Методологически-мировоззренческие принципы преподавания физики в контексте мировой культуры

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н. Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО

Кафедра физики и методико-информационных технологий

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Тема: Методологически-мировоззренческие принципы преподавания физики в контексте мировой культуры

САРАТОВ 2006

Содержание

Введение

1. Теоретические предпосылки формирования творческой личности в процессе обучения физике

1.1 Метод и методология

1.2 Методологические принципы формирования физических понятий

1.3 Гуманизация в процессе обучения физике

1.4 Технология формирования творческой личности в процессе обучения физике

1.5 Проблема творческого развития человека

1.6 Техническое конструирование, творчество и профориентация

1.7 Историзм в содержании школьного курса физики

1.8 Проблема обоснования и обобщения знаний на основе использования историзма

1.9 Философия физики

2. Методологические мировоззренческие принципы построения последовательности педагогических действий при обучении физике в контексте мировой культуры

2.1 Физика в контексте мировой культуры

2.2 Последовательности педагогических действий при обучении физике

2.3 Концепция поэтапного обучения физике

2.4 Методика преподавания физики твердого тела

Заключение

Библиографический список

Введение

В последние десятилетия, несмотря на то, что научно-технический прогресс все настойчивее вторгается в нашу жизнь, интерес у школьников к физике неуклонно понижается. Это связано не только с затянувшимся кризисом школьного образования, но и с рядом других проблем. Прежде всего, современному ученику физика неинтересна, поскольку свою дальнейшую деятельность он планирует, как правило, в другой области. Кроме того, школьнику часто бывает трудно усвоить абстрактные понятия и он не видит причин, по которым ему следовало бы переламывать себя.

Противостоять этому можно, внедряя в физику элементы мировой культуры (философия, история, искусство, литература, техника и т.д.) с целью стимулирования заинтересованности к данному предмету и повышения творческой активности личности, о чем в пору техногенного развития общества часто забывают. Следует обратить внимание, что внедрению культуры способствуют современной тенденции гуманизации и гуманитаризации образования.

Гуманитаризация и гуманизация являются сегодня одним из основных направлений реформирования школьного и вузовского образования вообще и физического в частности.

О гуманитаризации преподавания физики в школе говорят уже довольно давно. В нашей стране эта проблема была поставлена уже около 20 лет назад, но полного теоретического и практического решения она пока не получила, хотя от этого во многом зависит совершенствование системы образования в целом.

В июне 1986 г. в Дубне состоялась интересная встреча физиков и философов на тему “Физика в системе культуры”. Участники встречи подчеркивали – «сегодня важно учитывать, что физика – не только непосредственная производительная сила, но и важнейший источник сведений, позволяющий человеку ориентироваться в окружающем его мире, в системе культурных ценностей». Эта функция физики не менее важна. Отмечалось и то, что в современном мире весьма затруднен процесс формирования духовных ценностей и поэтому неизмеримо возрастает мировоззренческая роль науки вообще и физики в частности [6].

Во второй половине 80-х годов специалисты начали отмечать, что соответствующий школьный курс физики построен довольно однобоко – он ориентирован только на выявление “технического потенциала”. Говорилось о необходимости радикальной перестройки, об ориентации, прежде всего на гуманитарный потенциал [34].

«Гуманитаризация» стала одним из главных направлений совершенствования образования в России. Была признана необходимость в таком построении курса физики, когда в нем подчеркивается его значимость, место и роль в системе общечеловеческих ценностей. [33].

Формирование у учащихся системы гуманистических и гуманитарных ценностей на уроках имеет свое продолжение, развитие и определенное логическое завершение во внеурочное время.

Как показали исследования рядов авторов сочетать с физику с гуманитарными науками можно в условиях интеграционно-обобщающего метода реализованного, например, в курсе «Физика в контексте мировой культуры». Такого рода курс по предложению Щербакова Р.Н. может быть включен в учебный план школы как один из предметов по выбору. Рассчитанный на 35 учебных часов и проводимый в выпускном классе, он ставит своей целью завершение формирования у учащихся конкретно осмысленных взглядов и убеждений относительно ценностной значимости научных знаний и научного мышления, как эффективного инструмента познания и освоения реального мира.

Необходимо отметить, что путь внедрения курса «Физика в контексте мировой культуры» для классов естественнонаучного профиля нелегок и неоднозначен. Это связано в первую очередь с тем, что сообщение знаний гуманитарного образования людям, чей склад ума в наибольшей степени приспособлен к восприятию технических и научно-гуманитарных ценностей, требует особого подхода. Подход же методистов-гуманитариев к образованию отличается от практикуемого в естественных науках, что затрудняет процесс гуманитаризации.

Перед учителями, таким образом, стоит задача совместить оба подхода к образованию, обосновать общие методики обучения, создать, если возможно, учебные дисциплины, которые являлись бы одновременно естественнонаучными и гуманитарными в системе культурных ценностей.

Целью дипломной работы является применение методологически-мировоззренческих принципов для оптимального объединения физики и культуры в курсе «Физика в контексте мировой культуры» при реализации двух подходов его изложения.

В дипломной работе решается задача по разработке принципа построения последовательности педагогических действий при обучении физике. Автором дипломной работы предложен вариант изложения физической темы, с опорой на курс «Физика в контексте мировой культуры».

1
. Теоретические предпосылки формирования творческой личности в процессе обучения физике
1.1 Метод и методология

Одной из наиболее актуальных методологических задач сегодня является разработка основ оптимальной стратегии российской системы образования, обеспечивающей не только выживание, а устойчивое ее развитие и превращение в решающий фактор возрождения нашей страны как великой державы. Практическое решение этой задачи следует считать главной целью образовательной стратегии, поскольку только на такой общественной основе могут обеспечиваться подлинно демократические и гуманные условия индивидуального развития и действительно свободного самоопределения каждой личности [37].

Деятельность людей в любой ее форме (научно-практическая и т. д.) определяется целым рядом факторов. Конечный ее результат зависит не только от того, кто действует (субъект) или на что она направлена (объект), но и от того, как совершается данный процесс, какие способы, приемы, средства при этом применяются, это и есть проблема метода.

Метод (пер. с греческого methodos) – в самом широком смысле слова – “путь к чему-либо”, способ деятельности субъекта в любой его форме.

Понятие методологии – система общих принципов познания и регуляторов практической деятельности, которая основывается на определенном мировоззрении, гносеологии и соответствующих ценностных ориентиров. Одна из ее функций – критический анализ методов и результатов научной и практической деятельности, выявление парадоксов. Однако главные функции современной методологии – конструктивные: формулировка целей, гипотез, прояснение основных понятий, исходных посылок и принципов исследования, определение значимости фактов, иерархии приоритетов и ценностей, выявление закономерностей развития научного знания, смены его парадигм.

Понятие методологии имеет два основных значения: система способов и приемов, применяемых в этой или иной сфере деятельности (в образовании, науке, политике, искусстве и т.п.); учение об этой системе, общая теория метода, теория действий.

Основная функция метода – внутренняя организация и регулирование процесса познания или практического приобретения того или иного объекта. Поэтому метод (в той или иной своей форме) сводится к совокупности определенных правил, приемов, способов, норм познания и действия. Он есть система предписаний, принципов, требований, которые должны ориентировать в решении конкретной задачи, достижении определенного результата в той или иной сфере деятельности. Он дисциплинирует поиск истины, позволяет (если правильный) экономить силы и время, двигаться к цели кратчайшим путем. Истинный метод служит своеобразным компасом, по которому субъект познания и действия прокладывает свой путь, позволяет избегать ошибок.

Каждый учебный предмет вносит вклад в формирование научного мировоззрения учащихся. Роль естественнонаучных дисциплин состоит в создании фундамента для выработки научных взглядов на окружающий мир.

Коснемся классификации методов:

I. Философские методы(их основные черты):

· объективность

· всесторонность

· конкретность

· историзм

· принцип противоречия;

II. Общенаучные подходы и методы исследования;

III. Частнонаучные методы;

IV. Дисплинарные методы;

V. Методы дисциплинарного исследования [15].

1.2 Методологические принципы формирования физических понятий

Современное состояние высшего и среднего образования предъявляет новые требования к уровню общеобразовательной и профессиональной методологической подготовки будущих преподавателей, в том числе и преподавателей физики: акцент все более смещается в сторону формирования способа мышления и научного мировоззрения.

Ответить на вызовы времени, можно, используя понятийно-категориальный аппарат эволюционной концепции физической картины мира как высшего уровня обобщения и систематизации физического знания, где наиболее полно представлена взаимосвязь физики и философии. Именно в физической картине мира находят свою естественнонаучную конкретизацию представление о строении и движении материи в формах ее существования (в пространстве и времени), фундаментальных физических взаимодействиях и закономерностях развития научного знания. Вместо простой фактологии или эмпиризма нужен, следовательно, методологический подход, который составляет основу фундаментализации образования.

