Учащегося и как предмет изучения физики

ФКМ как упрощённая модель природы, адаптированная к восприятию школьниками, изложена в школьных учебниках физики и описана доступным для понимания языком элементарной математики.

Формирование индивидуальной ФКМ учащегося, адекватной ФКМ – модели мира, зависит от следующих основных факторов, из которых выделяются объективные и субъективные.

Объективный фактор:

· Качество учебников.

Субъективные факторы:

· Качество обучения (методов, средств, форм, условий, подходов обучения)

· Компетентность учителя.

Основным фактором является качество учебников. Сказанное поясняется рис.8.

ФКМ КАК МОДЕЛЬ МИРА и ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ФИЗИКА», изложена в учебниках физики, методических пособиях  

ФОРМИРОВАНИЕ У УЧАЩИХСЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ НАУЧНОЙ ФКМ (ИФКМ)КАК ФОРМЫ ОТРАЖЕНИЯ ЕЁ В ИНДИВИДУАЛЬНОМ СОЗНАНИИ КАЖДОГО ОБУЧАЕМОГО)  

Рис.8. Формирование ФКМ в индивидуальном сознании учащегося

Отметим, что модель мира, построенная сообществом учёных, значительно отличается от ФКМ – предмета изучения физики в следующих аспектах:

· полнотой (учебники физики отражают далеко не всё многообразие модели мира, созданной учёными-физиками);

· сложностью (содержание физики в учебниках адаптировано к восприятию учащихся, т.е. сильно упрощено);

· отставанием содержания учебников физики от современного содержания научных знаний в этой области на n лет.

Например, в настоящее время в учебниках отсутствует информация о ФКМ на наноуровне, а в учебнике астрономии 1967 г. отсутствовала информация о Большом Взрыве и расширении Вселенной, хотя А. Фридман опубликовал свои работы о нестационарных моделях в начале 20-х годов и в то же время Хаббл обнаружил разбегание галактик. Мы, ученики конца 60-х, изучали, что мир вечен и бесконечен. «Вселенная никогда не имела начала и никогда не будет иметь конца, она всегда существовала и будет существовать (Воронцов-Вельяминов, 1967: 147). В нашем сознании формировали неадекватную Ньютоновскую картину мира, как истинную. В последнем вопросе отрицательную роль сыграла философия, стоявшая на позициях атеизма, запрещавшая концепции, связанные с рождением мира и его смертью. Поэтому, позиции отрицания диктата философии и политики в областях естественных наук вполне обоснованы.

Незнание законов, принципов, научных фактов и других элементов знаний приводит к формированию искажённой ФКМ.

Например, опрос студентов 4 курса гуманитарного факультета Ульяновского госуниверситета по выяснению астрономической грамотности показал, что только 21% правильно ответили на вопрос: «Каков период обращения Луны вокруг Земли?». Остальные студенты выделили ответы: 1 год (26%,), 1 сутки (16%,), «не знаю» (37%). Почему светит Луна, знают только 58% (остальные вовсе не знают, или считают, что она светит за счёт химических или термоядерных реакций внутри неё). Количество планет Солнечной системы (8 или 9) указали 47%. На вопрос «Как движутся Солнце и Земля относительно друг друга?» 26% студентов считают, что Солнце вращается вокруг Земли. Результаты опроса свидетельствуют о том, что у части студентов сформировался образ мира, соответствующий средневековой картине мира.

4. Исторические виды ФКМ

В истории физики существовали три ФКМ: механистическая (МКМ), электродинамическая (ЭДКМ) и современная квантово-полевая (КПКМ) или квантово-релятивистская картина мира (см. рис 9).

Рис. 9. Исторические виды ФКМ

Однако, анализ литературы показывает: все три картины не являются взаимоисключающими, а взаимно дополняют друг друга в процессе эволюции научного знания о мире. При этом современная квантово-релятивистская картина мира основана на единстве механистической и электромагнитной картин мира в соответствии с принципом дополнительности. Поэтому неверно утверждать, что в процессе эволюции происходит смена картин мира.

Таким образом, ФКМ следует представлять как единую целостную научную картину физической реальности, которая дополнялась в процессе эволюционных и революционных преобразований научного знания во всех или в отдельных её компонентах. Три вышеназванные картины мира являются лишь этапами её развития (таблица 2).

