Методологически-мировоззренческие принципы преподавания физики в контексте мировой культуры

Необходимость методологического и мировоззренческого представления студентам физических понятий обусловлена тем, что они являют собой форму отражения действительности в сознании человека, обобщенный результат, итог развития познания, являющегося, таким образом, главой движущей силой развития физических знаний.

Однако физические знания являются лишь частью мировой культуры, без учета влияния которой проблематично, а может быть и невозможно, понять ход эволюционного процесса развития физической картины мира. Без учета влияния мировой культуры на эволюцию физических знаний проблематично говорить и о развитии развитой и творчески активной личности [43].

О необходимости рассмотрения физических знаний с обязательным учетом ценностей человеческого бытия с целью более глубокого личностно – заинтересованного их осмысления в разное время высказывались многие из ученых и педагогов, начиная с Б. Паскаля и заканчивая И. Пригожиным. В адаптации научного знания для педагогического процесса, когда становится очевидной культурная ценность науки и научного образования, ученые видели залог успеха в воспитании гармонично развитой личности, способной и готовой к творческой деятельности.

В настоящее время ценностные смыслы науки исследованы вполне достаточно, чтобы быть учтенными и реализованными в физическом образовании [44]. Ясно, что научные знания объективны и эстетически привлекательны, применённые на практике они существенно меняют лицо человеческой цивилизации и всегда требуют от ученых и практиков строгого соблюдения нравственных норм мышления и поведения. Стало быть, и учебный предмет физики, вводящий учащегося в мир научного знания и мышления, изначально обладает определенным гуманитарным потенциалом приобщения учащихся к ценностям культуры.

По мнению Л.В. Тарасова [35] в гуманитарный потенциал физики входит: во-первых, нравственное начал, которое связывается с понятием фактов; во-вторых, мировоззренческое кредо, имеющее место человека в нем; в-третьих, эстетическое начало, влияющее на понимание красоты мира через его единство и гармонию; в-четвертых, гражданская позиция, связанная с воспитанием чувства личной сопричастности ко всему происходящему в мире и личной ответственности за будущее мира; в-пятых, понимание того, что мир развивается по объективным законам.

Философия науки и культурология показывают, что толкование событий в развитии без учета истории культуры приводит к обеднённой, прямолинейной и потому не вполне объективной картине человеческих усилий в исследовании природы. Вне показа взаимодействия науки с всеобщей историей, философией и религией, существенно влиявшими на процесс включения интереса к физическим знаниям, что снижает творческую активность учащихся при обучении.

С учетом всего вышесказанного методологически - мировоззренческие принципы формирования физических понятий, рассматриваемых в контексте мировой культуры, диктуют определенную последовательность и наполненность педагогических действий:

1. Общая характеристика в произведениях искусства общекультурного потенциала времени и возможного места первоначальной заинтересованной встречи с исследуемым явлением. Краткие сведения о жизни и деятельности ученого (ученых). Первоначальное знакомство (с историческим контекстом) с явлением посредством его наблюдения и опытного изучения, в процессе чего выясняются причинно-следственные связи, их свойства и особенности проявления этих свойств;

2.Возможное ассоциативное моделирование процесса совместного исследования с целью выработки формулировки понятия физического явления, в который должна быть отражена его логико-математическая конструкция, т.е. физический смысл;

3.Практическое применение понятия при решении задач, выполнении лабораторных работ и при разработке технических конструкций, способствующих повышению заинтересованности в изучении данного явления и пробуждению самостоятельной творческой инициативы;

4.Перечисление и демонстрация технических идей, продуцированных изученным явлением. Расширение и углубление содержания и объема понятия при проведении теоретических исследований возможных практических применений. Демонстрация общего культурного и социального фона, способствующего внедрению этих практических разработок;

5. Анализ истории развития понятия в связи с историей общества;

6. Выявление роли и значения данного понятия в понятийном аппарате рассматриваемой физической теории;

7. Анализ методологического понятия в свете идей эволюции физической картины мира.

2.3 Концепция поэтапного обучения физике

Рассмотренные мировоззренческие принципы формирования физических понятий, излагаемых в контексте мировой культуры, заставляет учащихся с интересом и заинтересованностью включаться в процесс обучения, превращающегося в путешествие в мир природы, искусства, творчества, когда учащиеся обнаруживают, что физика – это наука, теснейшим образом связанная с жизнью во всех её проявлениях.

Однако практически реализовать вышеизложенную последовательность педагогических действий, удовлетворяющую этим принципам в полном объеме, можно только при насыщении занятий разнообразными техническими устройствами, включающими в себя: традиционное аудио – визуальные технические средства (ТСО), включая компьютеры; лекционные демонстрации с лабораторными работами; технические конструкции, разработанные и изготовленные самими учащимися.

Ниже приводится возможный алгоритм использования технических устройств на разных этапах обучения (1–7), апробированный автором [27].

Повышая общий эмоциональный настрой на занятиях, технические устройства, применяемые в указанной последовательности, способствуют качественному усвоению фактического материала.

