Физика занимает особое место среди школьных дисциплин. Являясь основой научно-технического прогресса, физика показывает учащимся гуманистическую сущность научных знаний. Она формирует творческие способности учащихся, их мировоззрения и убеждения, то есть способствует воспитанию высоконравственной личности. Это основная цель обучения может быть достигнута только тогда, когда в процессе обучения будет сформирован интерес к знаниям [17, с. 94].
Благодаря физике школьники воспитываются высоконравственными личностями, у них формируется творческое мышление, убеждения. Все эти задачи достижимы только в том случае, если предмет будет вызывать интерес у школьников. Благодаря познавательному интересу у учеников растет активность на уроках, улучшается качество усвояемого материала, стимулируется познавательная деятельность учеников [1, с. 93].
Физика, являясь составляющей предметной области «Естественно-научные предметы», формирует систему знаний о картине окружающего мира. Основная задача предмета – это не передача готовых знаний, а формирование аналитических умений. Одна из развивающих задач, решаемых на уроках физики, связана с формированием целостного отношения учащихся к окружающим, к себе и физике, как элементу общечеловеческой культуры [10, с. 105].
Проблема совершенствования содержания стандартного школьного курса по изучению любой естественной науки, в том числе и физики, не теряет своей актуальности сегодня. Физика – это не только конкретные задачи и результаты, но и метод развития особого взгляда на природные явления, специфическое отношение к действительности и формирование мировоззрения.
Большую роль в формировании познавательного отношения младших школьников к природе играет предмет «Окружающий мир». Этот предмет изучает природу как единое материальное целое, рассматривает ее в развитии, во времени и пространстве [19, с. 115].
Например, в процессе изучения предмета «Окружающий мир» младшие школьники получают возможность систематизировать, расширять, углублять полученные ранее (в семье, в дошкольной образовательной организации, из личного опыта взаимодействия с природой и людьми) представления о природных и социальных объектах, осмысливать характер взаимодействий человека с природой. Знания, полученные младшими школьниками при изучении этой дисциплины, освоение разных способов познания окружающей действительности (наблюдение, эксперимент, измерения, классификация и др.) являются основой для изучения естественных дисциплин в основной и средней школе, создают условия для успешного продолжения образования в основной школе [19, с. 115].
Согласимся с мнением, что возможно, физика интересовала бы учеников значительно больше, если бы они начали изучать данный предмет немного раньше. Пропедевтике физики посвящена работа [20, с. 79-83], где автором анализируются пропедевтические курсы физики для учащихся 5–6-х классов, разработанные и внедренные в учебный процесс учителями-новаторами ряда школ России. В 2011 году опубликована статья [6, с. 10-14], где Степанова Г. Н. – учитель физики, рассказывала об экспериментальной программе, в которой изучение физики внедрялось с 5 класса. Обеспечивая преемственность (пропедевтичность) между интегрированным курсом «Естествознание» [16], изучаемым в начальной школе, и предметом «Физика», который изучается в основной и старшей школе.
Существует программа по физике А. Е. Гуревича, Д. А. Исаева и Л. С. Понтака, разработанная для 5, 6 классов [7]. Данный предмет введен как пропедевтический курс, и его основной задачей является ознакомление учащихся с распространенными явлениями природы. В одном из первых разделов этого курса учащиеся знакомятся с телом и веществом, их свойствами, с измерениями и измерительными приборами, а также с понятиями массы и времени и их свойствами.
Проанализировав информацию, которую учащиеся изучают в курсе «Окружающий мир» [5] и курсе «Природоведение» [15], и ту, которую они начнут изучать по «Физике» [14], с 7 класса, можно предложить учителям начать обучение физике в 6 классах школы во внеурочное время. Теоретический материал должен быть доступен для понимания, осознания, усвоения шестиклассниками. Он может содержать и историческую информацию (происхождение единиц измерений различных величин, историю изобретений физических приборов, биографии ученых). Материал не должен повторять ни то, что изучено в 1–5 классах, ни то, что будет изучаться в 7–11 классах в процессе изучения физики.
