Основы методологии физики в курсе средней школы

Стремительное развитие науки и техники, проникновение научных методов во все сферы человеческой деятельности вызвали необходимость формирования творческих и познавательных способностей каждого ученика. Главным показателем эффективности обучения становится не только и не столько сумма предметных знаний, усвоенных учащимися, сколько сформированность у них умения и навыков самостоятельно приобретать новые знания в процессе учебной и дальнейшей трудовой деятельности. Неким «сухим остатком» всего обучения физике, когда будут позабыты частные факты, формулы, выводы, определения, должны остаться фундаментальные знания и умения, которые позволят человеку, независимо от рода его деятельности, разобраться в новых явлениях, тенденциях, продуктах научно-технического прогресса, успешно осуществлять наиболее эффективный подход к решению производственных проблем, занять активную жизненную позицию в современном обществе.

Одним из главных условий творческого, да и любого вообще усвоения знаний является определенная система мотивов. У различных исследователей она различна: у одних – это глубокое чувство интеллектуального наслаждения или удовлетворения, которое может вызвать сам процесс творчества, у других – чувство долга перед учениками или согражданами своей страны (патриотизм), у третьих – престиж, честолюбие и т.д.

Какова же мотивация овладения основами наук у учащихся, каковы движущие силы и источник умственного развития школьника?

Хорошо известно, что учащийся эффективно овладевает только тем, что для него интересно и актуально, что соответствует его потребностям и запросам, т.е. в процессе обучения он выступает как личность со своими собственными потребностями и интересами.

В детстве познавательные потребности проявляются более заостренно. А. Эйнштейн как-то заметил, что его «замедленное» развитие в детстве позволило ему уже взрослым ставить природе «детские» вопросы, которые обычно ускользают от взрослого человека. Стремление к объяснению вопросов, возникающих в школе или вне ее, лежит в самом существе развивающегося ребенка. Дети интуитивно стремятся к упорядоченности во внешней среде. Поэтому они получают большое удовлетворение, когда сложным для них явлениям могут дать уверенное объяснение.

Эта врожденная искорка искренней и бескорыстной любознательности при правильно организованном обучении может перерасти в устойчивый познавательный интерес. Многие исследователи отмечают и тот факт, что при мотивированном обучении наблюдается меньшая утомляемость учащихся.

К понятиям «познавательная потребность» и «познавательный интерес» примыкает и понятие «стимул». Последний является конкретным выражением мотивов, побудительной причиной действий и поступков учащегося.

Все многообразие стимулов, определяемое различием наследственных качеств, воспитанием и т.д., психологи делят на два типа, условно называемых внешними и внутренними (по отношению к процессу познания).

Внешние стимулы – это награждения и поощрения, стремление быть первым (честолюбие), ожидание будущих благ, угрозы я т.д. Сама цель не является здесь главным моментом, а зачастую превращается в свою противоположность – некоторое препятствие, которое надо преодолеть для получения ожидаемого поощрения. Трудность исполнения или недостаточность стимулирования приводят иногда к психическому напряжению, внутренним коллизиям. Нередко в школьной практике можно встретить отрицательные последствия такого стимулирования: стремление к шпаргалкам, безразличие по отношению к учебе и т.д.

Внутренние стимулы исходят из самой цели обучения: усвоение и применение знаний. Внутренним стимулом является интерес к самому процессу познания (учащиеся об этом говорят так: люблю решать задачи, делать опыты, узнавать о жизни и деятельности ученых и т.д.).

Учебные ситуации с внутренними стимулами также требуют умственного и волевого напряжения. Вместе с тем они связаны не с «борьбой с самим собой», а лишь с внешними трудностями постижения истины, поэтому не вызывают психических перегрузок и являются оптимальными с педагогической точки зрения.

Проблема формирования у учащихся устойчивых познавательных интересов не может быть успешно решена без создания позитивного эмоционального отношения учащихся к знаниям, направленного на активное их усвоение.

Одним из основных требований к учебному материалу должно быть использование его аффективных свойств.

Он должен вызывать у школьника определенные переживания – эмоциональные (радость, печаль, гнев, страх и т.д.), эстетические (восторг, восхищение и т.д.), этические (одобрение, брезгливость, осуждение, презрение и т.д.). Как показывают исследования психологов и педагогов, материал, вызывающий сильные положительные чувства, заучивается легче, чем безразличный и скучный.

Тот же эффект вызывают и отрицательные чувства, если они связаны с информацией, а не с самим учебным процессом. Например, вид незнакомых и громоздких формул может вызвать нежелание читать учебник.