2.4 Методика преподавания физики твердого тела

5. Анализ истории развития понятия в связи с историей общества;

6. Выявление роли и значения данного понятия в понятийном аппарате рассматриваемой физической теории;

7. Анализ методологического понятия в свете идей эволюции физической картины мира.

Актуальной задачей нашего времени является воспитание всесторонне творчески развитой личности, способной осознавать глубокие взаимосвязи в окружающем мире и подходить к решению частных задач с введением возможных последствий.

1.При изложении темы должны помнить о сочетание наук и искусств. При этом важна естественность такого сочетания. Последнее достигается, если при изложении материала учитывать множественность проявлений одного и того же явления и пользоваться основными положениями теории познания, то есть вначале встретиться и наблюдать явление, далее изучать его и строить теоретические модели и, наконец, применять.

С учетом выше изложенного целесообразно организовать встречу с изучаемым явлением на проявлениях, отображенных в творениях лучших мастеров искусств. При введении в тему «Твердое тело» можно использовать слайды живописных картин Рериха, Сарьянова и др., скульптур Родена, Щадрина и т. д., использовав ЭВМ и ТСО с помощью которых организуется встреча с изучаемым явлением.

О твердом теле, как об устойчивом состоянии очень хорошо расскажут прекрасные древнегреческие скульптуры, созданные более 2.5 тысяч лет тому назад и с честью выдержавшие испытание временем.

7.Изложение теоретического материала, как правило, сложнее связать с искусством, однако, в данном случае, помогает ведение в историю решения вопроса. Так, вопросы кинематики и динамики твердого тела решались еще во времена древней Греции, эпохи Возрождения и др. и дух этих времен легко ощущается в музыке, в картинах (например, Леонардо да Винчи).

3.Показ применений изученных явлений, отображенных в произведениях искусств, заставляет школьников и студентов не только приобщаться к творчеству, но и более внимательно вглядываться в окружающий мир, замечать его красоту и многообразие.

4.Применение теоретических выводов, зачастую, столь многообразно, что не составляет труда найти живописные произведения, в которых они были бы представлены (знания о строении твердого тела, а так же законы кинематики и динамики твердого тела используются при строительстве храмов, космических сооружений, что отображено в творчестве).

2.Существенную помощь при подобном изложении материала оказывает современные технические средства обучения и электронно-вычислительная техника, без которых невозможно в течение короткого времени совместить искусство и науку.

2.При объяснении изучаемого материала, все используемые учителем-педагогом рисунки расположены на компьютере. Каждое изображение имеет свой номер и расположены в той последовательности, в которой они «появляются» во время изложения темы. При возможности можно показать виды деформаций твердых тел с опорой на программу «Открытая физика 2.5.» после беседы и обсуждения о древних кузнецах-булатах. Пользуясь программой «Физика в картинках» можно показать удивительные картины, которые вызывают восторг у учащихся.

1.Многообразие используемого дидактического материала, которым необходимо оперативно пользоваться требует применения всех видов ТСО, объединенных в единую систему.

5.Одним из средств, усиливающих воспитательное значение физики, является использование исторического материала в преподавании этой темы. При этом можно отметить следующее; знакомство наряду с физическими явлениями с исторической обстановкой, их установления обогащает знания учащихся, делает их более осмысленными, вызывает больший интерес к изучаемому, чем создается почва для понимания данной темы. Представление о красоте науки создает объективную основу для формирования восприятия знаний.

1.Для четкой работы такой системы должен тщательно, разрабатывается сценарий урока, алгоритм работы вспомогательного персонала, обслуживающего ТСО, и подобный конспект по теме для каждого школьника и студента, так как каждый урок фактически превращается в урок - спектакль.

Опыт показывает, что подготовка к таким занятиям длительна (20-30часов) и трудоемка, однако это оправдывается глубиной усвоения темы и широтой взглядов на мир.

Но за счет изложения темы, таким образом, остается резервное время для изучения других тем, воспитывая у школьников и студентов высокую нравственность, способствует формированию эстетических взглядов и вкусов. Как показывает практика, после организационно-психологического момента, необходимо осуществить мотивацию учебной деятельности, от которой зависит весь ход урока.

Реализовать начало урока по теме «твердое тело» можно с задания учащимся выделить из группы слов лишнее: лед, вода, чугун (вода). Таким образом, учитель вводит ребят в новый мир науки, знакомя с новой темой «Твердое тело». При изложении темы должны помнить о сочетание наук и искусств. При этом важна естественность такого сочетания. Последнее достигается, если при изложении материала учитывать множественность проявлений одного и того же явления и пользоваться основными положениями теории познания, то есть вначале встретиться и наблюдать явление. С учетом выше изложенного целесообразно организовать встречу с изучаемым явлением на проявлениях, отображенных в творениях лучших мастеров искусств. При введении в тему «Твердое тело» можно использовать слайды живописных картин Рериха, Сарьянова и др., скульптур Родена, Щадрина и т. д., использовав ЭВМ и ТСО с помощью которых организуется встреча с изучаемым явлением.

