Изучение физики как общеобразовательного предмета в школе имеет важное значение в подготовке учащихся к жизни в современном мире техники, а также в формировании их общего мировоззрения. До недавнего времени основной целью школьного физического образования считалось формирование у школьников глубоких и прочных знаний основ физики. Но сейчас на первое место выдвигаются задачи развития и воспитания учащихся в процессе обучения, поэтому перед физическим образованием в последнее время в числе главных поставлены следующие цели: подготовка учащихся в процессе обучения физике к выбору профессии, развитие творческих способностей учащихся, формирование мотивов учения
Однако при изучении физики у школьников часто возникает психологический барьер, препятствующий пониманию и усвоению материала, обусловленный, прежде всего, недостаточно развитым абстрактным мышлением, а также необходимостью полного последовательного усвоения знаний на языке математики, хотя в целом предметом изучения физики являются более простые системы, нежели в других естественных, а также общественных и гуманитарных науках.
Полноценное изучение физики предполагает овладение модельным подходом к анализу явлений, процессов и систем; освоение экспериментальных методов исследования природы; приобретение навыков решения не только идеализированных, но и реальных физических задач.
Модельный подход. Основа изучения физики и одновременно главная трудность для ученика - построение моделей и познание с их помощью процессов и явлений окружающего мира. С помощью физических моделей физика добывает информацию об изучаемом предмете, анализирует и обрабатывает полученные данные, включается в систему известных научных знаний. Сущность модельного подхода заключается в выделении главного и отказе от несущественного. Строго говоря, все природные процессы физика рассматривает не в их "натуральном" течении, а сводя процесс или явление к некоей упрощенной версии процесса или явления. Таким образом, научная (в данном случае физическая) модель - это мысленно представленная или материально реализованная система, которая адекватно отображает предмет исследования и способна замещать его так, что изучение модели позволяет получить новую информацию об этом объекте.
Наиболее сложно школьникам усвоить тот факт, что моделирование - это метод создания и исследования моделей (главное преимущество такого метода - целостность представления информации), который основывается на синтетическом подходе, - вычленяет целостные системы и исследует их функционирование. Затрудняет понимание модельного подхода его необходимость вводить очень много допущений и упрощений, прибегать к условным схемам. Поэтому часто появляются модели, затемняющие и искажающие моделируемую действительность, исследовать которые бесполезно и бессмысленно. Именно модельному подходу может и должна учить физика школьников, так как это является одним из основных методов современного научного изучения действительности.
Часто учащимся трудно привыкнуть и осознать относительность истин в физике. Но именно эта особенность даёт возможность учителю развивать у учащихся диалектический подход к явлениям окружающего мира, включение которого в систему взглядов ученика является для него значительной проблемой.
Учащийся также должен осознать существование абсолютных законов (например, существование закона сохранения массы и энергии) - всеобщих и универсальных законов материального мира, действие которых проявляется во всех областях действительности, и законов - запретов (например, существование запрета на существование вечного двигателя). Осознание существования подобных законов для учащегося представляет определённую трудность, так как требует отказа от многих сложившихся ранее представлений. Поэтому учителю необходимо обратить на это особое внимание, поскольку подобный подход к видению окружающего мира является мощным психологическим фактором формирования личности учащегося, критически настроенного к современным псевдонаучным суевериям.
Физический эксперимент. В исследовательском аппарате физики существует мощный метод познания природы - физический эксперимент. Физика в основе своей - наука экспериментальная, поэтому наблюдения и опыты являются основным (а чаще всего единственным) источником знаний о природе физических явлений. Учащиеся в процессе изучения физики должны четко осознать, что опыт является средством проверки любой физической теории, основным критерием истины. Они должны понять, что вне опыта никакое высказывание нельзя считать верным и что справедливость любого закона проверяет эксперимент. Для ученика это не простая задача, так как он привык многое принимать на веру (в частности, безоговорочно принимать и не подвергать сомнению слова учителя или воспитателя). Выработка подобных взглядов приучает к экспериментальной доказательности любых утверждений, что является одной из важнейших целей изучения физики в современной школе. Этому служат различного рода эксперименты и лабораторные работы в рамках физического практикума.
Физика - первый для школьников учебный предмет, главным инструментом которого является опыт. Следовательно, умения наблюдения и анализа в процессе проведения эксперимента для них - дело крайне непростое. Несомненными преимуществами физического практикума являются высокая степень активности и самостоятельности учащихся при выполнении эксперимента, выработка умений работы с приборами и навыков обработки результатов наблюдений и измерений. Важно также, что при этом устраняется промежуточное звено между учеником и изучаемым им явлением природы.
Все вышеперечисленное способствует формированию естественнонаучного мировоззрения учащегося, а также обучает его умению планировать и проводить эксперимент, что является краеугольным камнем в здании любой современной науки (будь то биология, химия или педагогика).
Решение физических задач. Одной из самых сложных проблем для ученика и учителя в процессе изучения физики является научение умению решать задачи. В процессе решения учащемуся приходится рассматривать различные варианты решения, не зная, правильный ли путь выбран (в отличие, например, от уроков математики, где учебная задача требует от ученика узнавания и применения стандартных теорем и формул).
Физическая же задача представляет некий системный объект, включающий содержание и средство решения. Физические объекты, физические явления и процессы в задачах мы рассматриваем не во всей полноте, а применимо к определённым условиям, - то есть идеализируем, строим модель. При обучении умению решать задачи чаще всего, в качестве примера, рассматриваются решения типовых задач средней трудности. Это наиболее примитивный и мало эффективный метод, часто приводящий к формализму. Для достижения высоких результатов необходимо использовать методы, способствующие развитию самостоятельного мышления, исследовательских умений и творческого подхода к делу (например, проблемно - поисковый метод).
