Проблема формирования целостного миропонимания посредством уроков физики

Н.А. Умов: «Всякое знание остается мертвым, если в учащихся не развивается инициатива и самодеятельность: учащегося нужно приучать не только к мышлению, но и к хотению».

3). В чем заключается ценность рассмотрения физики в развитии?

А. Эйнштейн: «... (если этого нет, то учащийся) не переживает радости поиска и находок, не ощущает живого процесса становления идей и ему редко удается достичь ясного понимания всех обстоятельств, которые позволили избрать именно этот, а не какой-нибудь другой путь».

Дж.К. Максвелл: «Наука захватывает нас только тогда, когда, заинтересовавшись жизнью великих исследователей, мы начинаем следить за историей развития их открытий».

4). Формирование мировоззрения и творческого мышления.

М. Ворн: «Истинная наука философична; физика, в частности, не только первый шаг к технике, но и путь к глубочайшим пластам человеческой мысли».

П.Л. Капица: «Физика является весьма подходящим предметом для начального воспитания в юношестве творческого мышления в области естествознания. Это делает организацию преподавания физики в школе ответственной задачей».

5). От учителя зависит многое.

Н.А. Умов: «Знания учителей должны представлять собой не что-либо готовое и раз навсегда усвоенное, а постоянно развивающийся процесс, в котором педагогическая работа должна сочетаться с научной ».

Ф. Нейман: «Очень хорошо помогать своим ученикам и направлять их на верный путь. Но все это нужно делать очень осторожно, нужно делать это так, чтобы ученик не заметил помощи и подсказки и верил, что все это он делает сам».

А. Эйнштейн: «Где ученье не клеится - а это бывает со всеми предметами - там главная вина падает на учителя. Успехи учащихся - лучшее мерило для достоинств учителя».

Собрав воедино основные положения, отмеченные в этих удивительно глубоких и современных по смыслу высказываниях, кратко выделим самое главное:

• роль физики как учебного предмета чрезвычайно велика в плане формирования мировоззрения и творческого мышления учащихся не только в области естествознания, но и в самом общем смысле;

• знания, твердые основы которых формируются при изучении физики в школе, должны быть максимально приближены к реальной жизни и повседневной практике;

• изучение физики должно осуществляться так, чтобы учащиеся видели науку в постоянном историческом развитии и, желая изучать ее, испытывали удовлетворение и радость от процесса познания;

• преподавание наук в школе, в том числе и физики, должно носить более гуманитарный характер;

• обучение физике в школе должны осуществлять учителя, желающие и умеющие проводить педагогические исследования, тактично и незаметно для учащихся организующие и реализующие процесс познания и воспитания.

Сформулируем основные дидактические принципы, на которых должен строиться базовый курс физики с учётом всего вышесказанного:

- Малый объем часов (от 36 до 72 в год — больше не уместится!).

- Современность научного содержания («Современная физика в современном мире», что возможно только при пренебрежении систематичностью, как это сделал Вайнберг).

- Научно-популярный характер изложения вместо строго научного, что дает возможность доступности содержания и одновременно способно подпитывать интерес. Сюда же относятся и биографический раздел, и занимательные элементы изложения (имеется в виду вкрапление в содержание интересных моментов из биографий ученых-физиков; интересных фактов), столь привлекательные для любого ученика.

- Исторический подход как основа для рассмотрения физических понятий. При этом не подразумевается, что курс должен быть выстроен в линию в соответствии с последовательностью дат и событий. Скорее каждая рассматриваемая тема может основываться на анализе исторических экспериментов и развития физических понятий и идей, к ней относящихся.

- Экземплярность отбора содержания, то есть выбор отдельных наиболее значимых физических открытий и идей и их подробное рассмотрение.

- Качественный характер изучения физических закономерностей. Поменьше математики, формул и расчетов. Вместо этого можно активно использовать графики, таблицы, диаграммы, схемы.

- Модульность курса (компактность, завершенность и самодостаточность).