Необходимость глубокого методологического и мировоззренческого представления научных понятий обусловлена тем, что они являют собой форму отражения действительности в сознании человека, обобщенный результат, итог развития познания, т.е. не остаются чем-то неизменным, раз и навсегда данным. Но, по мере развития науки, уточняются, обобщаются новым содержанием, которое всецело определяется материальной действительностью, объективными свойствами и отношениями материальных предметов, вещей, явлений.

В этом значении физические понятия характеризуют три уровня обобщения физического знания: конкретно-научный, обобщенный и философско-методологический.

В дидактике в основном решается задача выработки умений и навыков, необходимых для познания физики, т.е. преобладает технологическая рецептурность (рецепты практических действий и усвоение понятий), в то время как в методологически-мировоззренческой стороне понятий, т.е. собственно формированию личностных представлений и убеждений, мировоззрения, миропонимания учащихся внимания уделяется явно недостаточно. Вместе с тем решить эту проблему можно только на методологическом уровне обобщения [13].

В уже упомянутой концепции эволюции физической картины мира методологические принципы формирования физических понятий представлены следующим образом:

1. Первоначальное знакомство с явлением посредством его наблюдения и опытного изучения выясняются причинно-следственные связи, их свойства и особенности проявления этих свойств;

2. Формулировка понятия, в которой отражена его логико-математическая конструкция, т.е. физический смысл;

3. Практическое применение понятия при решении задач и выполнении лабораторных работ;

4. Расширение и углубление содержания и объема понятия при изучении нового материала;

5. Анализ истории развития понятия;

6. Выяснение роли и значения данного понятия в понятийном аппарате рассматриваемой физической теории, в физической картине мира, уточнение границ его применимости;

7. Анализ методологического и мировоззренческого содержания рассматриваемого понятия в свете идей эволюции физической картины мира, исключающих возможность возникновения у школьников и студентов ложных представлений о науке как системе неизменных, застывших понятий, идей, принципов и законов.

В соответствии с перечисленными методологическими принципами можно выделить также и методологические критерии сформированности физический понятий, а именно: усвоение физического смысла изучаемого понятия и возможность его практического применения для решения задач и выполнения лабораторных работ; уяснение конкретно-научного, общенаучного, обобщенного и философско-методологического содержания физического понятия, что является важнейшей мировоззренческой задачей гуманитаризации образования. С точки зрения вышеназванных методологических критериев, как представляется, существует два уровня усвоения понятий.

Первый характеризуется тем, что учащийся может определить физический смысл понятия, решить стандартную задачу, но не способен применить знания в нестандартной ситуации или определить границы применимости понятия.

На втором уровне происходит не только усвоение физического смысла, но и понимание границ применимости понятия, т.е. учащийся способен использовать его как в знакомой, так и в новой, нестандартной ситуации [7].

Говоря о методологии существовавшего ранее естественнонаучного образования, нельзя не отметить, что оно не предполагало обращения учащихся к целостным основам этого образования. Оно было ориентировано на выполнение действий, ограниченных традиционной схемой передачи знаний и опыта поведения. Однако этот компонент образования в значительной степени репродуктивен и малоэффективен. Поэтому в новом подходе к образованию уделяется существенно большее внимание не столько сообщению учащимся программных знаний, но знаний, обращенных к личности и её проблемам, к смыслотворческому, развитию интеллекта. Иначе говоря, новые системы мировоззрения и обучения должны включать в процесс познания и саму личность, т.е. быть личностно-ориентированными средствами, направленными на обучаемого, т.е. реализующими идеи гуманизации [8].

1.3 Гуманизация в процессе обучения физике

Важнейшей задачей обучения в школе, особенно в педвузе, является формирование гармонично развитой личности с навыками ассоциативного мышления, умеющей чувствовать многообразие жизни (физической, социальной, духовной) и способной представить это многообразие при изложении, казалось бы, частного явления природы.

Если мы намерены формировать гармонически развитую личность, то в процессе обучения элементы естественнонаучной гуманитарной составляющей мировой культуры должны образовывать тот цельный образ реальности, который позволит учащимся свободно ориентироваться в окружающем мире. Поэтому основным базовым принципом школьной реформы 1992 года является гуманизация и гуманитаризация образования. Физику следует рассматривать во всех ее формах и проявлениях, к тому же в причинной зависимости от остальных сторон человеческого бытия. Или как написали Зинченко В. П. и Моргунова Е. Б. "образование с попранным культурным пластом уже принесло и продолжает приносить свои горькие плоды в отставании науки и в ущербности тех, кто ей служит. " (Человек развивается: очерки российской психологии.)

В настоящее время проблема гуманизации рассматривается всесторонне (М.Н. Берулава, Е.В. Бондаревская, И.А. Зимняя, В.В. Сериков, И.С. Якинская и другие). Один из разработчиков этой проблемы применительно к школьному образованию А.Б. Орлов подчеркивает, что в школьном образовании действительная гуманизация школы не может быть сведена лишь к изменению содержания образования и стиля педагогического общения. «Подлинный наиболее глубокий и точный смысл гуманизации образования – это конструктивное самоизменение людей, очеловечивание и гармонизация личности каждого педагога и каждого учащегося, включенных в образовательный процесс» [16].

Гуманизация образования в настоящее время выступает в качестве одной из глобальной проблем, которая исследуется в широком социокультурном контексте общецивилизационных изменений. Это связано с тем, что гуманизация общества в целом, и образования в частности. Выступает как императив выживания человечества и сохранения его духовности. Гуманизация образования включает, прежде всего, гуманизацию содержания осознавать полезность и необходимость изучения школьного курса физики для успешного «построения» себя как творческой личности

Как отмечает Э.Д. Днепров, гуманизация – ключевой момент нового педагогического мышления. Она требует пересмотра, переоценки всех компонентов педагогического процесса в свете их человекообразующей функции. Она радикально меняет саму суть и характер этого процесса, ставя в центр его ребенка. Основным смыслом педагогического процесса становится развитие ученика. Мера этого развития выступает как мера качества учителя, школы, всей системы образования.

Сегодня научно-технический прогресс решительно вторгается в нашу жизнь, интерес у школьников к физике неуклонно понижается. Поэтому надо перестроить преподавание так, чтобы мощный "гуманитаризованный потенциал" физики был выявлен и эффективно использован в процессе обучения. Это позволит способствовать возрождению у студентов и школьников интереса к физике и вообще повысит эффективность народного образования.

Курс физика в общеобразовательных заведениях должен быть гуманитаризованным, призванным решать познавательные и воспитательные задачи обучения, развивать мышление, формировать мировоззрение.

Термин "гуманитарная физика" не имеет отношения к "физике для гуманитариев". Речь идет о физике, необходимой всем ученикам, независимо от их будущей специальности.

Важная задача гуманитарного курса – экстраполировать физические законы на человеческие проблемы. С точки зрения физики можно рассматривать немало проблем, имеющих непосредственное отношение к жизни человеческого общества. Понимание универсальных законов природы важно для того, чтобы противостоять невежеству, которое расцветает в обществе, где множество людей не владеют основами физики и готовы верить любым антинаучным измышлениям.

Гуманитарная физика имеет непосредственное отношение к художественной литературе, истории, фольклору (пословицы, поговорки, сказки, частушки, анекдоты, загадки). Ведь без знания законов природы, в частности электродинамики, порой трудно осознать пословицы: "Гроза застигла в поле ложись на землю", "Гроза бьет по высокому дереву".

Гуманитарное образование не только повышает удельный вес гуманитарных дисциплин в учебном процессе, но и привносит радикальное изменение самого типа этих дисциплин и дисциплин естественнонаучного цикла.

Естественнонаучная дисциплина в нашем случае – это физика, она не должна быть "слепой" поставляющей, готовые знания: необходимо, чтобы она развернулась перед учащимися, как живой процесс поиска, открытий, изобретений, как историческая программа идей и людей, как взаимосвязь и взаимовлияние, наука и техника, экономика и хозяйствование, как осознание глобальных проблем человеческого общества.

Становление личностного в человеке предполагает усвоение системы гуманистических ценностей, составляющих основу его гуманитарной культуры. Вопрос о внедрении этих ценностей в образовательный процесс имеет большую значимость. От его успешного решения во многом зависят перспективы гуманизации образования, смысл которой в том и состоит, чтобы обеспечить сознательный выбор личностью духовных ценностей и сформировать на их основе устойчивую, непротиворечивую, индивидуальную систему гуманистических ценностных ориентаций, которые характеризуют ее мотивационно-ценностное отношение.

Идеал культурного человека, как отмечал А. Швейцер, “есть не что иное, как идеал человека, который в любых условиях сохраняет подлинную человечность”. По существу, вся культура человечества связана с историей возникновения, развития и усложнения потребностей людей. Их изучение – своеобразный ключ к пониманию истории человеческой культуры.

Этой закономерностью обусловлен культурологический подход к отбору содержания образования. Он требует повышения статуса преподавания физики, его обновления, освобождения от примитивной назидательности и схематизма, выявления духовности и общечеловеческих ценностей. Учет культурно-исторических традиций народа, их единства с общечеловеческой культурой – важнейшее условие конструирования новых учебных планов и программ [31].

