- 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.
2.4. Обобщающие уроки как средство систематизации знаний учащихся в соответствии с циклом теоретического познания.
После прохождения любого раздела для систематизации знаний учащихся, приведения их стройную систему, правильного восприятия единства природы, формирования мировоззрения, необходимо провести урок обобщения.
Ссылаясь на вводные занятия, на первый взгляд кажется, что повторение излишне. Однако вводные и обобщающие занятия разделены достаточным промежутком времени, поэтому обобщение с использованием всего материала вводных занятий, как показывает практика, приводит к более эффективным результатам.
О значении обобщающих уроков свидетельствует и новое распределение часов по физике, где на них отводится значительное количество часов.
Обобщающие уроки дают большие возможности для развития познавательных и творческих способностей учащихся, а также умений самостоятельно пополнять свои знания. Ведущим логическим приемом на таких уроках является обобщение. Этот процесс выступает в двух аспектах: овладение мыслительными навыками и усвоение учебного материала. В процессе обобщения у учащихся развиваются важные приемы мыслительной деятельности (анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, систематизация и другие), а следовательно, развиваются их познавательные способности.
Кроме того, велики возможности обобщающих уроков в нравственном воспитании учащихся. Использование на уроках материала о работах и научных заслугах отечественных и зарубежных ученых, изобретателей позволяет знакомить учащихся с вкладом выдающихся ученых в науку, технику, а также с теми сторонами их жизни и деятельности, которые характеризуют нравственные черты личности. Таким образом, обобщающие уроки вносят значительный вклад в формирование научного мировоззрения.
На уроках обобщения знаний могут применяться различные методы и средства. Единого принципа организации таких уроков нет. И здесь конечно же нельзя не учитывать возрастной психологии школьников.
Если это учащиеся 7-9-х классов, то обобщающий урок лучше провести в игровой форме. Много интересных разработок можно найти в журнале «Физика в школе».
В тех классах, где игровая деятельность не приносит желаемого результата, можно прибегнуть к физическому диктанту, решению задач или просмотру фильма.
В старших классах лучше использовать такие формы уроков как семинары, конференции.
Выбор определенной формы проведения урока зависит прежде всего от сложности материала, который выбран для обобщения, его объема, а также от особенностей ученического коллектива.
Но хочется обратить внимание, что однообразная информация и однообразные способы действия быстро вызывают скуку. А учебный труд, как и всякий другой, интересен тогда, когда он разнообразен. Поэтому не следует отдавать предпочтение какой-то одной форме обобщающих уроков. Однако они всегда должны проходить так, чтобы ученики, рассматривая знакомый им учебный материал, обнаруживали в нем новые стороны и связи. Иными словами, при любой методике должна преследоваться одна и та же цель: научить переосмысливать частное и конкретное с общих позиций. Процесс достижения этой цели и является обобщающим.