Таким образом, успешное решение школьниками всех проблем, возникающих перед ними в процессе изучения физики, вооружает их системой знаний основ физики, способствует развитию научного мышления (исследовательского и теоретического). В ходе и результате усвоения физических знаний закладываются основы научного мировоззрения - могучего орудия в творческой деятельности человека. Оно предполагает глубокое понимание явлений природы и общественной жизни, формирование умения сознательно объяснять эти явления и определять свое отношение к ним: умение сознательно строить свою жизнь, ставить цели и планировать их достижение.
Цель преподавания физики в современной школе - это развитие у учащихся способности наблюдать и размышлять, а также зарождение интереса к проблемам окружающего мира и к их решению.
В зависимости от целей и задач астрономических исследований, специфики применения методов и инструментов астрономических наблюдений и вспомогательных приборов в астрономии выделяют ряд крупных разделов, каждый из которых является самостоятельной естественно-математической наукой.
С определенной долей условности мы можем разделить астрономию на "классическую" и "современную". Классическая астрономия объединяет в себе ряд разделов, основы которых, включая понятийный и математический аппарат, были созданы задолго до начала ХХ века, но астрометрия (сферическая астрономия, практическая астрономия, фундаментальная астрометрия) и небесная механика не потеряли своей теоретической и практической значимости до настоящего времени. Современная астрономия, основными разделами которой являются астрофизика, звездная статистика, космогония и космология, находится в стадии бурного развития.
Российским программам и учебникам по астрономии для средних и высших учебных заведений присущи следующие особенности: за редкими исключениями в них отсутствует теоретическая обусловленность расположения материала. Построение материала традиционное и чаще всего чисто эмпирическое, не системно-понятийное. Все учебники и программы на протяжении 100 лет имеют один и тот же порядок построения и последовательность изучения материала, базирующиеся на принципах историзма и доступности пониманию учащихся в соответствии с этапами развития основных разделов и всей науки в целом, и нарастанию сложности научных теорий, лежащих в их основе.
Изучение астрономии происходит последовательно по разделам:
Сферическая астрономия => Астрометрия и практическая астрономия => Небесная механика => Астрофизика, звездная и внегалактическая астрономия => Космогония и космология.
Одной из основных трудностей при формировании системы астрономических знаний является значительное, от раздела к разделу, возрастание сложности физических законов и теорий, лежащих в основе объяснения данного астрономического материала и математического аппарата, необходимого для адекватного описания этих теорий и законов, причем время изучения соответствующих материалов в курсах астрономии, физики и математики, как правило, не совпадает (запаздывает или, реже, опережает); часто нужный физический и математический материал изучается в школе в недостаточном объеме или не изучается вовсе. Другой трудностью является хроническая нехватка времени, отводимого программой на изучение астрономии в школе.
Возникает противоречие между важностью изучения данного астрономического материала и возможностью его адекватного восприятия учащимися, определяемой их возрастными психологическими особенностями и уровнем их физико-математической подготовки.
В современных учебниках астрономии материал по астрофизике, космогонии и космологии излагается в основном феноменологически, на чисто описательном уровне, а классические разделы астрономии - на более высоком уровне, с опорой на изученные ранее или изучаемые одновременно физико-математические знания, с включением элементов теоретических знаний, решения задач и т.д. Учителя жалуются на трудность усвоения учащимися материала по классической астрономии и предлагают исключить его из учебных программ, а школьники воспринимают сведения по астрофизике как отвлеченные, абстрактные, а сведения по космогонии и космологии - как сказочно-фантастические, не имеющие отношения к реальной жизни. Таким образом, у учащихся не случайно слабеет интерес к изучению астрономии.
В дореволюционной школе на серьезное изучение разделов классической астрономии ученики и учителя, как правило, не жаловались, поскольку:
1. Изучение вопросов классической астрономии было главной задачей преподавания.
2. Ученики и учителя хорошо видели практическую значимость изучаемого материала.
3. Практическая математическая подготовка учащихся была выше, чем в современной школе, - сейчас ученики видят в математике в первую очередь теоретическую, а не прикладную, далекую от повседневной жизни науку.
Формирование системы понятий классической астрономии требует наличия знаний по основным разделам математики (алгебры, геометрии и тригонометрии) и классической физики (кинематики, динамики, геометрической оптики) в объеме, предусмотренном базовой программой основной школы. Основные понятия классической астрономии могут быть сформированы не только на уроках астрономии XI класса или интегративного курса "Физика и астрономия" основной школы, но и при осуществлении межпредметных связей с курсами физической географии и математики, о чем свидетельствует опыт дореволюционной школы и эксперименты советских педагогов 60 - 70-х годов; залогом успешности являются знания и добросовестное отношение к своей работе со стороны учителя при наличии его специальной подготовки и достаточного количества учебного времени.
К сожалению, в средних учебных заведениях возможно лишь предварительное знакомство учащихся с основными понятиями астрофизики, космогонии и космологии, поскольку формирование системы понятий астрофизики, космогонии и космологии на адекватном научном уровне требует от учеников вузовской (университетской) физико-математической подготовки, прочных знаний по основным разделам теоретической физики и высшей математики (алгебры, математического анализа, теории вероятности и т.д.).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему