Лекция 2. Физика как учебный предмет общеобразовательной школы

Литература 4, с. 31-41; 16, с. 63-131, 17

1. Место физики в системе общеобразовательных предметов определяется особенностями физики как науки среди других наук. Современная физика является важнейшим источником знаний об окружающем мире, основой научно-технического прогресса и вместе с тем одним из важнейших компонентов человеческой культуры.

Физика является теоретической наукой, которая открывает фундаментальные законы природы. Физические теории и физические методы исследования все больше проникают в другие естественные науки (химию, астрономию, биологию и тому подобное) и дают важные результаты. Физику считают теоретической основой современной техники, много отраслей которой возникли на базе физических открытий. Это - электротехника, радиотехника, ядерная энергетика и т.д.

Физика изучает первичные структуры материи и соответствующие им самые простые формы ее движения. Этим она создает естественнонаучную базу для современного мировосприятия, которое является составной частью диалектико-материалистического мировоззрения.

Значение того или другого учебного предмета определяется через его специфические особенности и признаки. Физика как учебный предмет учебного плана средней школы позволяет вооружить учеников основами физики - науки о природе. Содержание, система и методология физики открывает большие возможности для формирования научного мировоззрения учеников, выработки практических умений и навыков, действенных навыков самостоятельной работы. При реализации этих заданий развиваются умственные способности учеников, в частности логическое мышление учеников, как отображение высшей логики - логики природы. Физика имеет огромный воспитательный потенциал.

2. Для организации учебного процесса нужно определить содержание физического образования и выяснить, с какого возраста учеников начинать изучение физики и какой принцип положить в основу построения школьного курса физики.

Содержание и последовательность изучения основ физики регламентирует программа как основной государственный документ, обязательный для выполнения.

Анализ опыта преподавания физики в отечественных и зарубежных школах, учета общедидактических требований и требований психологии учебы дают основания для определения возраста учеников, с которого начинают изучения физики. В нашей стране физику изучают начиная с двенадцатилетнего возраста на протяжении пяти лет. Реформа школы предусматривает увеличение времени изучения физики до шести лет.

В средней школе возможные три системы обучения и соответствующих программ физики: радиальная (линейная), концентрическая и ступенчатая.

1. Самым простым принципом построения программы является радиальный. Он предусматривает изучение разделов, тем и вопросов программы лишь один раз за весь период учебы с исчерпывающей полнотой. К ранее выученному материалу возвращаются лишь с целью его повторения.

Позитивной чертой программы, построенной по радиальному принципу, есть строгая систематичность изложения учебного материала.

Однако такая структура программы имеет ряд существенных недостатков, главным из которых есть то, что она не учитывает возрастных особенностей учеников и тем самым вступает в противоречие с требованиями возрастной психологии и дидактики. Ведь для формирования сложных физических понятий и законов нужно, чтобы ученики накопили некоторые знания и физические представления, что невозможно при радиальном расположении материала. Например, такой, большой и математизированный раздел, которым является механика, должен в полном объеме изучаться в седьмом классе, ученики которого не имеют достаточной математической подготовки и достаточно развитого уровня абстракции и обобщений высокого порядка, что свойственно механике.

2. Концентрический принцип построения курса физики предусматривает изучение его в два этапа, в соответствии с которыми программа разделена на два концентры.

В первом концентре вся физика изучается на упрощенном уровне, уровне явлений, который доступен для учеников среднего возраста с учетом предыдущей, в частности математической подготовки.

Во втором концентре физика изучается повторно, но на высшем научном уровне.

Положительной чертой такой системы является возможность достижения крепких знаний в результате повторного изучения ранее знакомого материала. Ее недостаток - непродуктивная затрата времени в результате повторного изучения материала и некоторое снижение интереса учеников, поскольку изучается уже знакомый ученикам материал.

3. Ступенчатое размещение учебного материала объединяет позитивные черты двух предыдущих способов построения курса физики. От радиальной системы берется систематичность изложения материала, а от концентрической - учет вековых особенностей учеников.