Действительно, приобщая учащихся к ценностям науки и научного познания, мы в итоге стремимся к тому, чтобы эти ценности стали приобретением учащегося, помогающему ему самореализоваться как личности творческой.

Физическое образование дает возможность учащимся приобщиться к научным знаниям не в готовом виде, а в процессе поиска истины и развития в соответствующем культурном контексте, которые, по убеждению Б. Паскаля, должны усваиваться при непременной гармонии разума и сердца.

В настоящее время ценностные смыслы науки исследованы вполне достаточно, чтобы быть учтенными и реализованными в физическом образовании. Учебный предмет физики, вводящий учащегося в мир научного знания и мышления, изначально обладает определенным потенциалом приобщения учащихся к ценностям культуры.

Раскрытие ценностей науки и научного познания, по сути понятных и близких каждому учащемуся и потому актуальных для его развития, возможно при условии, если учебное физическое знание предстанет перед ним в качестве одного из элементов современной культуры. Используемый в этих целях социокультурный материал, включающий в себя методологические, мировоззренческие, историко-научные, биографические и общекультурные знания и представления, предлагает рассмотрение вопросов физики в тесном взаимодействии с ценностно-мировоззренческим осмыслении существа этой науки.

Таким образом, задавая учебному знанию функцию инструмента формирования личности обучаемого, мы тем самым создаем гуманные условия для осмысленного положительного отношения учащихся к научным знаниям и науке в целом. Усвоение курса физики как совокупности ценностей культуры, происходит успешнее, если научные представления, ценностно-мировоззренческие установки и нравственные принципы формируются в ходе обучения как личностные убеждения, складывающиеся в результате напряженных душевных усилий по усвоению и последующему критическому осмыслению различных точек зрения на обсуждаемые вопросы физики [40].

Исходя, из этого можно сделать вывод – основным путем гуманизации процесса учения каждого школьника является индивидуализация его познавательной деятельности. Выполнение этой задачи хорошо вписывается в общий контекст гуманизации школьного образования [23].

1.4 Технология формирования творческой личности в процессе обучения физике

Будущее человечества определяется наличием высококвалифицированных кадров, творчески мыслящих людей. Поэтому назрела необходимость прогнозировать развитие внешнего и внутреннего образовательного пространства каждого учебного заведения на основе диагностики нужд личности и общества.

Современные выпускники школ и вузов должны обладать навыками самоорганизации, устной и письменной коммуникации, способностью быстро учиться, умением устанавливать приоритеты, уметь сотрудничать, уметь слушать, критически мыслить, уметь работать в коллективе, уметь претворять свои идеи в жизнь; иметь черты лидера. Личность, обладающую такими качествами, можно определить как творческую.

Формирование именно такой творческой личности является основной целью учебного заведения нового типа, основанного на принципах гуманизации и демократизации образования. Это предопределяет демократический стиль взаимоотношений на любом уровне и создает воспитательную среду, без которой немыслимо саморазвитие личности ребенка. Социализация личности учащегося происходит успешно, если его познавательные и духовные потребности находят удовлетворение в содержании педагогического процесса. Следовательно, необходима дифференциация обучения, гибкие учебные планы и программы, корригируемые педагогическим консилиумом на основании результатов тестирования учащихся и их родителей. В центре учебно-воспитательной работы – Учитель и Ученик. Во всех факторах создания условий для самореализации личности ученика ведущим является Учитель. Именно от его личностных качеств зависит: осознает ли учащийся потребности собственной души. Основное место и время общения Учителя и Ученика – это учебная деятельность. Для любого творчества необходима комфортная обстановка. Она создается, прежде всего, на уроке, где учащийся проводит основную часть времени. Для этого используются дифференцированные задания учащимся сообразно их темпераменту, возможностям; предлагаются различные пути решения поставленной задачи и поиск новых путей достижения цели; применяются различные формы и методы обучения.

На уроке создается информационно-насыщенная среда, где происходит кристаллизация основных идей изучаемой темы. Но еще Дистервег говорил: ”Развитие и образование не могут быть даны или сообщены”.

Полагаю, что всякий достигает этого собственной деятельностью, собственными силами, собственным напряжением, посредством упорной работы мысли и борьбы с самим собой.

Извне учащийся получает только возбуждение ума и души. А оно исходит от Учителя. Его личностный взгляд на предмет, его понимание эстетики предмета, его дифференцированный подход к ученику стимулирует саморазвитие личности учащегося. Учитель вместе с Учеником “изобретает” науку.

Человеческое знание по сути своей едино. Чтобы сформировать у школьника и у студента представление об окружающем его мире и о себе, как о едином целом, нужно размыть границы преподавания различных дисциплин и создать единое информационно-педагогическое поле, объединив для этого усилия всего педагогического коллектива.

Итак, для успешного решения задачи формирования творческой личности Ученика, необходимо:

· 1. В центр процесса обучения поставить Человека.

· 2. Содержание и формы педагогического процесса привести в соответствие с профилем учебного заведения, социальными потребностями личности и общества.

· 3. Иметь творческий педагогический коллектив, способный своим стилем работы создать атмосферу успеха и сотворчества.

Формирование творческой личности как конечной цели обучения невозможно без создания единого информационно – педагогического поля, в котором все преподаваемые дисциплины рассматриваются как гармоничные компоненты общего образования.

Для достижения планируемого результата учитель должен хорошо владеть педагогической технологией в целом, то есть уметь выбирать нужные методы и формы, исходя из конкретных начальных условий, и конструировать из них технологическую линию обучения [20]. (историзм)

1.5 Проблема творческого развития человека

Немало впечатлений может дать и дает деятельность учителя. В физике, например, нередко говорят: “Красивое, изящное решение или доказательство”, понимая под этим его простоту, в основе которой лежит высшая целесообразность, гармония. Оно призвано развивать у школьников художественное мышление, творческое воображение, зрительную память, пространственные представления [31].

“Учить физике интересно!” – это призыв учителей. Через интерес к уроку пробуждается интерес к физике, а потом – и к другим естественнонаучным дисциплинам: ведь этот интерес порождает интерес к занятиям, самообразованию и через них – к труду, творчеству. Так цепочка, у начала которой находится интересно организованное учебное занятие, завершается социально важным результатом; формированием желания и умения трудиться. А это – одно из задач реформы школы [29].

Учителя и педагоги-ученые свидетельствуют: познавательный интерес занимает у старшеклассников ведущее место среди мотивов и факторов, стимулирующих учение. “От интереса зависит не только продуктивность овладения знаниями, но и общий тонус всей учебной деятельности с ее социальным смыслом и установками… нет ни одной проблемы в учебной познавательной деятельности, которую можно было бы решить без опоры на интерес” [47].

Проблема творчества особенно важна в настоящее время: ведь сейчас первостепенной задачей стало воспитание ученика творческой личностью средствами каждого учебного предмета. Чтобы учение не превратилось для ребят в скучное и однообразное занятие, нужно на каждом уроке вызывать у школьников приятное ощущение новизны познаваемого [4]. Безусловно, для этого учителю необходима солидная подготовка, развитая культура мышления и большой потенциал знаний, о котором писала М. Шагинян: “В тысячах неуловимых оттенков передается этот культурный резерв учителя молодому, свежему восприятию учеников” [38].

Гуманистический подход, по А.М. Моисееву, предполагает «создание психолого-педагогических условий для целостного развития внутренних задатков человека, его духовных и познавательных потребностей, приобщение к универсальным культурным ценностям. Основной ведущей идеей гуманистической концепции является идея саморазвития» [16]. Наша школа до сих пор, как правило, подавляет способность ребенка к самостоятельному мышлению, прививает догматизм, фанатическую веру в науку. У учеников складывается впечатление о законченности процесса познания, о том, что наука “все знает”, между тем для развития их мышления необходимо, чтобы они представляли, что на каждом этапе познания наука опирается на идеализированные модели, степень идеализации которых снижается по мере развития практики. А низкая культура мышления порождает неосознанную безнравственность, причем и “научную”. Глубоко безнравственно, например, защищать ложную теорию по формуле: “Практика – критерий истинности теории”. Порочная практика, некорректный эксперимент способны и подтвердить ложную теорию, и отвергнуть корректную [24]. Как показывает практика, исторический материал может быть подан учащимся в самых разнообразных формах. Обычно знакомят с идеями классиков науки, изучают принцип действия приборов и установок, с помощью которых были проведены фундаментальные исследования, дают анализ творческого пути ученого. Но есть то, что нередко остается вне поля зрения педагога, поможет сделать преподавание физики привлекательнее, живее. Великие физики, изобретатели оставили нам не только свои открытия и изобретения, но и память о своей жизни. Интересные и забавные эпизоды из жизни ученых-физиков дают более правильное представление о них, которым присущи обычные человеческие качества, которые имеют свои слабости, обостренное чувство собственного достоинства. Использование такого материала позволило сделать уроки физики более интересными, вызывающими расположение ребят [30]. Решение данной задачи связано также с комплексным применением технических средств обучения, позволяющих успешно реализовать обучающие, развивающие и воспитывающие цели урока, составляющие в совокупности главную цель – воспитание всесторонне развитой личности. Технические средства обучения дают возможность оптимизировать процесс достижения уникальной цели, если при этом исходить из основного положения теории познания, в соответствии с которым «диалектика вещей создаёт диалектику идей, а не наоборот». Следовательно, строить уроки так, чтобы при изучении какой-либо темы двигаться первоначально от чувственно-конкретного к абстрактному и далее от абстрактного к конкретному, т.е. сначала встречаться с явлением, после осмысливать его и делать теоретические выводы и, наконец, учиться их практически применять на практике. При указанной последовательности работы по изучению какой-либо темы по физике удается особенно удачно решать задачи развития и воспитания ориентировано-развитой личности, если организовать встречу с химическими, физическими, биологическими и другими явлениями и демонстрировать их в применении на образцах прекрасного отображенного в искусстве, архитектуре и т.д. То есть излагать тему не только на языке физики, химии и математики, но и на языке истории, экологии, искусства, литературы, музыки – на языке всесторонне-развитой личности. Практически решить поставленную задачу формирования у студентов и школьников всех этих умений гармонически развитой личности и одновременно умений по физике могут только ТСО и ЭВМ, которые позволяют очень удачно вплетать в занятие элементы других предметов, как чувственно-возбуждающий фрагмент, повышающий общий интерес к предмету.