- Связь с жизнью (политехническая составляющая курса): везде, где это возможно, показывать, как работает в современном мире то или иное открытие; каковы его современные технические приложения, и т.д.

- Методологические знания должны входить в содержание курса не дополнительным блоком информации, а органически вплетаться в содержание курса и изучение каждой темы; весь курс должен выстраиваться проблемно. При достаточно проработанном историческом подходе возможен анализ методологии научного познания на конкретных примерах.

- В методике преподавания основную роль должен играть реальный физический эксперимент. Причем с методологической точки зрения желательно, чтобы эксперименты не только иллюстрировали определенные понятия, но и предшествовали введению новых понятий.

- Итоговый контроль должен выявлять не уровень запоминания, а понимание сути изученных физических законов, понятий и теорий. В этой связи осмысленно предъявление заданий в форме качественных задач и вопросов, требующих не воспроизведения, а применения изученного содержания.

2.2 Роль физических моделей в формировании физической картины мира и целостного миропонимания

Как уже отмечалось выше, перед современной школой стоит задача формирования у детей современного мировоззрения, но рост информации не позволяет завершить этот процесс даже в старших классах, поэтому важно сформировать у них целостное миропонимание, заложить фундаментальные знания и умения, которые позволили бы им в дальнейшем продолжить самообразование, саморазвитие и самостоятельное формирование современного миропонимания. В роли гаранта таких знаний и умений как раз и может выступить ФКМ.

Напомним, что совокупность знаний и представлений о физических процессах, закономерностях, действующих в физическом мире, о строении микро-, макро- и мега-мира, о взаимодействиях их объектов и т.п. называется физической картиной мира. А целостное современное миропонимание — это система знаний и представлений о мире, основанные на множестве современных наук и теорий, понимание законов и закономерностей, описывающих процессы и явления, происходящие в микро-, макро- и мега-мире, в социальной сфере, осознание места человека в мире и т.п.

Известно, что математика, астрономия и физика - науки, появившиеся гораздо раньше остальных, именно их развитие привело к возникновению и развитию всех других наук. ФКМ изначально является неотъемлемой частью, основой естественнонаучной картины мира (ЕКМ), объединяющей знания всех естественных наук (биологии, химии, астрономии, географии, психологии, социологии и многих других наук) и представления о мире и месте человека в нём, сформированные на основе этих знаний. ЕКМ позволяет каждому осознать многообразие природы, понять законы природы и мира людей, определить своё место в нём.

Таким образом, формирование целостного миропонимания, которым должен владеть каждый образованный, культурный человек, невозможно без формирования ЕКМ, формирование которой целесообразно начинать с построения ФКМ и продолжать на её основе при помощи меж предметных связей физики с другими дисциплинами. Это сделает процесс формирования целостного миропонимания гармоничным и безболезненным, а само понимание мира глубоким и максимально осознанным.

ФКМ базируется на основных физических понятиях, не последнее место среди которых занимают физические модели. Педагогический словарь определяет моделирование как метод исследования объектов на их моделях – аналогах определённого фрагмента природной или социальной реальности; процесс построения и изучения моделей реально существующих предметов и явлений (органических и неорганических систем, инженерных устройств, разнообразных физических, химических, биологических и других процессов). Форма моделирования зависит от используемых моделей и сферы их применения. По характеру моделей выделяют предметное и знаковое (информационное) моделирование. Предметным называют моделирование, в ходе которого исследование ведётся на модели, воспроизводящей геометрические, физические либо функциональные характеристики объекта-оригинала. При знаковом моделировании моделями служат схемы, чертежи, формулы, предложения в некотором алфавите (естественного или искусственного языка) и т.п. Важнейшим видом такого моделирования является математическое (логико-математическое) моделирование. Возможность моделирования, то есть переноса результатов, полученных в ходе построения и исследования моделей, на оригинал, основана на том, что модель в определённом смысле отображает (воспроизводит) какие-либо его стороны и предполагает наличие соответствующих теорий и гипотез, указывающих на рамки допустимых при моделировании упрощений. Моделирование в обучении имеет два аспекта: моделирование как содержание, которое учащиеся должны усвоить (о нём и пойдёт речь далее в данном пункте), и моделирование как учебное действие, средство, без которого невозможно полноценное обучение, особенно обучение физике. С помощью моделирования – введения различных моделей – удаётся свести изучение сложного к простому, невидимого и неощутимого к видимому и ощутимому, незнакомого к знакомому, то есть сделать любой сложный объект доступным для тщательного и всестороннего изучения. Моделирование учебного материала, логическое его упорядочение, представление в наглядной форме, а также с помощью мнемических средств в расчёте на образные ассоциации – эффективное лучшего понимания и запоминания учащимися нового учебного материала.