Таблица 2. ФКМ и этапы создания её звеньев

Этапы соз- дания ФКМ	1 этап Создание механистической кой КМ (МКМ)	II этап Создание электродинамической КМ (ЭДКМ)	III этап Создание квантово-релятивистской КМ (КРКМ)
1. Основной период	XVI в. – XIIX в.	XIX в.– начало XX в.	XX в.
2. Предста-вители	Леонардо да Винчи, И.Коперник, Г.Галилей, П.Лаплас, И.Кеплер, И.Ньютон	М.Фарадей, Д.Максвелл, Г.А.Лоренц, А.Эйнштейн	М.Планк, Э.Шредингер, В.Гейзенберг, Н.Бор
3. Представ-ления о материи, её формах и свойствах	Вещество (дискретно) Дискретная корпускулярная модель реальности: материя – это вещественная субстанция.	1. Вещество (дискретно). 2. Поле (непрерывно) Развитие МКМ. Образ материи: материя - единое непрерывное поле с точечными силовыми центрами.	1. Вещество. 2. Поле. 3. Физический вакуум. 4. Тёмная материя. 5. Тёмная энергия (квинтэссенция). Свойства: вещество и поле связаны между собой (квантово-волновой дуализм). Вещество и энергия взаимопревращаемы. Материя имеет свойство волны и частицы.
4. Структура материи	1.Тела. 2. Атомы. Они неделимы, абсолютно прочны и не проницаемы	1.Тела 2. Молекулы, атомы. 3.Элементарные частицы. Атом делим: протоны, нейтроны, электроны.	Кроме видов ЭДКМ + 4.Элементарные частицы делимы: кварки   нейтрино имеют массу);
5. Пред­ставления о простран­стве и вре-мени.	Сформулирована концепция абсолютного эвклидовапространства и времени. Пространство – вместилище вещей.   Время – это длительность событий. Они неизменны	Относительность пространства и времени, их взаимосвязь. Их зависимость от материи: искривление пространства, замедление времени Отвергается идея механистической картины мира о независимости пространства и времени от материи. 3) Идея относительности пространства и времени.	Релятивистски связанные пространство и время, их неразрывная связь с материей   Пространство и время взаимозависимы.
6. Престав-ления о движении и формах движения	1.Движение - механическое перемещение физических тел в пространстве	Движение материи трактуется как переход от одного состояния к другом. Виды: 1. Механическое. 2. Тепловое движение (молекул). 3.Колебательное и волновое движение (распространение электромагнитного поля). 4. Процессы переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость). 5. Фазовые переходы.	Движение – это частный случай физического взаимодействия, основанное на принципе близкодействия электромагнитной картина мира. ц Виды движения Кроме пяти видов ЭДКМ: 6. Радиоактивный распад 7. Химические и ядерные реакции 8. Эволюция живых организмов 9. Метаболизм
7. Представ-ления о взаимо-действиях	1. Гравитацион-ное	1. Гравитационное. 2. Электромагнитное	1. Гравитация. 2. Электромагнитное. 3. Сильное (ядерное). 4. Слабое (взаимодействие элементарных частицрадиоактивный распад; химические и ядерные реакции; взаимодействия микрочасти
8. Уровни представлениий о мире	1 Мегамир. 2. Макромир. Научное описание микромира отсутствует.	1 Мегамир. 2. Макромир. 3. Микромир	1 Мегамир. 2. Макромир. 3. Микромир. 4. Наномир
9. Пред-ставление о происхождении и эволюции мира	Мир вечен, бесконечен, стационарен, однороден, с эвклидовым пространством (модель мира И. Ньютона).	Мир вечен, бесконечен (с конечным объёмом), стационарен, однороден, с неэвклидовым пространством (модель мира Эйнштейна).	Мир невечен, небесконечен, нестационарен, однороден, с неэвклидовым пространством. Его возраст около 13 млн. лет.
10. Теории, описывающие модель мира, способы описания мира	1.Классическая механика И. Ньютона	1.Классическая механика И. Ньютона. 2.Элек­тронная теория или микроскопическая электродинамика. 3.Теория вероятности, вероятностный способ описания термодинамических систем. 4.Пространство описывается геометриями Римана	Кроме четырёх названных в ЭДКМ: 5. Квантовая теория: изменение состояния системы (микрочастицы), описываемое функцией вероятности. Квантовый способ описания микромира
Основные особенности этапов (об­щих ха­рактерис-тик ФКМ)	Все процессы подчиняются принципу детерминизма	1. Формулируется принцип близкодействия, противоречащий принципу дальнодействия: скорость взаимодействия конечна. 2.Не исключается случайность	Закономерности выступают в вероятностной форме. Формулируется принцип неопределенности и принцип дополнительности. Разнообразие микрочастиц Новый уровень структуры материи - наномир

Как соотносятся понятия «физическая картина мира» и «научное мировоззрение»? Современная философия выделяет три компонента научного мировоззрения. Ими являются (Стёпин, 2007):

· Онтологический (онтология - бытиё) – воззрение на бытиё, отражение бытия в сознании (т.е. научная картина мира).