1.6 Техническое конструирование, творчество и профориентация

В настоящее время все больше и больше уделяют внимания развитию мышления и творчества учащихся и студентов педагогического направления. В связи с этим в школах внедряют кружки, а в вузах читают спецкурс и проводят практические занятия по изучаемой дисциплине «Техническое конструирование и моделирование». «Техническое конструирование и моделирование» является для студентов – будущих преподавателей физики – предметом, непосредственно связанным с творчеством, и тем более с творчеством техническим, которое в силу непосредственной связи теории с практикой способно поднять качество обучения физики и инициировать творческие задатки студентов и учащихся, необходимые им в предстоящей деятельности. Действительно, техника всегда была областью практического приложения физических знаний, являющихся её наиболее широкой теоретической основой. Развитие физики приводило к появлению отраслей техники, обеспечивающих современный прогресс (электротехника, радиотехника, теплотехника, автоматика и кибернетика, атомная и ядерная энергетика и пр.), а также к внедрению в практику новейших технологий (например, нанотехнологии), без которых этот прогресс был бы невозможен.

Стимулируемое физикой развитие технических наук и технологий способствовало и способствует, в первую очередь, созданию совершенно новых методов физического исследования, обуславливающих прогресс физики и смежных наук (радиоастрономия, физика моря, генная инженерия и пр.). Таким образом, физические и технические науки взаимосвязаны и обеспечивают прогресс друг друга и общества в целом, и на это взаимное влияние физики и техники преподаватели физики должны постоянно обращать внимание на уроках, так как это способствует повышению заинтересованности учащихся к предмету. Кроме того, демонстрируя с помощью технических средств обучения достижения промышленности, преподаватель может более наглядно объяснить само физическое явление, рассматривая его действие в реальном конкретном устройстве. Это, в силу наглядности, помогает усвоению материала и поднимает тем самым общий уровень знаний по физике. Но в еще большей степени способствует повышению уровня и качества знания его использование при разработке и изготовлении новых лекционных демонстраций и интересных технических устройств или моделей. Используемый при такой практической деятельности дидактический принцип связи теории с практикой не только оптимизирует процесс обучения, но и способствует творческому развитию и ориентации учащихся в профессии физика. Этот вывод следует из того, что итогом практической деятельности всегда является «создание» чего-либо, даже если это создание выражается в изготовлении какой-либо простой и хорошо известной детали. Создавать (по В. Далю) – значит «делать,…,производить или творить, вызывать из небытия в бытие».

От «создания» (по В. Далю) проистекает «созидательный ум, творческий». То есть, навыки практической деятельности по созданию любого изделия уже содержат в себе элементы навыков творческой деятельности и, следовательно, ведут к формированию творческого ума [5].

Исходя из науки психология творчество, это – деятельность, порождающая нечто новое. Практическая деятельность, как творческая, может проявляться в любой сфере: научной, художественной, научно-технической и т.д. Творчество научно-техническое связано с практической деятельностью, направленной на производство какой-либо новой технической конструкции». При этом элементы новизны, а значит и творчества, также несут в себе любые изделия, выполненные впервые и с интересом, даже если они индивидуально новы. Творческое отношение к «деланию»» пробуждается в таком случае интересом и к процессу изготовления, и к впервые сделанной вещи [39].

Таким образом, чтобы курс «Технического конструирования и моделирования» действительно способствовал укреплению физических знаний, и формированию у студентов, и учащихся умений, и навыков физических знаний, и формированию у студентов умений, и навыков творческого подхода к своей будущей преподавательской деятельности. Изучаемую дисциплину необходимо организовывать так, чтобы на любых этапах обучения студентам и учащимся приходилось сталкиваться с элементами самостоятельности, творчества и новизны: с впервые сделанной деталью, с самостоятельно разработанной демонстрацией и т.д.

Рассмотрим поэтапное обучение студентов в вузе.

На первом этапе, в течение первого семестра студенты обучаются в мастерской лаборатории «ТКиМ» приёмам использования инструментов и оборудования, учатся работать с различными материалами, знакомятся на практике с технологическими задачами, возникающими при конструировании.

Приобретенные на первом этапе обучения умения и навыки работы с материалами и оборудованием в мастерской служат основанием для постановки более сложных творческих работ второго семестра, когда студенты после получения задания на изготовление изделий по выданным эскизным проектам приступают к технологической проработке этих проектов и к изготовлению на их основе изделий. Параллельно с практической работой студенты знакомятся с элементами эскизного проектирования физико-технических конструкций.

Третий, завершающий этап обучения техническому конструированию и моделированию полностью посвящен инициативной работе студентов, связанной и с эскизным проектированием, и с изготовлением конструкций или моделей. На этом этапе от студентов требуется проявить творчество, начиная с момента постановки задачи и кончая изготовлением эскизного образца изделия.

Для того чтобы изучаемая дисциплина была непосредственно связана с будущей преподавательской профессией студентов физиков и интересна школьникам. С этой целью данный курс ориентируется на разработку и изготовление новых лекционных демонстраций, лабораторных работ и интересных физико-технических конструкций и моделей.

Опыт работы Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского по такому плану, направленному на развитие творческой инициативы, показывает, что у студентов, прошедших этот курс, укрепляются знания по физике, растет уверенность при выполнении самостоятельных конструкторских работ, повышается заинтересованность в своей будущей профессиональной деятельности [5].

1.7 Историзм в содержании школьного курса физики

Одним из средств приобщения учащихся к исторической культуре является преподавание уроков физики. Изучение биографий ученых, их творческой деятельности, жизненных принципов вызывает большой интерес у учащихся, стимулирует их поведение и деятельность.

Немало впечатлений может дать и дает деятельность учения. В физике, например, нередко говорят: “Красивое, изящное решение или доказательство”, понимая под этим его простоту, в основе которой лежит высшая целесообразность, гармония. Оно призвано развивать у школьников художественное мышление, творческое воображение, зрительную память, пространственные представления.

Роль историзма в обучении физики в настоящее время объективно возрастает. Главная трудность в преподавании истории физики заключается в диспропорциях между ее огромным материалом и количеством часов, отводимых на изучении этого предмета. Если говорить обо всем и понемногу, то существует опасность сбиться на простое перечисление имен и открытий. Историю физики нельзя сводить к обычному справочнику [19].

Историю физики следует воспринимать как синтез естественно научного и гуманитарного подходов к изучению природы и общества. Если первый из них характеризуется точностью, обоснованностью, логическими связями частей, то второй подход привносит в историю физики сильное эмоциональное воздействие, ощущение сопричастности к происходящим событиям, характерные для всей области исторической науки. Именно поэтому изучение истории физики можно рассматривать как одно из главных направлений гуманитаризации естественно - научного образования. Для большинства точных наук изучение истории является наилучшим способом реализовать их гуманизацию.

Учителя-педагоги обращаются к истории физики, когда хотят «оживить» урок, сделать его интересным. Однако подчас «интересность» истории физики видят в исторических курьезах и легендах, в забавных и любопытных сведениях об отдельных ученых и внешне эффектных исторических эпизодах. Спору нет, включение в урок такого рода сведений может быть и полезным.

Таким образом, можем сказать, что историзм в преподавании физики - это

· одно из важных средств развития у школьников интереса к науке;

· одно из средств формирования научного мировоззрения учащихся в процессе преподавания физики;

· одно из средств нравственного и общественно-политического воспитания учащихся;

Все это способствует повышению качества знаний учащихся, характеризуя основные функции преподавания физики.

Особое место среди форм использования историзма принадлежит биографиям ученых, которые могут быть даны либо в достаточно полном изложении, либо в виде отдельных фрагментарных сведений.

Исходя из выше изложенного, можно выделить следующие формы использования историзма в обучении физики:

1) вводные исторические обзоры, выступающие как средство обоснования новых знаний;

2) заключительные исторические обзоры, выступающие как средство систематизации и обобщения знаний;

3) описания истории отдельных открытий, фундаментальных опытов, являющихся средством обоснования знаний;

4) полные биографии ученых и фрагментарные биографические сведения, служащие целям формирования личности ученика;

5) задачи с историческим содержанием.

Важной методической задачей является определение содержания и формы изложения биографических сведений об ученых как специфического учебного материала.

В развитии методики преподавания физики в школе и в педвузах важное значение имеет не только большая по объему работа учителей и методистов по практической реализации идеала обучения этому предмету, но и советы, рекомендации, критические замечания со стороны ведущих ученых физиков. Как для учителей, так и учеников, представляют интерес высказывания ученых разных стран и эпох о преподавании физики. Учителя и практики смогут из этих высказываний выделить ценное, найти авторитетное подтверждение каким-то своим убеждениям, в чем-то критически осмыслить прочитанное и на основе собственного опыта преподавания конкретизировать его с соответствующими поправками на свое время и условия обучения [41].

Таким образом, введение в учебный процесс исторического материала способствует более глубокому понимания эстетики творческого труда исследователя, позволяет молодежи оценить свою учебу с эстетической точки зрения, рождает творческое отношение к процессу познания. Знакомя учащихся пусть даже с отдельными фактами из истории физики, с жизнедеятельностью выдающихся ученых, можно не только показать красоту самого процесса тайн природы, но и богатство духовного мира людей, преданных науки. Знание жизни известных исследователей возвышает чувства подростка и заставляет его более осмысленно посмотреть на свою работу.

1.8 Проблема обоснования и обобщения знаний на основе использования историзма

Для того чтобы ученик усвоил новые знания, необходимо, чтобы он, прежде всего, проверил в их истинность, а для этого учитель должен обосновать новые сведения, убедить школьников в факте существования того или иного явления. В справедливости той или иной идеи. Обоснование новых знаний – очень важный элемент обучения. Отсутствие или неубедительность обоснования новых знаний порождает у школьников элементы догматического стиля мышления. Легковерия, привычку не вдумываться в те основания, на которых зиждется то или иное утверждение, убивает пытливость мысли, здоровый скептицизм.

В силу особенностей восприятия учащихся наиболее убедительный путь обоснований физических понятий и идей для них – экспериментальный способ нового знания, при котором новый факт или идея явление электромагнитной индукции.

Вторым способом обоснования нового знания в процессе обучения является математический вывод соотношения или закона, который будет убеждать учащихся в мощи теоретического мышления и, в частности, в предсказательной силе математического аппарата. Так, например. Обосновывается основное уравнение кинетического теории газа.

Когда нельзя воспользоваться математическим аппаратом или экспериментом для вывода нового, тогда теоретическое обоснование нового знания осуществляется путем логических рассуждений. Так, например, необходимость холодильника как важнейшей части тепловой машины выводится путем качественных логических рассуждений.

Но в ряде случаев невозможно воспользоваться ни одним из этих способов обоснований новых знаний. Так, ни экспериментальный, ни теоретический способы обоснования идеи существования электрического пол неприемлемы в начале изучения электричества. В этом случае остается один путь – рассказать учащимся о том, как в истории науки формировалась и утверждалась концепции близкодействия, то есть воспользоваться историческим способом обоснования.

Следовательно, можно выделить четыре способа обоснования физических идей в преподавании физики: экспериментальный, математический, логический и исторический.

К историческому способу обоснования новых знаний прибегают в тех случаях, когда ни один из других способов неприемлемы, как, например, при раскрытии идеи существовании поля. С аналогичной ситуацией можно сталкиваются при изучении исходных постулатов теории относительности, выдвижении которых становится для учащихся оправданным с самого начала, если рассказать им о предыстории теории относительности. Исторический способ обоснования фундаментальных физических идей осуществляется на уроке в форме исторического обзора развития взглядов по изучаемой проблеме. Этот обзор проводится учителем в форме лекции или рассказа. Цель такого обзора – раскрыть, на каких основаниях возникла данная идее, и показать учащимся, что она является итогом длительного развития науки.

Довольно часто исторический способ обоснования новых знаний используется не для раскрытия фундаментальной физической проблемы, а для того, чтобы познакомить учащихся с новыми фактами и явлениями, не воспроизводимыми экспериментально в школьных условиях. В таких случаях исторический способ обоснования также единственно возможный. Так, знакомя учащихся с открытием рентгеновских лучей, радиоактивности, нейтрона, учителя вынуждены воспроизводить историю этих открытий. Формой изложения такого материала является рассказ учителя.

В ряде случаев исторический способ не является единственно возможным, и учитель должен решать, какому из способов отдать предпочтение. Так, факт существования давления света можно обосновать, рассказав об опытах П.Н. Лебедева, а можно вывести его путем логических рассуждений, опирающихся на представления учеников об электромагнитной волне и ее действии на проводящий материал.

Учебная информация исторического характера не должна быть обязательной для запоминания во избежание перегрузки памяти. Если, в конечном счете, у школьников обоснования и доказательства и обоснования выполнят свою главную роль – формирование пытливого, антидоматического стиля мышления.

Таким образом, использование историзма как средства обоснования новых знаний может осуществляться двух формах: во-первых, в виде исторического образа развития взглядов по какой-либо фундаментальной физической проблеме, которая обсуждалась и развивалась на протяжении длительного периода развития науки, и, во-вторых, в виде исторического материала, содержащего описание отдельных фундаментальных экспериментов.

Примерами первой формы использования историзма как средства обоснования знаний могут являться такие вводные исторические обзоры, как «История возникновения и утверждения концепции поля», «История установления закона сохранения и превращения энергии», «История создания основ теории относительности» и некоторые другие.

В качестве примеров второй Фомы использования историзма как средства обоснования историзма как средства обоснования знаний можно привести такие описания истории отдельных важнейших открытий, как «Открытие давления света», «Опыты Герца по обнаружению электромагнитных волн и их свойств», «Открытие радиоактивности», «Открытие рентгеновского излучения» и некоторые другие.

Из

учая физику, школьники приобретают множество сведений о понятиях и идеях, которые являются фундаментальными в физической науке.

Обобщение и систематизация учебного материала могут быть успешными при соблюдении, по крайней мере, двух педагогических требований. Одно из них состоит в том, что обобщение должно осуществляться на основе фундаментальной научно идеи, выполняющей роль систематизирующего фактора. Второе требование состоит в том, что обобщение, поскольку оно связано с повторением изученного, должно обязательно содержать элемент новизны.

Поскольку логика развертывания учебного материала в курсе физики, как правило. Не соответствует историческому ходу развития физики, то и обобщение знаний осуществляется учителем обычно в логическом, а не в историческом плане, что вполне правомерно. Однако это не исключает возможности обобщения и систематизации знаний на исторической основе. Более того, в ряде случаев исторический путь построения обобщения учебного материала является абсолютно неизбежным.

Действительно, обобщенный материал в конце курса 11 класса о физической картине мира должен с неизбежностью содержать сведения об эволюции научных представлений о мире. Только при этом условии картина мира. Рисуемая современной наукой, предстанет перед учеными как закономерный итог развития физики, наследующий из прошлого все элементы абсолютного знания, как процесс, а не как нечто застывшее и нетленное.

Таким образом, одной из возможных форм обобщения систематизации учебного материала являются исторические образы развитии некоторых ведущих идей современной физики. Обобщающие образы исторического характера могут быть посвящены таким темам, как «История развития идеи атомизма», «История развития идеи дискретности электричества (открытие электрона)», «История развития идеи близкодействия (поля)», «История развития идеи корпускулярно-волнового дуализма света», «Эволюция физической картины мира».

Как отмечалось выше, исторические обзоры могут быть как вводными, так и обобщающими. Если обзор посвящен проблеме, по которой запас имеющихся у школьников знаний весьма ограничен, и необходимые для понимания эволюции идеи знания весьма будут сообщаться учащимся в ходе последующего изучения курса, то нет смысла забегать вперед и проводить обзор как вводный. Целесообразнее провести его после изучения учащимися необходимого материала и сведения о сути физических открытий, уже известные им, включить в ткань обобщающего исторического повествования.

Главная задача проведения обобщающих обзоров – показать основные этапы эволюции взглядов по той или иной проблеме. При этом необходимо раскрыть механизм научного познания, то есть причины, побуждающие к выдвижению тех или идей, причины смены одной идей другими, методы обоснования новых взглядов, трудности, стоящие на пути утверждения новых идей. Следовательно, надо не только изложить историю, а объяснить ее, ибо именно это последнее и является наиболее поучительным.

