Вводные уроки как средство систематизации знаний учащихся вокруг представления о едином материальном мире.

Особую роль в нашей системе мы отводим вводным и обобщающим занятиям.

Роль вводных занятий по разделам школьного курса физики часто недооценивают, предпочтение отдают обобщающим урокам. Однако только систематическое проведение как вводных, так и обобщающих занятий дает возможность добиться желаемого результата.

Вводные занятия направляют учебную и поисковую деятельность учащихся. Помогают выбрать из потока информации, предлагаемой на уроках, нужную для построения логической цепочки знаний.

Вводные занятия развивают способность самостоятельно и творчески работать с творческим материалом.

Начиная вводные занятия по любому разделу мы должны помнить главное, что необходимо формировать у учащихся понимание единство природы. И оговорить с ними с самого начала, что деление природы на науки предпринято человечеством для облегчения ее изучения. Разумеется она не знает, что разделена на химию, физику, биологию и т.д. Эта идея должна пронизывать изучение всего курса.

Вводные занятия по любому разделу школьного курса физики надо начинать с определение науки.

Наука – это система знаний об объективных законах развития природы и общества.

Науки бывают естественные и общественные. Общественные науки – это система знаний об объективных законах развития общества. Естественные науки – это система об объективных законах развития природы.

Объектам познания естественных наук является материальный мир, существующий независимо от познающего субъекта. В материальном мире можно выделить три структурные области – микромир, макромир и мегамир, которые отличаются друг от друга пространственной протяженностью (Приложение 1), а микро- и макромир – как по основным структурным элементам (Приложение 2), так и по преимущественным типам взаимодействия (Приложение 3).

Мегамир (Галактики, гравитационные и магнитные поля) и часть макромира (планеты с их спутниками, планетные системы звезд) изучаются астрономией.

Астрономия – старше физики. Фактически физика и возникла из нее, когда астрономия заметила поразительную простоту движения звезд и планет: объяснение этой простоты и стало началом физики. Но самым выдающимся открытием астрономии был тот факт, что звезды состоят из тех же атомов, что и Земля.

На уроках астрономии учащиеся встречаются практически со всеми физическими понятиями, которые используются при изучении движений в гравитационном и электромагнитном полях, с описанием физического состояния вещества на основе молекулярно-кинетической теории, процессов излучения и его взаимодействия с веществом, способов передачи теплоты, распада и синтеза атомных ядер. Тесная связь физики и астрономии хорошо раскрывается на примерах истории их развития. Очень благодатный для этой цели материал представляет развитие кинематики и динамики, которое происходило на основе изучения движения как земных, так и небесных тел. Несмотря на такую тесную связь наук естественно-математического цикла, астрономия является самостоятельной наукой, которая имеет свои цели и задачи:

- изучение видимого и истинного расположения и движения небесных тел;

- определение расстояний между ними, формы и размеров их;

- исследование их физической природы;

- изучение проблем возникновения и развития небесных тел и их систем.

Микромир (элементарные частицы, атомы, молекулы) и часть макромира (окружающие нас на Земле тела, гравитационное и электромагнитное поля) изучаются физикой.

Физика – по гречески «природа», т.е. наука о природе, изучающая общие свойства и законы движения материи.

Как известно, любая наука имеет свой предмет, объект и методы исследования, которые, как правило, заложены в ее определение. Исходя из этого:

объектом исследования физики является материя,

предметом исследования – физические формы ее движения,

методы исследования – эмпирический и теоретический.

Необходимо с учащимися подробно остановиться на каждом из этих элементов.

Материя, согласно В.И.Ленину, «…есть то, что действует на наши органы чувств, производит ощущение. Материя есть объективная реальность, данная нам в ощущениях». (В.И.Ленин. Полн.собр.соч., т.18).

Существенным в этом определении материи является тот факт, что материя не отождествляется с каким-либо конкретным своим видом или свойством.

Необходимо обратить внимание учащихся на следующее:

1. То, что материя является объективной реальностью, означает, что материя существует независимо от нас.

2. То, что материя дана нам в ощущениях, означает, что мы познаем материю.

3. Необходимо обратить внимание на то, что материя – источник ощущения.

4. То, что материя первична, а сознание вторично, означает, что материя определяет мышление, а не наоборот.

На уровне макромира (и только на этом уровне) можно выделить два основные вида материи – вещество и поле. Они обладают как рядом общих, так и отличных друг от друга свойств.

Движение материи представляет собой способ ее существования. Движение, в философском смысле, – всякое изменение материи, всякий происходящий в природе процесс: физический, химический, биологически, общественный. Весь окружающий мир – движущаяся материя. Материя и движение неотделимы друг от друга, не существует материи без движения, как не существует движения без материи.

Современная наука рассматривает следующие основные формы движения материи: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную, химическую и биологическую. К физическим формам движения относятся все виды закономерных изменений состояния материальных объектов, непосредственно выражающихся в изменении их физических свойств и характеристик.

В первой главе мы указали методы исследования, которые выделяются в философии. На наш взгляд, на вводном занятии необходимо подробно ознакомить учащихся с методами построения эмпирических знаний (наблюдение, эксперимент, измерение) и методами построения теоретических знаний (идеализация и формализация, аналогия, моделирование, мысленный эксперимент, гипотеза и т.д.). Сделать это мы предлагаем следующим образом.

Для определения методов исследования физики необходимо определить понятие «физическое знание».

Знание – в философском смысле: проверенный практикой результат познания действительности.

Физическое знание – конкретное, научное; оно результат познания человечество окружающей природы. Можно выделить два уровня физических знаний: эмпирический и теоретический. (Приложение, рис.4).

Наиболее общим элементом физического знания служат основные идеи, принципы, гипотезы, относящиеся не только к отдельным теориям и областям физических явлений, но и ко всему объекту физического познания.

Совокупность основных идей, принципов и гипотез определяет главные черты физического познания, создает физическую картину мира, т.е. идеальную модель природы, определяющую стиль физического мышления на данном историческом этапе.

Теоретические законы отличаются от эмпирических гораздо большей степенью общности и включают теоретические понятия, более отдаленные от непосредственного опыта.

Остановимся подробнее на физической теории, т.к. в последнее время роль теории значительно возросла.

Физическая теория имеет следующие структурные части: основание, ядро, следствие. Основание включает в себя эмпирический базис, идеализированный объект, физические величины.

Эмпирический базис теории образуют факты, устанавливаемые в результате наблюдений и опытов, необъяснимых существующей теоретической системой и вступающих в конфликт с ее основными положениями. В результате возникает потребность в новой теории. Например, теории Бора о строении атомов возникла потому, что ряд опытных фактов невозможно было объяснить на основе классической механике Ньютона и электродинамике Максвелла (устойчивость атома, линейчатые спектры излучения атомов).

Идеализированный объект физической теории представляет абстрактную модель, воплощающую в себе сложнейшее свойство, глубинные особенности исследуемого объекта (материальная точка, идеальный газ, осцилятор и т.д.).

Физическая величина – специфическая для каждой теории. Служит количественной характеристикой физических свойств тел и физических явлений (масса, сила, потенциал и т.д.).

Ядро физической теории составляет система общих законов, выражаемых в математических уравнениях, постулатах, принципах.

Следствия – применение системы уравнений теории для конкретных случаев.

Теоретический уровень познания завершается формированием знаний о физической картине мира. (Механическая картина мира, электродинамическая картина мира, квантовая картина мира).

Рассмотрев структуру физического знания, необходимо отметить конкретно, что учащиеся должны знать по окончании курса физики о физической величине, физическом явлении, физическом законе, физической теории.

В первой главе мы привели обобщенные планы изучения элементов научного физического знания. Придерживание структуры этих планов переводит учащихся с репродуктивного уровня (простой пересказ) на системно-моделирующий (творческий, моделирующий), который составляет систему знаний, навыков и умений учащихся по предмету в целом.

Для большей наглядности приведенные планы можно оформить в виде таблиц и развесить в кабинете физики, а учащимся предложить записать их в начале тетради.

На наш взгляд, эти общие положения должны быть усвоены учащимися. Для этого, как в начале, на вводных занятиях, так и в процессе изучения курса, а также в конце каждого раздела (механики, молекулярной физики, электродинамики, квантовой физики) необходимо обобщить с учениками знания конкретно по каждой физической величине, физическому явлению, физическому закону, физической теории, следуя вышеприведенной схеме.