Дети в этом возрасте активно познают мир, читают книги, комиксы, журналы и смотрят самые разнообразные мультфильмы, в которых можно встретить разные физические понятия и явления. Так, маленьким детям до 3-4 лет достаточно показывать, что один кубик больше другого или, что на этот кирпичик можно поставить два кубика, значит кирпичик больше кубика в два раза. В детских садах и начальной школе детям уже рассказывают, что такое линейка, и как ей пользоваться, однако для детей важным фактором является наглядность. Примерами наглядного подхода к изучению мер длины, массы и т. д. могут быть различные мультфильмы, сказки и даже конструкторы «Лего».
Естественно-научные дисциплины (в частности, математика, физика, химия) занимают особое место в науке, культуре и общественной жизни, являясь одной из важнейших составляющих мирового научно-технического прогресса. Их изучение играет системообразующую роль в образовании, развивая познавательные способности человека, в том числе к логическому мышлению. Если обратиться к проблеме интеграции предметов естественнонаучного цикла, в частности физики с другими предметами, то можно заметить тесную связь физики с биологией. Таким образом, деятельность обучающихся направляется на самостоятельное выявление связей физики с биологией. Осуществление интеграции биологии, физики возможно на тематическом, проблемном и концептуальном уровнях.
Тематическая интеграция носит иллюстративно-описательный характер, суть ее в том, что два-три учебных предмета раскрывают одну тему. На курсе биологии и физики учебный материал используется для объяснения биологических явлений на основе физических закономерностей [12]. Суть проблемной интеграции – решение одной проблемы (задачи) возможностями ряда предметов. Осуществление данного вида интеграции возможно на проблемных уроках интегрированного содержания. Целью таких уроков является решение проблемных вопросов:
- «Влияние электромагнитных полей на живые организмы» (проблемный вопрос: Как объяснить влияние электромагнитных полей на живые организмы?).
- «Биоэлектрические явления» (проблемный вопрос: Можно ли применить законы физики для объяснения биоэлектрических явлений?).
- «Биологическое действие радиоактивного излучения» (проблемный вопрос: В чём сущность губительного влияния радиации для жизни?).
- «Химическое действие света» (проблемный вопрос: Как объяснить химическое действие света?) Концептуальная интеграция заключается в рассмотрении какой-либо концепции несколькими учебными предметами в совокупности всех их средств и методов.
Идеями, связывающими все естественнонаучные курсы, являются закон сохранения и превращения энергии, философские законы единства и борьбы противоположностей, перехода количества в качество; идея глобальной эволюции.
Формирование представлений об универсальности философских законов возможно через демонстрацию примеров из разных естественнонаучных дисциплин. Примерами вопросов из курсов физики и биологии демонстрирующими закон перехода количества в качество, являются [13, с. 45]: зависимость свойств электромагнитных излучений от длины волны; зависимость агрегатного состояние вещества от кинетической энергии молекул вещества (от t); изменчивость организмов как результат количественных и качественных изменений молекул ДНК; проявление биологических свойств белковой молекулы после построения всех структур; изменение генофонда популяции как эволюционный процесс; богатство видового состава как условие устойчивости биогеоценоза; зависимость свойств химических элементов и их соединений от строения атома.
Примерами вопросов из курсов физики и биологии, демонстрирующими закон единства и борьбы противоположностей, являются [13, с. 45-46]: корпускулярно-волновой дуализм световых волн, электронов; роль наследственности и изменчивости в сохранении жизни; роль продуцентов и редуцентов в круговороте веществ; роль гормонов-антагонистов, симпатической и парасимпатической нервной системы в регуляции процессов жизнедеятельности; свойства амфотерных соединений.
Формирование представлений об универсальности закона сохранения и превращения энергии возможно на примере биофизических и экологических процессов, таких как энергетический обмен, фотосинтез, перемещение энергии по цепям питания и др.