Если в процессе предшествующего изучения материал курса учащимся не сообщались сведения об ученых, с именами которых связано формирование той или иной идеи, то это может быть сделано на обобщающих занятиях.

При построении каждого такого обзора открывается возможность познакомить учащихся общим путем научного познания и с методами физического исследования. По сути дела. Каждый обзор строится единообразно, поскольку каждый раз последовательно рассматриваются такие этапы общего пути научного познания. Как накопление фактов, выведение из них следствий и их экспериментальная проверка. В раскрытии этапов научного познания – методологическое значение этих обзоров.

Каждый обзор должен показывать, как происходит постепенное углубление и уточнение знаний по определенной проблеме, а это создает возможность постепенно приучать школьников к мысли о том, что каждое научное знание есть объективная истина, содержания элемент абсолютного и относительного; что знания развиваются, что мир познаваем. Следовательно. Рассмотрение истории развития взглядов позволяет ненавязчиво и естественно познакомить школьников с диалектикой процесса познания. Что играет большую роль в формировании научного мировоззрения.

Методика проведения обобщающих обзоров исторического характера не отличается существенно от методики обычного обобщающего повторения. Как правило, перед обобщающими уроками ученикам дается ряд вопросов, по которым они должны приготовить ответы, опираясь на изученный материал. Так, перед уроком, посвященным развитию взглядов на природу света, учащимся предлагается повторить основные явления физической оптики. На обобщающем уроке изложение учителя сочетается с ответами учащихся на вопросы, которые в ходе урока выдвигает учитель. По ходу изложения полезно организовать составление плана обобщающего обзора, в котором бы фиксировались основные этапы развития взглядов [25].

Для истории физики менее всего подходит процесс заучивания. Здесь важно составить общую картину развития физической науки, добиться понимания отличия основных ученых, наиболее полно выразивших идеи и достижения своего времени.

Важнейшей задачей в преподавании физики является задача сохранения среди учащихся интереса к этому предмету. И здесь большую роль должна сыграть именно история физики.

1.9 Философия физики

Физика как наука появилась лишь благодаря тому, что ее создатели, Галилей, Ньютон, Гук, Гюйгенс, Эйлер, Лаплас, Фарадей, Максвелл и многие другие исследователи, придерживались некоторых изначальных философских принципов и правил делания науки. Принципы и правила, в свою очередь, опирались на строгие логические законы и на веру в познаваемость и механистичность (когда любые явления природы могут быть объяснены движением материи).

Теперь, переболев на протяжении трех столетий всеми болезнями философской мысли, мы видим, что этот путь развития оказался единственно верным.

Что же мы должны отнести к философским принципам, на которых строится физика? Во-первых, это независимость существования природы от нашего сознания; материя самодостаточна и ее законы движения не зависят ни от бога, ни от наблюдателя. Во-вторых, исследования природы должны быть основаны:

· на живом созерцании, наблюдениях;

· на точных, бесспорных фактах;

· на экспериментах;

· на вере в познаваемость природы;

· на вере в то, что кроме движущейся материи в пространстве и во времени ничего нет; все законы природы, все явления природы, все факты связаны с движением материи, причинны, и эти причины следует и можно находить.

Базируясь на такой (материалистической) философии, каждый из известных исследователей (кроме релятивистов, которые отступили от этих принципов) составлял или дополнял правила делания науки. И одними из первых, если не считать древнегреческих ученых и средневековья, были Кант, Гюйгенс и Ньютон.

Так, у Ньютона [18] читаем:

Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений.

Одинаковым явлениям предшествуют одинаковые причины.

Гипотез я не измышляю.

и так далее.

Наиболее важные высказывания по этому поводу приведены в работах [1], [28].

Именно на живом созерцании природы, а не измышлением гипотез Ньютоном были обоснованы постулаты об инвариантах пространства, времени и массы.

«Поскольку все явления природы происходят во времени и в пространстве, то любая физическая теория, описывающая эти явления, связана с определением пространства и времени. И в зависимости от того, какое определение положено в основу, наука может пойти по правильному, материалистическому пути, объективно отражая действительность, или она скатится к идеализму, утратит смысл науки и превратится в средство одурманивания человечества» [9]. Вопрос о времени, пространстве и массе является гносеологическим, основополагающим и, следовательно, философским фундаментом физики.

2. Методологические мировоззренческие принципы построения последовательности педагогических действий при обучении физике в контексте мировой культуры
2.1 Физика в контексте мировой культуры

Если мы серьезно намерены формировать гармоническую развитую личность, то в процессе обучения элементы естественнонаучной и гуманитарной составляющих мировой культуры должны образовывать тот цельный образ реальности, который позволит учащимся свободно ориентироваться в окружающем мире. Именно поэтому физику следует рассматривать во всех ее формах и проявлениях, к тому же в причиной зависимости от остальных сторон человеческого бытия. Иными словами, современное преподавание физики в школе должно быть в нужной степени гуманитаризованным. Медлить с этим нежелательно, поскольку «образование с попранным культурным пластом уже принесло и продолжает приносить свои горькие плоды в отставании науки и в ущербности тех, кто ей служит» [10].

Однако чтобы научные знания воспринимались учащимися как разумом, как так и сердцем.

Во-первых, необходимо, гибкое и тактичное воздействие на интеллектуальный и эмоциональный мир ученика (с тем, чтобы ему была ясна польза от усвоения физических знаний и представлений и от сознательного участия в самих занятиях физикой).

Во-вторых, преобразование содержание учебного курса, при котором станет очевидной культурная (значит и личностная) ценность физического образования для учащегося. Такое преобразование достигается с помощью историко-научного и социокультурного подходов в рассмотрении фундаментальных физических понятий, идей, представлений. А для этого учителем должны быть реализованы следующие три главных направления.

1. Систематическое привлечение внимания учащихся к таким вопросам: физика как наука (научные знания, ее методы исследований) и как вид деятельности; красота эксперимента и теоретических построений; соотношение рационального и интуитивного в ходе исследований; связь достижений науки с заблуждениями и ошибками; парадоксы в развитии науки; противостояние науки и антинауки; специфика деятельности ученого; польза, получаемая от науки отдельно взятой личностью и всем человечеством.

2. Рассмотрение на уроках взаимодействия науки с другими сторонами жизни человечества, для чего полезно обращаться к следующему: человек как объект физического познания; наука, философия и религия; наука, идеология и политика государства; достижения, методы и оборудование физики в других науках и технике, в разгадывании таинственных явлений; отображение науки в литературе и искусстве; личность ученого и художника; наука и научная жизнь своего края (или республики в целом).

3. Постоянное обращение к материалу о личностях выдающихся деятелей науки. Квалифицированное раскрытие на уроках их творчества становится трепетным прикосновением к тем поучительным образам терпения, мысли, труда и высочайшего профессионализма, которые пробуждают у учащихся романтику поисков своего назначения в жизни, стремление развивать свои наклонности, свои усилия в проектировании собственной профессиональной деятельности в будущем.

Очевидно, подобный взгляд на учебный предмет, своеобразное разрушение замкнутости физической науки и выход ее на учащегося со всеми его интересами и увлечениями, с повседневным бытом достигается при использовании тщательного отобранного, адаптированного к целям гуманитаризации историко-научного, философского материала. В связи с этим, основываясь на своем опыте работы, выскажем ряд рекомендаций методологического характера.

· При рассмотрении на уроках процесса познания физических явлений очень важно уделять внимание не только успехам науки (тем более что они составляют весьма малую долю деятельности ученого), но и научным ошибкам и заблуждениям. Обращение к ним позволяет формировать у учащегося достаточно объективные представления о том, как «добываются» научные знания в действительности, и какова истинная цена труда ученого. К тому же это позволяет вырабатывать у молодого поколения своеобразный иммунитет против мистики и суеверий и осознавать причины противостояния науки и антинауки [42].

· Философия науки и культурология свидетельствуют о том, что толкование событий в развитии науки вне учета истории культуры приводит к чрезвычайно обедненной, подозрительно прямолинейной и потому не вполне объективной картине человеческих усилий в исследовании природы. Вне показа взаимодействия науки со всеобщей историей, философией и религией, существенно влиявшими на процесс включения научных достижений в жизнь общества и осознание их мировоззренческой и культурной значимости, наши объяснения многих причин победы человеческого разума представляются учащимся несколько схематичными, легковесными и потому надуманными.

И в этой связи следует обращать внимание учащегося на определенную изолированность научных событий от повседневной жизни человеческого общества. Поэтому необходимо отделять факт признания научного открытия учеными от процесса его восприятия элитой общества, а затем обществом в целом. Нередко эти два события разделены значительным временным расстоянием. Если, к примеру, учение Н.Коперника было признано астрономами во второй половине XVIII в., когда широкое распространение получили идеи «духовного гелиоцентризма» (стремление человека работать над своим несовершенным бытием и приближением к духовному центру – Единому, Благу, Логосу и Абсолюту) [14].

