Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория и методика обучения физике Тип: специалист Индекс: 050203 "Физика с дополнительной специальностью 050202 "Информатика" (стр. 6 )

Из анализа вытекало, что курс физики I ступени в условиях быстрого развития науки и техники, при современном состоянии физической науки, с учетом актуальных задач образования не должен быть посвящен только изучению феноменологического ма­териала, круга фактов, на основании знаний которого лишь на II ступени обучения делались выводы теоретического характера. Пропедевтическая подготовка учащихся может быть изменена п сторону усиления внимания к изучению общих положений науки, к задаче формирования научно-теоретического мышления уча­щихся. Уже на I ступени обучения физике может преподаваться логически связанный, относительно завершенный ее курс, в котором изучаемые факты объединяются вокруг молекулярно-кинетической и электронной теорий.

Этой концепцией определялись отбор содержания учеб­ного материала для учебника, методика его изложения, дидактические особенности учебника.

Теоретический анализ проблемы приведения курса физики I ступени в. соответствие с актуальными задачами школьного образования показал, какими должны быть пути реализации в учебниках идеи об усилении роли физических теорий, и определил детально всю методическую систему введения, формировании и использования знаний о строении вещества в учебниках

Из основных физических теорий только молекулярно-кинетическая и электронная могут быть использованы при объяснении изучаемых явлений в учебниках VII и VIII классов.

Изучение педагогических, психологических, методических ра­бот, анализ современной научной литературы, а также эксперт­ного мнения ученых о преподавании физики в средней школе по­казали, что усиление роли знаний о строении вещества будет спо­собствовать решению актуальных задач образования. Создаются дополнительные возможности для формирования диалектико-материалистического мировоззрения учащихся, так как знания о строении вещества могут служить основой рассмотрения в даль­нейшем таких категорий, как относительная и абсолютная исти­на, познаваемость явлений природы, причинность. Развитие этих знаний служит одним из наиболее важных в методологическом отношении примеров истории физики, в этом примере может быть раскрыта борьба идей. Последовательность введения сведений о строении вещества (молекула — атом — строение атома — свой­ства составляющих его частиц) позволяет на доступном учащимся материале показать науку в развитии. Эта последовательность хорошо согласуется с курсом химии.

Развитию научно-теоретического мышления учащихся — зада­че, выдвигаемой современной психологией обучения, способствует приобретение учащимися умений объяснять явления, исходя из теоретических положений. Знания о строении вещества развивают навыки критического анализа, способствуют подготовке учащихся к изучению в старших классах молекулярной физики, физики атома и атомного ядра, физики элементарных частиц.

К этому можно добавить, что изучение строения вещества является одним из основных направлений современных научных исследований, знания учащихся в этой области будут хорошей подготовкой к большому числу профессий.

Известно ставшее уже крылатым высказывание Р. Фейнмана: «Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накоп­ленные научные знания оказались бы уничтоженными и к гряду­щим поколениям... перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего числа слов, принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это — атомная гипо­теза... все тела состоят из атомов — маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на неболь­шом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому. В одной этой фразе... содержится невероят­ное количество информации о мире...

Академик в своих высказываниях о преподава­нии физики в средней школе подчеркивал политехнический аспект знаний о строении вещества для понимания своеобразия новых материалов, применяемых в современной технике, преиму­ществ каждого из них.

Программа по физике для I ступени содержит указания, на основании которых можно определить отбор содержания мате­риала по вопросам строения вещества и расположение этого ма­териала. Но окончательно вся система введения, формирования и использования этого материала была определена в учебниках, и сделано это на основе теоретического анализа и пе­дагогического эксперимента.

В процессе многолетней работы по составлению советских школьных учебников физики определилась структура учеб­ника, элементы которой использованы при написании новых учебников.

Учебники физики для VII и VIII классов содержат изложение фактического учебного материала, вопросы для контроля и само­контроля знаний, экспериментальные задания (классные и до­машние), описания лабораторных работ, качественные и количе­ственные задачи, хрестоматийный материал по истории физики и техники. Кроме обязательных для изучения параграфов, в учебни­ке содержится некоторое число параграфов для дополнительного (необязательного) чтения. Они предназначаются для учащихся, особо интересующихся физикой. Таким путем частично решается проблема дифференцированного обучения.