Логическое совершенство физических теорий, точность и лаконизм определений и формулировок законов, «изящные» формулы вызывают, как правило, у школьников эстетическое наслаждение учебной деятельностью, становятся надежными стимулами их познавательной активности. Наоборот, перегрузки, непонятное и громоздкое объяснение нового материала, постоянное напоминание о чувстве долга и т.д. – все это вызывает у школьников отрицательные чувства по отношению к учению.

Важным средством формирования познавательных интересов школьников, воспитания у них эмоциональности как черты личности могут стать те элементы научной биографики, которые показывают романтику научного поиска. Поэтому нужно не ограничиваться в кратких справках о творчестве ученых перечислением их заслуг в области физики, а давать эмоциональную оценку их жизни и творчества, стараться передавать учащимся то волнение, интеллектуальное удовлетворение и приподнятость, которые испытывали ученые при открытии нового для них факта, решении задачи, над которой они долго и напряженно работали. Так, рассказывая об открытии Архимедом закона плавания тел, следует обратить внимание учащихся и на ощущение радости открытия, интеллектуального экстаза, который испытал ученый (согласно красивой легенде, возбужденный Архимед выскочил из ванны и побежал сообщать о своем открытии, крича: «Эврика!» – слово, ставшее с тех пор обозначением пика творческого процесса).

Остановимся теперь на второй стороне познавательной функции методологии науки в школьном обучении.

Так как развитие познавательного интереса у школьников происходит одновременно с развитием познавательных способностей, то лучше говорить о двух взаимосвязанных сторонах единой познавательной функции: мотивационной и развивающей. Соотношению обучения и умственного развития в педагогической теории и школьной практике уделяется особое внимание. Стало общепринятым положение о том, что активное преодоление учащимися трудностей в процессе усвоения учебного материала является движущей силой умственного развития ребенка. В свою очередь, эффективность усвоения в значительной степени зависит от уровня сформированности у школьника умений и навыков интеллектуального характера.

В связи с этим возникает вопрос, насколько специальное формирование методологических и науковедческих знаний у учащихся в процессе обучения физике может создать общий навык научного подхода к решению задач, возникающих при овладении знаниями по другим школьным дисциплинам, или в более широком плане – возможно ли в процессе обучения физике сформировать так называемые обобщенные познавательные навыки, которые будут использованы учащимися в их учебной и дальнейшей трудовой деятельности. Исследования ряда психологов убедительно доказали, что в условиях правильного обучения учащийся осуществляет

перенос интеллектуальных приемов, которыми он овладел.

Например, в процессе учебного физического эксперимента учащийся приобрел интеллектуальные навыки точного измерения, взвешивания, оценки погрешности эксперимента, критического подхода к результатам своего исследования и т.д., т.е. то, что составляет в целом научный подход к экспериментальной деятельности. Эффективность такого приобретения будет определяться не только тем, насколько школьник сумел использовать эти навыки в процессе учебной деятельности, но, главным образом, тем, как он будет использовать приобретенные навыки в дальнейшей трудовой деятельности, непосредственно не имеющей с физикой ничего общего. Положительный прогноз такого переноса навыков обосновывается двумя факторами: во-первых, научный подход обладает достаточной общностью и проявляется одинаковым образом во всех сферах научной и практической деятельности; во-вторых, человек, уже овладевший научным методом, под сильным эмоциональным воздействием науки может осознанно руководить самим процессом переноса нужных ему интеллектуальных. навыков па свою будущую деятельность.

Выработка у учащихся устойчивого и современного стиля мышления сделает их труд поистине творческим, высокопроизводительным, приносящим большое удовлетворение. В этом главные истоки массовости движения за повышение производительности труда в нашей стране, имеющего громадное социальное значение. Вот почему формирование у учащихся обобщенных познавательных умений и навыков, наряду с обобщением предметных знаний, должно стать одной из главных задач обучения.

Стиль мышления учащихся предполагает их познавательную активность, без которой невозможен эффективный процесс учения. Наибольшей активности в учебной деятельности можно добиться при проблемном обучении, требующем от учащихся продуктивного мышления. Схематично процесс решения учебной проблемы можно

представить следующим образом. В процессе учения школьник попадает в ситуацию, когда ему необходимо ответить на заданный вопрос или решить задачу, и вместе с тем он чувствует, что не может этого сделать на основе имеющихся у него знаний – назревает «познавательный конфликт» (проблемная ситуация). Необходимость выйти из создавшейся проблемной ситуации заставляет учащегося проделать анализ, вскрыть противоречия между имеющейся информацией и искомыми результатами. Из этого анализа и вырастает постановка проблемы, которую он должен решить.

В процессе же обучения проблему, как правило, выдвигает учитель, однако учащиеся должны ее осознать и самостоятельно решить.