· Не менее важно на примерах изучения конкретных учебных тем показать учащимся широкое применение физических знаний, методов в самых разных областях современной деятельности человека, демонстрируя тем самым и одновременно обосновывая значительную культурную ценность физико-математических наук. Особое внимание при этом целесообразно уделять вопросам, имеющим отношение к близким будущим профессиям многих и многих учащихся школ, гимназий и лицеев.

· Существенным моментом в формировании личности ученика становится знакомство с творчеством выдающихся физиков мира. И здесь очень важно раскрывать личность ученого во всем ее богатстве и противоречиях, во взаимодействии со своей эпохой и близким окружением, в столкновениях великого разума и не менее великих страстей. При этом может быть использован такой прием: ученые прошлого отвечают на актуальные для современности вопросы, вовлекаются в дискуссии «в качестве живых собеседников и даже проницательных наставников» [32].

· Все направления гуманитаризации преподавания должны реализовываться в соответствии с изучаемым материалом, не подменяя и не вульгаризируя его. Чтобы «окультуривание» материала приводило к глубокому пониманию фундаментальных идей и осознанию их мировоззренческой ценности, в учебный процесс должны быть внесены определенные изменения. Прежде всего, необходимо осуществлять следующее: дифференцированный подход в изучении курса физики (фундаментальные идеи и представления изучаются основательно, другие вопросы программы рассматриваются достаточно кратко либо только упоминаются с тем, чтобы образовать общую картину мира физических явлений; одновременно используются более экономичные, логически и дидактически оправданные формы в изучении отдельных разделов и подразделов учебного курса); применение на уроках упрощенных математических и экономных демонстрационных форм обоснования изучаемого материала (в отдельных случаях математические преобразования целесообразно заменить качественными соображениями, раскрывающими механизм физического явления); поиски тщательного выверенных форм проведения лабораторных работ, решения задач, организации контроля знаний и умений учащихся.

· Наконец, главное заключается в том, чтобы уже в самом начале изучения курса пересмотреть прежние идеалы в понимании мира физики, десятилетиями переносимые на восприимчивую почву сознания школьника. «В отличие от объективной жизни, замечает ученый и философ Ю.А. Шрейдер, – здесь есть очень ясная шкала ценностей. Но простота этой шкалы легко переходит в жесткую обусловленность сознания, в отгораживание от остального мира, в представление о мире, как о чем-то низшем и плохо устроенном, в потерю человеческой относительности» [39].

2.2 Последовательности педагогических действий при обучении физик
е

Современное состояние высшего и среднего образования предъявляет новые требования к уровню общеобразовательной методологической подготовки будущих преподавателей, в том числе и преподавателей физики: акцент все более смещается в сторону формирования способа мышления и научного мировоззрения.

Ответить на вызовы времени, можно, используя понятийно-категориальный аппарат эволюционной концепции физической картины мира, характеризующийся таким уровнем обобщения и систематизации физического знания, при котором наиболее полно представляется взаимосвязь физики и философии. Постоянное обращение к мировоззренческим вопросам при построении физической картины мира составляет основу методологии, как системы общих принципов познания и регуляторов практической деятельности, фундаментализации обучения физике.

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 физик
е

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.

На этом этапе эффективно задать вопрос следующего характера:

Что вы можете сказать о снежинках?

Например, кусок слюды (рис. 1) легко расслаивается в одном направлении на тонкие пластинки, а также расслаивается в одном направлении кристалл графита.

Рис.1

Следует помнить, что частицы в кристаллах плотно упакованы, так что расстояние между их центрами приблизительно равно размеру частиц. В изображении кристаллических решеток указывается только положение центров частиц.

В кристаллических телах частицы располагаются в строгом порядке, образуя пространственные периодически повторяющиеся структуры во всем объеме тела. Для наглядного представления таких структур используются пространственные кристаллические решетки, в узлах которых располагаются центры атомов или молекул данного вещества. Чаще всего кристаллическая решетка строится из ионов (положительно и отрицательно заряженных) атомов, которые входят в состав молекулы данного вещества. Например, решетка поваренной соли содержит ионы Na+
и Cl–
, не объединенные попарно в молекулы NaCl. Такие кристаллы называются ионными [21].

Кристаллические решетки металлов часто имеют форму шестигранной призмы (цинк, магний), гранецентрированного куба (медь, золото) или объемно центрированного куба (железо).

Кристаллические структуры металлов имеют важную особенность. Положительно заряженные ионы металла, образующие кристаллическую решетку, удерживаются вблизи положений равновесия силами взаимодействия с «газом свободных электронов». Электронный газ образуется за счет одного или нескольких электронов, отданных каждым атомом. Свободные электроны способны блуждать по всему объему кристалла.

Третий этап

Урок, разработанный в контексте мировой культуры, позволяет учителю построить так структуру урока, что домашнее задание служит глубоким пониманием нового материала. Методика проверки может быть самой разнообразной.

Проверка домашнего задания
. Опыт в домашних условиях.

Вам понадобятся кусок пластилина, стеариновая свеча и электрокамин. Поставьте пластилин и свечу на равных расстояниях от камина.

По прошествии некоторого времени часть стеарина расплавится (станет жидкостью), а часть – останется в виде твердого кусочка. Пластилин за то же время лишь немного размягчится. Еще через некоторое время весь стеарин расплавится, а пластилин – постепенно "разъедется" по поверхности стола, все более и более размягчаясь.

Учащиеся приходят самостоятельно к выводу, существуют тела, которые при плавлении не размягчаются, а из твердого состояния превращаются сразу в жидкость. Во время плавления таких тел всегда можно отделить жидкость от еще не расплавившейся (твердой) части тела. Эти тела – кристаллические. Существуют также твердые тела, которые при нагревании постепенно размягчаются, становятся все более текучими. Для таких тел невозможно указать температуру, при которой они превращаются в жидкость (плавятся). Примерами аморфных тел могут служить стекло, (рис. 11), различные затвердевшие смолы (янтарь), пластики и т.д.

Следующий этап демонстрация опыта.

В стеклянную воронку бросим кусок смолы или воска и оставим в теплой комнате. По прошествии примерно месяца окажется, что воск принял форму воронки и даже начал вытекать из нее в виде "струи" (учитель показывает заранее полученный результат выполненный им месяц назад). В противоположность кристаллам, которые почти вечно сохраняют собственную форму, аморфные тела даже при невысоких температурах обладают текучестью. Поэтому их можно рассматривать как очень густые и вязкие жидкости [2].

Никак нельзя обойтись без объяснения кристаллизации аморфных тел. Кристаллические тела могут быть монокристаллами, например, сера и поликристаллами.

Поликристаллические тел состоят из многих сросшихся между собой хаотически ориентированных маленьких кристалликов, которые называются кристаллитами. Одиночные кристаллы называют монокристаллами.

Следует объяснить, что с течением времени (несколько месяцев, лет) аморфные вещества самопроизвольно переходят в кристаллическое состояние. Например, сахарные леденцы или свежий мед, оставленные в покое в теплом месте, через несколько месяцев становятся непрозрачными. Говорят, что мед и леденцы "засахарились". Разломив леденец или зачерпнув мед ложкой, мы действительно увидим образовавшиеся кристаллики сахара.

Частицы аморфных тел непрерывно и беспорядочно колеблются. Они чаще, чем частицы кристаллов могут перескакивать с места на место. Этому способствует и то, что частицы аморфных тел расположены неодинаково плотно: между ними имеются пустоты.

Самопроизвольная кристаллизация аморфных тел свидетельствует, что кристаллическое состояние вещества является более устойчивым, чем аморфное. МКТ объясняет это так. Межмолекулярные силы притяжения-отталкивания заставляют частицы аморфного тела перескакивать преимущественно туда, где имеются пустоты. В результате возникает более упорядоченное, чем прежде расположение частиц, то есть образуется поликристалл, например, сахар. Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Поликристаллические тела состоят из многих сросшихся между собой хаотически ориентированных маленьких кристалликов, которые называются кристаллитами. Большие монокристаллы редко встречаются в природе и технике. Чаще всего кристаллические твердые тела, в том числе и те, которые получаются искусственно, являются поликристаллами.

Таким образом, учитель подводит учащихся к механическим свойствам твердого тела в частности железа. Для этого учитель обращается снова к рис. 4, объясняя изменения формы кристалла железа (четвертый этап).

Изучая структуру кристалла железа, ученые установили, что железо a – типа очень прочное и нехрупкое, такое железо называют аустенитное. Еще над этим озадачились древние кузнецы. Путем опыта кузнецы со временем получили железо со свойствами аустенитного железа. Чтобы получить такое железо при температуре 20°С, ученые предложили метод термообработки. Следующий этап – снять внутреннее напряжение (отпуск) осуществляется с помощью отжига.

Подводя итоги занятия, учитель сообщает, что вокруг нас находится множество твердых тел как природного происхождения, различные сплавы веществ, которые делятся на жаропрочные, с электропроводимостью, выдерживающие огромное давление сторонних тел. Благодаря таким знаниям человечество изобретает множество тел, которые имеют способность не только находиться на поверхности земли, но над ней (самолеты, вертолеты, здания и т.д.).