В большинстве параграфов обобщения и формулировки дают­ся на основе проделанного классного эксперимента и анализа знакомых учащимся примеров из техники, природы и обыденной жизни. Наряду с индуктивным методом при изложении некото­рых параграфов используется и дедуктивный метод, поскольку учащиеся знакомятся с физическими теориями.

В начале учебника для VII класса в качестве I его главы изло­жена тема «Первоначальные сведения о строении вещества», в ней рассмотрены основные положения молекулярно-кинетической теории и дано объяснение некоторых свойств твердых тел, жид костей и газов на основе особенностей их строения,  показано значение теории. Дидактические требования доступности и систематичности изложения материала выполняются при введении основных  положений  молекулярно-кинетической теории — мало знакомых учащимся и достаточно абстрактных понятий: использованы знания учащихся, полученные в курсе природоведения (температура, ее измерение, явления таяния льда, кипения воды и др.), ссылки на жизненный опыт учащихся (растекание масляной пленки, измельчение сахара, муки, сжимаемость тел и др.) и описания опытов по сжатию и расширению тел, по наблюдению диффузии.

Введенные в I главе сведения использованы затем при изло­жении остальных тем курса VI класса и раздела «Тепловые явления» курса VII класса; приняты дна направления использо­вания: приведение примеров изучаемых явлений и объяснение их. В теме «Движение и силы» явление инерции показано на при­мере движения молекул газа от одного столкновения до друго­го; понятие массы — на примере данных о массах молекул и т. п. Объяснены явления: давление газа и его зависимость от объема и температуры, способы изменения внутренней энергии тела, плавление, испарение и др., рассмотрен вопрос о связи плотно­сти вещества с числом молекул в единице его объема и массой одной молекулы; внутренняя энергия тела определена как сумма кинетических и потенциальных энергий его молекул.

По такому же принципу строится изучение элементов элек­тронной теории. Сведения об электроне и строении атома введе­ны в начале раздела «Электричество», сделано это на основании рассмотрения опытов по электризации тел, фундаментальных фи­зических опытов Иоффе и Милликена по доказательству дискрет­ности электрического заряда и опыта Резерфорда по изучению строения атома.

Здесь же, в начале раздела, в качестве примеров применения электронной теории для объяснения явлений рассмотрены элек­тризация тел при соприкосновении, существование проводников и изоляторов, разделение заряда в теле, внесенном в электриче­ское поле.

Затем сведения об электроне и строении атома использованы при изложении в учебнике таких вопросов, как электрический ток и причины его возникновения, источники тока, механизм тока в металлах и растворах электролитов, направление тока, нагре­вание проводника током, намагничивание железа и стали.

При введении некоторых понятий показана эвристическая роль теории. Конечно, в учебнике для VII и VIII классов это сде­лано осторожно, в небольшом числе случаев. Путем дедукции введены такие вопросы, как зависимость давления газа от тем­пературы и объема, передача давления жидкостями и газами, распределение давления в жидкости (с учетом силы тяжести), испарение, электрический ток и некоторые другие.

Приведем некоторые цифры, характеризующие учебники: 22 параграфа целиком посвящены вопросам строения вещества, из них 4 — для дополнительного чтения; дано 33 объяснения явле­ний и понятий на основании знаний о строении вещества; содер­жится 46 задач по теме «Строение вещества», 33 рисунка, иллю­стрирующих вопросы строения вещества

Трактовка и методика введения понятий здесь, как в осталь­ных случаях, явились результатом научно-методического ана­лиза.

При изложении учебного материала в учебниках параллельно с микроструктурными представлениями широко используется энергетический подход к объяснению многих физических явлений. Понятие энергии вводится в учебнике VI класса на основе более доступного для учащихся понятия механической работы. Затем в учебнике VIII класса в самом начале раздела «Тепловые явления» вводится довольно сложное понятие внутренней энергии тела как энергии частиц, из которых состоит тело. Понятие внутренней энергии пронизывает все учение о тепловых явлениях, им пользу­ются и при изучении некоторых вопросов раздела «Электриче­ство».

Введение понятия внутренней энергии позволило рассматри­вать количество теплоты (или тепло) как одну из двух возмож­ных форм изменений внутренней энергии тела. Этим самым по­высился научный уровень курса физики первой ступени, но авто­ры должны были преодолеть немалые методические трудности для изложения этой темы в доступной учащимся форме.

В учебнике VIII класса формируются понятия электрического и маг­нитного полей и устанавливается связь между ними, формируется представление о реальности электромагнитного поля. Впрочем, эта идея ввиду ее сложности в учебнике не развивается.