политиздат, 1970.

5. Фронтальные лабораторные занятия по физике в 7-11 классах общеобразовательных учреждений: Книга для учителя / В.А. Буров и др.; Под ред. Г.Г. Никифорова. М.: Просвещение, 1996.

6. Применение факультативных занятий в учебном процессе. М.: Просвещение, 1980.

7. Оноприенко О.В. Проверка знаний, умений и навыков учащихся по физике. М., 1998.

8. Разумовский В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике. М., 1975.