Относительно связи курса математики и физики такие ситуации редкость. Наоборот, с высокой степенью регулярности учитель физики вынужден самостоятельно вводить те элементы математического аппарата, которыми в нужный ему момент обучающиеся еще не владеют. Расхождение программы физики и математики начинается уже с 7 класса [3, с. 65].
Изучение понятий «скорость» и «сила» требуют навыков использования основ векторной алгебры, а в геометрии этот раздел будет рассмотрен только в 9 классе. Обращение к вопросам геометрической оптики в 8 классе требует владения элементарным уровнем тригонометрии [4, с. 206-210], хотя понятия тригонометрических функций будут сформированы в 9 классе, подробное их изложение начнется в курсе алгебры 9 класса.
В учебниках физики и математики нередко используется различная терминология для обозначения одних и тех же объектов. Например, в курсе математики применяется термин «длина вектора», а в курсе физики активнее используются синонимичные «модуль вектора», «абсолютное значение» и «скаляр». Нередко при решении физических задач учащиеся сталкиваются с планиметрическими и стереометрическими задачами, решение которых требует обращения к геометрическим теоремам и правилам, которые только еще предстоят к изучению на математике.
Разрешение трудностей, которые возникают в таких ситуациях, так же оказывается в компетенции учителя физики [2, с. 5-7]. Таких примеров можно привести много.
Компенсация хронометрического расхождения ложится, чаще всего, на плечи учителя физики в силу того, что именно его потребности выявляют существование указанной проблемы. Целенаправленное выделение времени на уроках физики для расширения математического аппарата школьника оказывается возможным при достаточном количестве часов. На уроках математики возможно уделять внимание физическим понятиям для закрепления знаний и умений обучающихся. Согласимся с мнением, что, работая в тандеме, учителя физики и математики могут расширить границы применимости предметных навыков школьника [3, с. 65].
Для развития интереса к физике на разных занятиях можно использовать фрагменты литературных произведений (сказок, стихотворений, художественных произведений, пословиц, загадок с физическими явлениями), на основе которых можно предлагать учащимся вопросы для обсуждения [17, с. 99]. В качестве примера приведем один из них.
Учитель зачитывает строки из стихотворения А. С. Пушкина «Фонтану Бахчисарайского дворца»:
«Фонтан любви, фонтан живой!
Принес я в дар тебе две розы.
Люблю немолчный голос твой
И поэтические слезы.
Твоя серебряная пыль
Меня крапит росою хладной...
Затем ученикам предлагается ответить на вопросы: «Какое условие должно соблюдаться, чтобы фонтан работал?», «На основе какой закономерности он действует?» [8, с. 62].
«У лукоморья дуб зелёный,
Златая цепь на дубе том; И днём и ночью кот учёный
Всё ходит по цепи кругом...».
Как называется такое движение кота? Определите частоту его движения, если за одну минуту он делает шесть «кругов» (оборотов). Чему равен период?
Обсуждение этих вопросов идет значительно лучше, чем, если бы они были заданы без использования фрагмента стихотворения. Физический вопрос, заданный через поэтический отрывок, почти всегда побуждает к мышлению, а это очень важно.
Эстетическое развитие личности «основывается на органическом единстве развитых природных сил, способностей восприятия, эмоционального переживания, воображения, мышления и художественно-эстетической образованности. На этом фундаменте возникает и формируется творческая индивидуальность, ее эстетическое отношение» [11, с. 112]. Традиционно эстетическое развитие учащихся относят к предметам гуманитарного и художественного циклов. Естественнонаучные предметы ориентированы на интеллектуальное развитие учащихся, а их эстетические возможности используются реже.
Физика является важнейшим источником знаний о природе, основой научно-технического развития общества; физика – важнейший компонент человеческой культуры; изучение физики формирует глубинные эстетические представления о процедуре научного мышления, построении рациональных рассуждений и об их результатах.