О твердом теле, как об устойчивом состоянии очень хорошо расскажут прекрасные древнегреческие скульптуры, созданные более 2.5 тысяч лет тому назад и с честью выдержавшие испытание временем.

К понятию твердого тела могут следующие примеры:

Мы живем на поверхности земли твердого тела – земного шара, в сооружениях, построенных из твердых тел, – домах. Орудия труда, машины также сделаны из твердых тел. Благодаря рисункам в пещерах мы можем узнать о прошлом. Памятники архитектуры, скульптуры также, изготовленные из различных видов твердого тела. Знать свойства твердых тел жизненно необходимо, каждому человеку независимо от вида профессии [26].

Рассказ о твердом теле можно продолжить с организации диалога:

Что вам известно о твердом теле из ранее изученного материала?

Как вы думаете, из чего состоят твердые тела?

Все эти вопросы задавали себе еще наши далекие предки (рис. 2).

Изложение материала учителем ведется с опорой на иллюстрацию (рис.2), которая наглядно позволяет понять, что твердое тело в частности железо в руках кузнеца легко меняет свою форму

X – середина XIII века. На Руси железо было известно еще ранним славянам. Самый старый метод обработки металла – это ковка. Сначала древние люди били колотушками губчатое железо в холодном состоянии, чтобы «выжать из него соки», т.е. удалить примеси. Затем они догадались нагревать металл и придавать ему нужную форму. В X – XI веках благодаря развитию металлургии и других ремесел у славян появились соха и плуг с железным лемехом. Трудоемкость процесса выделила кузнецов из общины и сделала из них первых ремесленников. Письменные источники не сохранили до нас технику ковки и основные технические приемы древнерусских кузнецов. Но исследование старинных кованых изделий позволяет историкам говорить о том, что древнерусским кузнецам были известны все важнейшие технические приемы: сварка, пробивание отверстий, кручение, клепка пластин, наваривание стальных лезвий и закалка стали. Мастера производили сварку железа, нагревая его до температуры 1500 град С, достижение которой определяли по искрам раскаленного добела металла. Зубилом пробивали отверстия в ушках для ушатов, лемехах для сох, мотыгах. Пробойником делали отверстия в ножницах, клещах, ключах, лодочных заклепках, на копьях (для скрепления с древком), на оковках лопат. Необходимо было держать клещами раскаленный кусок железа, что при небольших размерах тогдашних наковален было нелегко, держать и направлять зубило, бить по зубилу молотом. Железные котлы делали из нескольких больших пластин, края которых склепывались железными заклепками. Операция кручения железа применялась для создания винтов из четырехгранных стержней. Приведенный выше ассортимент кузнечных изделий исчерпывает весь крестьянский инвентарь, необходимых для постройки дома, сельского хозяйства, охоты и обороны. Древнерусские кузнецы X-XIII вв. владели всеми основными техническими приемами обработки железа и на целые столетия определили технический уровень деревенских кузниц. Древнерусские топоры претерпели значительное изменение и к X-XIII вв. обрели форму, близкую к современной. При раскопках древнерусских городов оказалось, что почти каждый городской дом был жилищем ремесленника. С начала существования Киевского государства они проявляли высокое мастерство ковки из железа и стали самых различных предметов – от тяжелого лемеха и шлема с узорчатым железным кружевом до тонких игл; стрел и клепаных миниатюрными заклепками кольчужных колец; оружие и бытовой инвентарь из курганов IX-X вв. Помимо кузнечного ремесла они владели слесарным и оружейным делом.

 Начиная с IX-X вв. русские мастера для обработки железа применяли напильники. При помощи этого разнообразного инструмента, не отличающегося от оборудования современных кузниц, русские мастера готовили множество различных вещей: сельскохозяйственные орудия; инструменты для ремесленников; бытовые предметы; оружие, доспехи и сбруя. Культура растет, охватывая новые области и изобретая новые технические приемы [22].

Обобщая и систематизируя знания учащихся, учитель задает вопрос, переходя ко второй части поэтапного обучения:

Приведите примеры деформаций растяжения и сдвига?

При объяснении изучаемого материала, все используемые учителем-педагогом рисунки расположены на компьютере. Каждое изображение имеет свой номер и расположены в той последовательности, в которой они «появляются» во время изложения темы. При возможности можно показать виды деформаций твердых тел с опорой на программу «Открытая физика 2.5.» после беседы и обсуждения о древних кузнецах-булатах. В программе «Открытая физика 2.5» приводятся все необходимые изучаемые формулы, что позволяет повысить уровень понимания и запомнить эффективнее материал.

Объясняя тему, учитель должен плавно перейти от исторических знаний к современным научным знаниям. Для этого учитель обращается к графику кривой охлаждения железа. График позволяет проследить все шаги и охарактеризовать фазовые переходы [3].

Все тела преимущественно находятся в кристаллическом состоянии, а значит, имеют кристаллическую решетку. Например, крупинка поваренной соли имеет плоские грани, составляющие друг другу прямые углы.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6