Возможности для моделирования существуют в школьных курсах математики, химии и т.д., но особенно их много в школьном курсе физики. Необходимость овладения методом моделирования при обучении физике диктуется не только его значением как метода научного познания, но и психолого-педагогическими соображениями. Согласно теории поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперина) знакомство учащихся с каким-либо действием, которым они должны овладеть, начинается с выполнения этого действия с помощью соответствующих материальных предметов. Однако предметы обладают различными свойствами, многие из которых не относятся к выполняемому действию. Чтобы от них отвлечься переходят к действиям с моделями этих предметов, обладающими только необходимыми в данном случае свойствами. Это может быть графическая схема, формула и т.п.

Таким образом, и изучение различных физических процессов, явлений и закономерностей целесообразно проводить на их моделях, обладающих всеми необходимыми для этого свойствами и параметрами и лишённых тех свойств, которые при этом не важны. При изучении физических процессов стремятся к тому, чтобы по результатам опытов на модели можно было судить о явлениях, происходящих в реальных условиях, которые ученики могут наблюдать в повседневной жизни. Изучение физических теорий невозможно без введения моделей уже на начальных этапах обучения. Так, например, изучение первого раздела механики – кинематики начинается с введения понятия равномерного движения, которое само является моделью, так как практически не встречается в реальности, но позволяет достаточно точно описать закономерности, по которым происходит движение тел в окружающем нас мире. Понятие материальной точки – тела, размерами, которого можно пренебречь по сравнению с фигурирующим в конкретной задаче расстоянием, а по сути геометрической точки, обладающей массой, позволяет в дальнейшем достаточно просто описывать различные виды движения. Модели идеального газа и идеальной несжимаемой жидкости позволяют сформировать у учащихся представление о процессах, происходящих в реальных веществах, с которыми они имеют дело повседневно, и упрощают задачу формулировки соответствующих законов. Стоит также отметить, что даже при решении физических задач учащиеся постоянно сталкиваются с моделями процессов и явлений; даже измерительные приборы, с помощью которых могло быть получено большинство данных, приводящихся в задачах являются идеальными (не дающими погрешностей измерения), то есть моделями.

3. Методические особенности уроков обобщения и систематизации знаний в контексте задач формирования целостного миропонимания

3.1 Урок-зачёт и его возможности в формировании целостного миропонимания

Зачёт в Российской Федерации – это форма контроля и оценки уровня знаний, умений и навыков учащихся. Обычно он проводится педагогом как индивидуальное или групповое собеседование, опрос, практическая работа и т.п. В соответствие со спецификой предмета могут применяться письменные зачёты, с использованием карточек-заданий, таблиц на печатной основе и других дидактических средств.

В общеобразовательных учреждениях урок-зачёт проводится главным образом в старших классах. Как правило, на зачёт выносятся крупные темы учебной программы, часто уроки-зачёты проводятся после изучения какого-либо раздела. Перечень основных вопросов к уроку-зачёту, требования и рекомендации по подготовке к нему объявляется учащимся заранее. Педагог может организовать такую подготовку на уроках и специальных консультациях. Эффективность урока-зачёта во многом зависит от содержания и характера проверочных вопросов, которые целесообразно сформулировать таким образом, чтобы ученик мог в устном ответе продемонстрировать знание основных законов науки, причинно-следственных связей явлений, умение дать верное изложение конкретной темы. В ходе урока-зачёта можно достаточно эффективно реализовать закрепление, обобщение и систематизацию знаний учащихся. А если использовать нестандартные формы проведения урока-зачёта, то можно повысить интерес и мотивацию учащихся к изучению предмета, а следовательно и их уровень усвоения учебного материала, обеспечить прочность их знаний. Урок-зачёт может проводиться в форме олимпиады, семинара, конференции, диспута, интеллектуальной игры и т.д. В ходе подготовки и проведения урока-зачёта по физике происходит повторение, обобщение и систематизация основных положений теории, законов и закономерностей, объясняющих разнообразные физические процессы и явления, вычленяются факты, необходимые для дальнейшего, в том числе и самостоятельного изучения физики; у учащихся формируется целостная система знаний, умений и навыков, в которую гармонично входят и обще учебные умения и навыки.. Урок-зачёт способствует развитию познавательных способностей учащихся при выполнении таких мыслительных операций, как анализ, синтез, конкретизация и др., повышению качества знаний и развитию мышления школьников. Это открывает большие возможности для формирования у них завершённых представлений о современной ФКМ (на уровне содержания школьного курса физики), позволяет показать в ней место каждой изученной теории, систематизировать знания о теории познания и о роли практики в познании.

Таким образом, урок-зачёт позволяет в полной мере решить задачу формирования у школьников целостного миропонимания.

3.2 Методические особенности формирования механической картины мира

Становление механической картины мира связывают с именами Г. Галилея, И. Кеплера и особенно И. Ньютона. Формирование механической картины мира потребовало несколько столетий; практически оно завершилось лишь в середине XIX в. Механическая картина мира возникла на основе классической механики, обобщения законов движения свободно падающих тел и движения планет, а также создания методов количественного анализа механического движения в целом. Эту картину следует рассматривать как важную ступень в познании человеком окружающего мира. Рассмотрим основные черты механической картины мира. Её основу составляет идея атомизма, состоящая в том, что все тела (твёрдые, жидкие, газообразные) состоят из атомов и молекул, находящихся в непрерывном тепловом движении. Взаимодействие тел как при их непосредственном контакте (трение, силы упругости), так и на расстоянии (гравитационные силы). Всё пространство заполняет «всепроникающий эфир» - среда, в которой распространяется свет. Атомы рассматриваются как некие цельные, неделимые «кирпичики»; соединяясь друг с другом, они образуют молекулы, а те в свою очередь – тела. Природа этого соединения не рассматривается.

Выделяют четыре принципиальных момента механической картины мира:

1. мир в механической картине построен на едином фундаменте – на законах механики Ньютона. Все наблюдаемые в природе превращения, тепловые явления сводятся на уровне микроявлений к механическому движению атомов и молекул (их перемещениям, столкновениям, соединениям и разъединениям). Открытие закона сохранения и превращения энергии, казалось бы, окончательно доказывает механическое единство мира – все виды энергии можно свести к энергии механического движения.

С такой точки зрения мир выглядит стройной гигантской машиной, построенной и функционирующей по законам механики. Даже исследования электрических и магнитных явлений сначала не подрывали, а лишь усложняли и дополняли механическую картину мира. Например, под этим углом зрения может рассматриваться, и в прошлом рассматривалось, внешнее сходство закона Кулона с законом всемирного тяготения.

2. механическая картина мира исходит из представлений, что микромир аналогичен макромиру.

Механика макромира хорошо изучена; раньше считалось, что точно такая же механика описывает движение атомов и молекул. Частицы, из которых состоят тела, движутся и сталкиваются так же, как сами тела. Таким образом, механическое мировоззрение видит в малом то же, что и в большом, только в меньших размерах.

Страницы: 1, 2, 3, 4