На первой степени изучения физики проводится пропедевтическое обучение учеников, которые знакомятся с основными явлениями и элементами некоторых физических теорий, усваивают основные физические понятия и физическую терминологию. Некоторые вопросы, например, гидро- и аэростатика, изучаются лишь на первой степени.

Вторая степень посвящена изучению систематического курса физики с учетом знаний, полученных на первой степени.

Определенным недостатком ступенчатой программы являются не преодоленные элементы концентризма.

3. Как известно, дидактика физики (методика преподавания физики) решает такие три основные вопросы. Зачем учить физику? Чему учить? Как учить? На основе этих вопросов можно подать такую структурно-логическую схему физики как учебного предмета.

4. Действующая программа из физики построена по ступенчатому принципу. Она предусматривает изучение физики двумя ступенями:

I - 7-8 классы;

II - 9-11 классы.

Содержание программы 1-й ступени.

7 класс

· Вступление

· Начальные сведения о строении вещества.

· Взаимодействие тел.

· Давление твердых тел, жидкостей и газов.

· Работа и мощность. Энергия.

8 класс

· Тепловые явления.

· Электрические явления.

· Электромагнитные явления.

· Световые явления.

Структура курса физики 7-8 классов в целом традиционная: явления, которые изучаются, расположенные в порядке усложнения форм движения материи (от механических и тепловых явлений к электромагнитным и световым). Отступлением от этого принципа является тема " Начальные сведения о строении вещества". В ней рассматриваются вопросы о молекулярном строении вещества и движении и взаимодействии молекул. Это дает возможность некоторые явления рассматривать не только феноменологически, но и объяснить их внутренний механизм. Так, молекулярно-кинетические представления применяют к объяснению свойств твердых тел, жидкостей и газов, объяснение давления газа на стенку посудины, передачу внешнего давления газами и жидкостями и тому подобное. С этой же целью в начале темы " Электрические явления" вводятся электронные представления, которые применяются к объяснению явлений электризации тел, природы электрического тока в металлах и тому подобное.

Введение в курс физики 7-8 классов элементов физических теорий (молекулярно-кинетической и электронной) позволяет объединить почти все темы курса в единое целое. Введение элементов физических теорий способствует формированию у учеников теоретического стиля мышления, учит их дедуктивной логике рассуждений, разгружает механическую память. Поскольку у детей 12-14 лет способность к абстрактному мышлению развита слабо, то большинство обучаемых явлений должно раскрываться на эмпирическом уровне, что требует сделать физический эксперимент основным средством учебы.

Вторая ступень обучения физике является систематическим курсом, который также построен в порядке усложнения форм движения материи. Он построен на основе фундаментальных физических теорий: классической механики, молекулярной физики, электродинамики с элементами специальной теории относительности и квантовой физики. Такая структура систематического курса физики средней школы реализует один из основных принципов его построения - генерализации знаний вокруг основных физических принципов, идей, теорий.

В 9 классе изучается механика, которая построена на трёх генеральных линиях:

· классический принцип относительности;

· законы движения Ньютона;

· законы сохранения.

Курс физики 10 класса состоит из двух частей: молекулярной физики и электродинамики.

Изучение молекулярной физики основывается на применении дедуктивного метода изучения.

Структура электродинамики обеспечивает лучшее формирование электромагнитного поля; изучение магнитного поля приближено во времени к изучению электрического поля.

Генеральные линии программы:

· молекулярно-кинетическая теория строения вещества;

· законы термодинамика;

· электронная теория проводимости;

· теория электромагнитного поля Максвелла.

В 11 классе заканчивается изучение электродинамики и изучается квантовая физика. Генеральные линии:

· теория электромагнитного поля Максвелла;

· специальная теория относительности;

· квантовая теория;

· учение о строении атома и атомного ядра.

В этих классах изучения материала завершается обобщающими занятиями.

9 класс. Механика и механизация производства.

10 класс. Основные законы электродинамики и их техническое применение.

11 класс. Современная научная картина мира.

Физика и научно-технический прогресс.

Студентам предлагается сделать в своих конспектах выписку из программы.