· Аксиологический (ценностный компонент).

· Эпистимиологический = гносеологический (познавательный). Эпистимиология – теория познания.

НКМ отражает только онтологическую составляющую научного мировоззрения. Таким образом, понятие «научное мировоззрение» шире понятия «научная картина мира» и включает в себя последнее.

Таким образом:

· Содержание обучения физике как социальный опыт включает в себя:

1) Когнитивный опыт - систему физических знаний;

2) Опыт практической деятельности;

3) Творческий опыт

4) Опыт отношений личности.

· Физическая картина мира как модель мира включает систему физических знаний и систему представлений о материальном мире, его свойствах и атрибутах.

· ФКМ как индивидуальная научная картина мира формируется в сознании учащегося, при этом решающую роль в этом играет качество учебников.

· Мировоззрение как многокомпонентный объект, включает в себя физическую картину мира в виде онтологической составляющей.

Словарь терминов

Содержание обучения – это отчуждённый от учащихся социальный опыт человечества, накопленный им и содержащийся в различных источниках информации и предназначенный для освоения.

Знания - проверенный общественно-исторической практикой и удостоверенный логикой результат процесса познания действительности, адекватное ее отражение в сознании человека в виде представлений, понятий, суждений, теорий.

Научная картина мира – образ мира, сформированный на основе научных знаний.

Представление – чувственно-наглядный, обобщённый образ предметов и явлений действительности, сохраняемый и воспроизводимый в сознании без непосредственного воздействия самих предметов и явлений на органы чувств.

Образ – результат и идеальная форма отражения предметов и явлений материального мира в сознании человека.

Библиография

1. Гурина Р.В., Соколова Е.Е. Научная картина мира. Что мы формируем у наших учеников? // Народное образование. – 2009, №8. – С.200-206.

2. Каменецкий Е.С., Пурышева Н.С., Важеевская Н.Е. (2000) Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб.заведений /Под. ред. С.Е. Каменецкого и Н.С.Пурышевой. – М.: Изд. Центр «Академия».

3. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов (2008)/Под ред. Л.А. Михайлова. – СПб: Питер.

4. Кубрякова, Е.С., Демьянков, В.В., Панкрац, Ю.Г., Лузина Л.Г. (1996) Краткий словарь когнитивных терминов; Под общ. ред. Е.С. Кубряковой. – М.: Филологич. фак-т МГУ им. М.В.Ломоносова.

5. Маланов. С.В. (2004) Психологические механизмы мышления человека: мышление в науке и учебной деятельности. Учеб. Пособие. – М.: Изд-во Московского психолого-социального ин-та; Воронеж: Изд-во НПО «МОДЭК».

6. Мансуров А.Н. (2008) Физическая картина мира: учеб. Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Физика». М.: Дрофа.

7. Мултановский В.В (1988) Физические взаимодействия и картина мира в школьном курсе. – М.: Просвещение.

8. Разумовский В. Г., Бугаев А.И., Дик Ю.И. и др. Основы методики преподавания физики в средней школе/ Под ред. А.В. Пёрышкина и др. – М.: Просвещение. - 1984.

9. Пурышева Н.С., Гурина Р.В., Интерпретации физической картины мира //Знание. Понимание. Умение. – 2011. – №2. – С.50-55

10. Стёпин В.С. О третьей научной картине мира (2007) //Общая и прикладная ценология. №1. С. 5 – 14.

11. С.И.Ожегов и Н.Ю. Шведова. Толковый словарь русского языка / РАН. – 4-ое изд, дополненное. М.: Азбуковник, 1997. - 944 с.

12. Современный словарь по педагогике (2001) /Сост. Рапацевич Е.С. – Минск: Современное слово.

13. Соколова Е.Е., Гурина Р.В. О соотношении языковой и научной картин мира // Знание. Умение. Понимание. – 2010, №3. – С. 83-88.

14. Философский словарь (2001)/ Под ред. И.Т. Фролова. – 7 изд., перераб. и доп. – М.: Республика.

Дата добавления: 2014-10-31