Познавательная деятельность учащегося достигает наивысшего уровня–творческого усвоения знаний, если он сам формулирует проблему.

Внутренний механизм решения проблемной ситуации характеризуется особыми «рычагами», приводящимися в действие в следующей последовательности: во-первых, чувство удивления, овладеваемое учеником при решении необычной для него проблемы; во-вторых, метод проб и ошибок, носящий случайный, логически необоснованный характер; в-третьих, интуиция («интеллектуальное видение», «внутреннее озарение»), которая дает возможность как бы предвидеть результат решения проблемы, и, в-четвертых, логические рассуждения, приводящие к обоснованию идеи, выдвинутой интуитивно.

Как видим, творческое усвоение знаний весьма близко научному поиску.

Многие ученые-педагоги, философы, психологи представляют учение как специфическую форму научного познания и обосновывают единство обоих процессов. Однако единство научного и учебного познания не означает их тождественности. Наличие целого ряда отличий между учебным и научным познанием не позволяет механически переносить методы науки в учебный процесс. Среди таких отличий наиболее существенными являются следующие.

Во-первых, открытие, сделанное в ходе научного исследования, получает общественно-историческую значимость и является объективно новым в науке; «открытие» же, сделанное учеником в процессе учения, является субъективно новым, т.е. новым по сравнению с тем, что ученику было известно до того, и представляет собой скачок в его собственном умственном развитии.

Во-вторых, перед ученым стоит настоящая наука со всеми ее сложностями, перед учеником – только «основы науки» – методически адаптированный курс, учитывающий цели и задачи образования, поставленные обществом в данный период времени.

В-третьих, ученый в ходе исследования «бредет» в потемках, добывая истину не на «столбовой дороге», без

руководства и подсказки, совершенно самостоятельно, В учебном процессе учащийся добывает знания под руководством

учителя.

В-четвертых, для ученого добытые знания становятся средством дальнейших поисков, для учащегося в большей степени усваивание результатов научного познания является самоцелью.

В-пятых, ученый имеет дело с одной наукой, точнее, какой-нибудь ее узкой областью, стремясь за счет сужения объема добиться большего проникновения в глубь проблемы. Учащийся же имеет дело со множеством наук, учебный процесс в смысле содержания неизбежно носит энциклопедический характер, охватывая все области научного знания, накопленного в процессе развития человечества.

В-шестых, научное познание закономерно, оно не считается в конечном счете с индивидуальными чертами исследователя, обучение же необходимым образом учитывает возрастные и познавательные возможности учащегося.

Таким образом, хотя оба процесса познания имеют общую гносеологическую основу, они вместе с тем отличаются в логическом, психологическом и дидактическом планах. Учитывая эти различия, необходимо так строить обучение, чтобы усвоение учащимися содержания школьного курса физики осуществлялось путем самостоятельного учения в сокращенной «квазиисследовательской» форме, воспроизводящей действительную научную ситуацию. В результате такого обучения можно сформировать у школьников умения, характерные для человека, мыслящего творчески подвергать критическому анализу существующие знания; видеть границы определенных теорий и законов; не быть слугой у «здравого смысла», не бояться выходить из рамок общепринятого; не фетишизировать авторитеты науки; соблюдать осторожность и быть самокритичным в оценке результатов собственной деятельности; не подгонять факты под готовые представления о них.

• Методы обучения
• Система методологических знаний и умений в СШ
• Методика изучения физики
• Структура физического знания
• Методология школьного эксперимента. Мысленный эксперимент. Гипотеза. Теория
• Контроль знаний и умений учащихся по физике
• Методы и формы контроля
• Требования к знаниям и умениям
• Отметки и оценки на контрольных этапах

Познавательно о обучении:

Фотоприемники на основе внешнего фотоэффекта
К фотоприемникам на основе внешнего фотоэффекта относятся вакуумные приборы: фотоэлементы (ФЭ) и фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Спектральный диапазон вакуумных ФП зависит от материала фотокатода. Наиболее широко распространены приборы с сурьмяно-цезиевыми мультищелочными и серебряно-кислородно-ц ...

Обоснование выбора и применения педагогических средств, используемых в работе
В своей практической работе по коррекции уровня агрессивности школьников я считаю нужным применять и идеальные и материальные средства обучения. Но ведущую роль в настоящее время отвожу все же идеальным средствам в сочетании с оптимальными этой тематике методами обучения. Так в ходе урока технологи ...

Организация проведения зачета
Зачеты можно проводить по-разному. Это зависит от стиля работы учителя, его опыта, комплектности и состава класса. Опишем возможные варианты. Остановимся на практике организации тематических зачетов. Тематический зачет рекомендуется проводить на уроке (в старших классах для этой цели могут быть выд ...