Не оставляют равнодушными студентов и школьников изделия художественного литья, слайды архитектуры старинных русских городов, ювелирных изделий, космической техники и др. при окончании изучения темы «Твердое тело».

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.

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

С помощью предложенной концепции поэтапного обучения физики укладываемся в один урок теоретический урок и проведение лабораторной работы – второй урок. Таким образом, остается резервное время для изучения других тем следующего раздела.

Подводя итоги урока, учитель-педагог дает учащимся разработать творческое задание для будущих учеников. При разработке учащиеся не только закрепляют полученные знания, но и развиваются как творческая личность, оказывая большую помощь учителю при разработке методического материала к уроку.

Заключение

Физика как наука имеет не только специальный, но и общечеловеческий, то есть культурный мировой аспект. Курс «Физика в контексте мировой культуры» предполагает осуществление системы мер, направленных на приоритетное развитие общекультурных компонентов в содержании образования и таким образом на формирование зрелой личности образования.

В данной дипломной работы проведен литературный обзор по поставленной проблеме. Согласно исследованиям по вопросам гуманитаризации и гуманизации сделан вывод, что с целью стимулирования творческой активности учащихся при изучения физики, необходимо делать акцент на методологически-мировоззренческие принципы и излагать при этом физику без отрыва от общекультурных ценностей (философии, истории, техники, искусства), указывать на её место в общемировой культуре. Показано также, что на уроках по физике следует подчеркивать показывать решающие влияние на научно-технический прогресс, на то что физика оказывает существенное влияние и на все стороны жизни общества, в частности на человеческую культуру. Однако в данном случае мы имеем в виду не это опосредствованное влияние физики на культуру, а влияние непосредственное, позволяющее говорить о самой физике как о компоненте культуры. Иными словами, речь идет о гуманитаризованном содержании самого предмета физики, которое связано с развитием мышления, формированием мировоззрения, воспитанием чувств. Имеется в виду органическая связь физики с развитием общественного сознания, с воспитанием определенного отношения к окружающему миру.

Во второй главе дипломной работе разработана последовательность педагогических действий, которые необходимо выполнять при обучении физике мировой культуры, а так же приведен нетрадиционный урок по физической теме, реализованный в соответствии предложенной концепцией.

Хотелось бы отметить что курс «Физика в контексте мировой культуры» может быть использован не только как отдельная дисциплина, но служить опорой для построения нетрадиционных уроков в школе и насыщенными лекциями в вузах. Данный курс предусмотрен как для гуманитарного, так и естественнонаучного профилей школы.

Серьезным моментом в освоении научно-культурного материала учениками становится подготовка ими творческих работ по избранной теме.

Опыт исследования и преподавания свидетельствует: сочетание гуманитарного процесса на уроках с усвоением научно-культурных знаний на факультативных занятиях и личным проникновением в существо заинтересовавшего учащегося вопроса при выполнении им творческой работы дает ему немало для понимания физики важного элемента мировой и собственно культуры [13].

Библиографический список

1.Базилевский С.А. лженауке. В: Сб. докладов всесоюзной конференции ФЕНИД-91, т. 1, Гомель, 1991. С. 157–165.

2.Бублейников Ф.Д. Физика и опыт. Просвещение, М.,1970 -325с.

3.Вскобойников В.Г.Общая металлургия: Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. М. Металлургия, 1990.-350с.

4.Глагузова М.А. Развитие творческих способностей учащихся и их интереса к физике//Физика в школе. 1990. №3. С. 23-26.

5.Гуржий В.С. Николаенко В.Н., Чабан В.И. О роли курса «Техническое конструирование и моделирование» в образовании учителя физики. Материалы Международной заочной научно-методической конференции. Инициирование и формирование стратегических векторов развития образования. 2004.

6.Дик Ю.И., Тарасов Л.В Практические аспекты преподавания физики в школе//Физика в школе. 1988. № 2. С. 32.

7.Ефременко В., Макогина Е., Корнилова Е. Методологические принципы формирования физических понятий//Alma mater. 2002. №5. С. 20-21.

8 Железовский Б.Е. Разработка интегрированных курсов – один из путей гуманизации образования. Современные технологии в педагогической практике студентов Саратов Издательство «Научная книга» 2002 С.8.

9.Замятин А.Г. Об экспериментальных основаниях (обоснованиях) теории относительности, изложенных в статье чл.-корр. АН СССР Е.А. Александрова. В: Сб. докладов всесоюзной конференции ФЕНИД-91, т. 1, Гомель, 1991. С. 7–24.

10.Зинченко В.П., Моргунов Е.Б. Человек развивающийся: Очерки

11.Ильин В.А. История физики. М., 2003.-320с.

12.Исследования по психологии научного творчества в США. М. 1969.

13.Колин К. Будущее науки: методология познания и образовательные технологии/Alma mater. 2002. №1.

14.Косарева Л.М. Картины Вселенной в европейской культуре XVI – XVIII вв.//Историко-астрономические исследования. XXII. 1990. М.: Наука. 1990. с.74-109.

15.Кохановский В.П., Золотухина Е.В. и др. Философия для аспирантов. Ростов н/Д: “Феникс”, 2002, с. 300-319.

16.Кравченко Г.В. Принципы и сдержание воспитания достоинства человека//Классный руководитель. 2002. №5 С.125-132.

17.Крупина С.В. Об эмоционально-проблемном объяснении учебного материала//Физика в школе, № 3. 1990. С. 24-26 с. 24

18.Крылова А.Н. И. Ньютон. Математические начала натуральной философии. В собр. соч. А.Н. Крылова, т. 7, М. – Л., 1936.

19.Кудряшов П.С. Курс истории физики. М., 1982. с.7.

20.Кузырева Н.А. Технология формирования творческой личности в процессе обучения физике. ООО «Исток – С» 2005.

21.Кузьмин Б.А. Технология материалов и конструктивные материалы: Учебник для машиностроительных техникумов.2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989.

22.Н.Лазарев. Эврика-75 13-й год издания Москва «Молодая гвардия» 1975.

23.Левина И., Сушкова Ф. С учетом реалий и новых научных идей//Учитель. 1999. № 1, С. 39-45.

24. Мичков П.П. О культуре мышления//Физика в школе, № 6. 1998. С. 50-58.

25.Мощанский В.Н.Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики. М., 1976. С.24-25.

26.Мякишев Г.Я. Физика: Учеб. для 10 кл. сред. шк. – 2-е изд. – М.: Просвещение. 1992.

27.Николаенко В.Н. Формирование всесторонне развитой личности на занятиях по естественным дисциплинам при комплексном использовании ТСО//Тезисы докладов конференции. История, современное состояние и перспективы развития методики преподавания химии. Тобольский госпединститут им. Д.И. Менделеева, г. Тобольск, 1990.

28. Н.К.Носков. Задачи и правила делания науки.

29.Развивать у учеников интерес к знаниям и учению//Физика в школе. 1999. № 2. С. 82-87.

30.Синякин Е.В. Неизвестные факты о великих – как средство пробуждения интереса к физике//Физика в школе. 2001. №4. С. 33-35.

31.Сластенин В.А., Каширин В.П. Психология и педагогика. М.: Изд. центр “Академия”, 2003 С. 265-270.

32.Соловьев Э.Ю. Прошлое толкует нас: (Очерки по истории философии и культуры). М.: Политиздат. 1991 С. 52.

33.Спиридонов О. П. Правильно ли мы преподаем физику?//Физика в школе. 1993. № 3. С. 17.

34.Тарасов Л.В. Гуманитаризация как одно из основных направлений перестройки преподавания физики в школе//Физика в школе. 1988. № 2. С. 31.

35.Тарасов Л.В. Необходимость перестройки преподавания естественных предметов на основе интегративного – гуманитарного подхода//Физика в школе. 1989. №4. С.40-41.

36.Тарасов Л.В. Современная физика в средней школе. С.11

37.Турченко В.Н. Методолические основы российской стратегии развития образования//Педагогика. 2002. №10. С. 97.

38.Шагинян М.//Октябрь. 1959. №5. С. 147.

39.Шрейдер Ю. Наука – источник знаний и суеверий // Новый мир. 1969 №10. С.225.

40. Щербаков Р.Н. Ценностные аспекты обучения и воспитания на уроках физики. М., 1998 С.. 64-65.

41.Щербаков Р.Н. ученые о преподавании физики Физика в школе. 1997. №4. С.18-23.

42.Физика в школе. 1992. №3-4; 1993 №3

43.Щербаков Р.Н. Физика в контексте мировой культуры//Физика в школе. 1998. №1. С.46.

44.Щербаков Р.Н. Ценностные аспекты развития науки//М.,1990.

45.Щербаков Р.Н. Ценностные ориентации физического образования//Педагогика. 2000. №9.

46.Щербаков Р.Н. Физическое образование и культура//Советская педагогика. 1991. №12.

47.Щукина Г.И. Роль деятельности в учебном процессе. М., “Просвещение”, 1986. С. 19-20