В физике каноны красоты задают методологические принципы, глубокое осознание и применение которых позволяет получать не только изящные научные результаты, демонстрировать красоту физических законов, простые и элегантные способы решения научных задач и пр., но и дают возможность ощутить радость познания, удовлетворение от самого процесса и результатов умственного труда и интеллектуального творчества.
Чтобы возбудить у учащихся интеллектуальные, нравственные и эстетические чувства, важно вызвать положительное эмоциональное восприятие изучаемого материала, так как эмоции активизируют воображение и мыслительную деятельность, способствуя повышению познавательных потребностей и развитию интереса к предмету.
Если воспитательно-образовательный процесс ориентирован на эстетическое развитие обучающихся, то его участникам необходимо знать критерии эстетического развития, поскольку по ним можно судить о степени достижений учащихся с учетом их индивидуальных особенностей, и, следовательно, о результативности педагогической деятельности в этом направлении [9, с. 157].
Для развития познавательной компетентности обучающихся в процессе обучения возможно использовать цитаты из художественной литературы, пословицы и загадки физического содержания, народные приметы. Это оживляет урок и способствует активизации познавательной деятельности обучающихся, их активности, закреплению и углублению получаемых ими знаний, созданию целостного представления об окружающем мире и, что тоже важно, развивает у них потребность в получении новой информации, например, из сети Интернет. Приведем несколько примеров.
При изучении раздела «Электродинамика» возможно зачитать отрывок из сказки Г. Х. Андерсена «Снежная королева» «…в одной руке у него – маленькая чашечка с мыльной водой, в другой – глиняная трубочка. Он пускает пузыри, доска (качелей) качается, пузыри разлетаются по воздуху, переливаясь на солнце всеми цветами радуги», – прошу объяснить с точки зрения физики, какое явление описывает автор и как оно объясняется. Или: «Волки выли, вороны каркали, а небо вдруг зафукало и выбросило столбы огня. – «Вот мое родное северное сияние! – сказал олень. Гляди, как горит!», – можно попросить объяснить, как возникает полярное сияние.
На уроке по теме «Работа. Мощность. Энергия» по отрывку из произведения Ж. Верна «Зимовка во льдах»: «Как только сани были приведены в готовность, их тотчас же нагрузили и прикрыли поклажу буйволовой шкурой. Общий вес груза составлял около семисот фунтов; пять собак без труда везли этот груз по льду», – возможно сформулировать условие задачи.
На уроке по теме «Смачивание. Капиллярность» возможно зачитать пословицы и предложить объяснить их: «Как с гуся вода», «Как мокрая курица». В одном из литературных произведений описывается дуб, верхушка которого засохла, потому что он вырос такой большой, что вода не доходила до вершины, прошу составить условие задачи и определить высоту дерева.
На этом же уроке возможно прочитать отрывок из произведения Н. Носова «Незнайка на Луне»: «Некоторые воображают, что как только им удастся попасть на Луну, они сейчас же примутся прыгать по ее поверхности словно кузнечики, и объясняется это тем, что на Луне сила тяжести чуть ли не в шесть раз меньше, чем на Земле», – затем предложить составить условие задачи и решить ее.
Не вдаваясь в сложные механизмы формирования погоды, объясним некоторые из народных примет. Так, при изучении темы «Влажность воздуха» объясняем, почему «Соль мокнет – к дождю», «Лучина трещит и мечет искры к ненастью», «Обильная роса – к хорошей погоде». При изучении раздела «Механика» прошу разгадать загадки и объяснить явление: «Кружится – жужжит, а падает – молчит», при изучении раздела «Молекулярная физика. Термодинамика»: «Зимой греет, весной тлеет, летом умирает, осенью оживает» и др. [18, с. 780-781].
На основании изложенного, можно сделать вывод, что в процессе учебной деятельности с одной стороны физика должна быть представлена обучающимся как фундаментальная наука, служащая образцом естественнонаучного мышления и научного знания. С другой, с помощью физики возможно формирование и развитие личности учащегося, имеющего свои интересы, потребности и ценности, свои рациональные и эмоционально-образные особенности.
.png&w=640&q=75)
