Таким образом, в последней четверти ХХ века наблюдалась парадоксальная ситуация в области физического знания, которая имела специфические характерные черты. Во-первых, не учитывался высокий потенциал физики как фундаментальной науки в системе подготовки инженера. Во-вторых, в процессе обучения физике студентов технических вузов, имело место несоответствие между общеобразовательной значимостью курса физики и поставленными целями и задачами. В - третьих, отсутствие понимания физики не только как научной области, но и как элемента человеческой культуры, техносферы и сферы развития человеческого мышления.
§3. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ СТУДЕНТОВ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НЕЙ
Фундаментальность физического образования предполагает, что в высших технических учебных заведениях знания, сформированные у студентов на занятиях по физике, являются фундаментальной базой для изучения общетехнических и специальных дисциплин, освоения новой техники и технологий. Содержание курса физики должно способствовать формированию у студентов представлений о современной физической картине мира. В этом случае физическое образование становится целостным, более того, дисциплины учебного плана оказываются объединенными общей методологией построения, ориентированной на междисциплинарные связи. важно осознавать, что физика является фундаментальной наукой, а инженерно-технические – прикладными. Но их тесная генетическая взаимосвязь часто приводит к тому, что их перестают различать в организационном плане. В то же время, для достижения максимальной эффективности, каждой из них нужны различные, иногда даже противоположные, формы организации.
В процесс обучения, как уже отмечалось, важно акцентировать внимание на формировании целостного представления о структуре материального мира и его законов. Философ и методолог науки Т.Г. Лешкевич утверждает, что «научная картина мира – это целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях действительности, построенная в результате обобщения и синтеза фундаментальных научных понятий и принципов. Каждая НКМ строится на основании определенных фундаментальных теорий, по мере развития практики и познания одни научные картины мира меняются другими. НКМ играют эвристическую роль в процессе построения фундаментальных научных теорий. Они тесно связаны с мировоззрением и влияют на его формирование».[9]
В истории естествознания выделяют три научных картины мира, в основе которых лежали фундаментальные физические теории:
механистическая (законы классической механики);
электромагнитная (теория электромагнитного поля);
квантово - релятивистская (квантовая теория и СТО и ОТО А. Эйнштейна).
Следует отметить, что современная научная картина мира не содержит в своей основе фундаментальной теории, что говорит об изменении статуса фундаментальных и прикладных знаний. Основными характерными чертами современной ЕНКМ является глобальный эволюционизм (применение идеи развития на всех уровнях организации материи), рассмотрения процессов природы с точки зрения самоорганизации (синергетика), плюрализм истины, а также комплексность науки.
В процессе физического образования, также важно раскрыть то, что фундаментальные науки добывают знания об естественных процессах, не имея в виду их непосредственного применения для удовлетворения конкретных потребностей людей. Задача фундаментальных наук состоит в том, чтобы открывать новые факты и систематизировать их в зависимости от возможностей, либо на описательном уровне: в научных статьях, монографиях и справочниках, либо в виде оригинальных обобщений, включая формулирование законов природы и разработку теорий путем введения новых представлений и понятий. Функция прикладных наук состоит в использовании этих знаний для разработки конкретных технологий, устройств и процессов, направленных на удовлетворение специфических потребностей общества.
Систематический процесс передачи знаний из области фундаментальных наук в область прикладных - осуществляется посредством системы образования. Однако процесс передачи знаний из одной области в другую может быть осуществлен более коротким способом, а именно, путем приглашения соответствующих специалистов фундаментальщиков для выполнения конкретных прикладных разработок. Таким образом, фундаментальная наука может непосредственно порождать прикладную.
С другой стороны, работая в прикладном учреждении над выполнением какого-либо конкретного задания, специалисты часто натыкаются на неизвестные науке эффекты. Если осознана полезность такого эффекта для многих областей, то его исследование это уже прерогатива фундаментальной науки. То есть, в этом случае прикладная наука порождает фундаментальную.[10]
Таким образом, обучение физике должно быть взаимосвязано со специальными дисциплинами и базироваться на рассмотрении конкретных процессов и явлений, относящихся к профессиональной деятельности будущего специалиста. Анализ диссертационных исследований, посвященных проблеме совершенствования обучения физике студентов инженерных вузов Жмодяк А.Б., Измайловой А.А., Кучиной Т.В., Новодворской Е.М., Печенюк Н.Г., и других показал, что комплексный подход к проблеме подготовки по физике будущих инженеров отсутствует.
Исследование периодической литературы постсоветского периода, а также Государственных образовательных стандартов показало, что основное внимание уделяется принципу профессиональной направленности, он является основным при построении методики обучения в системе высшего профессионального образования. Существенно меньшее внимание уделяется принципу фундаментальности физического образования, отсутствуют исследования, посвященные взаимосвязи принципов фундаментальности и профессиональной направленности обучения и созданию на этой основе методической системы обучения физике.
Анализ программ по дисциплине «Физика» показал, что целью изучения физики в техническом Вузе является создание основы теоретической подготовки будущего инженера и той фундаментальной компоненты высшего технического образования, которая будет способствовать в дальнейшем освоению самых разнообразных инженерных специальностей – в различных областях техники. Используя все виды занятий важно обеспечить строго последовательное, цельное изложение физики, как науки, показать глубокую взаимосвязь различных ее разделов. Сообщить студентам основные принципы и законы физики, а также их математическое выражение. Познакомить студентов с основными физическими явлениями, методами их наблюдения и экспериментального исследования, с основными методами измерения физических величин, простейшими методами обработки результатов эксперимента и основными физическими приборами. Сформировать определенные навыки экспериментальной работы, научить формулировать физические идеи, количественно ставить и решать физические задачи, оценивать порядок физических величин. Таким образом, подготовить студентов к изучению ряда профессиональных дисциплин инженерных специальностей и показать студентам, что физика составляет в настоящее время универсальную базу техники.
Основным требованием к уровню освоения содержания дисциплины является требование, что в результате изучения курса физики студент должен иметь представления об основных принципах и законах физики, а также иметь ясное представление о границах применимости физических моделей и гипотез, правильно формулировать физические идеи, количественно ставить и решать физические задачи, оценивать порядок физических величин.
Будущему инженеру крайне необходимо правильно планировать эксперимент так, чтобы точность измерений соответствовала поставленной цели и уметь анализировать результаты эксперимента и делать правильные выводы.
Таким образом, в сфере обучения давно назрела необходимость ключевых перемен, связанных с коренной перестройкой всей системы этой ветви образования с целью повышения ее качества и эффективности. Специфика обучения в высших технических вузах состоит в том, что помимо общенаучных дисциплин в учебных планах этих вузов существуют циклы профессионально-технических дисциплин, поэтому процесс обучения должен осуществляться на основе межпредметных связей общенаучных дисциплин с общетехническими и специальными дисциплинами, без чего невозможно успешное овладение профессиональными знаниями и умениями.
Пересмотр ориентиров образования в последнее время привел к формированию новой образовательной парадигмы, в рамках которой не только в России в связи с новыми экономическими условиями, но и во всем мире в образовании происходят инновационные процессы, идет поиск новых систем образования, более демократичных, диверсифицированных (разнообразных) и результативных с позиций интересов общества в целом и отдельной личности.
Таким образом, существует противоречие между стоящими на современном этапе задачами подготовки будущих инженеров по физике и отсутствием концепции методической системы обучения физике студентов инженерных вузов, соответствующей современной образовательной парадигме, которая характеризуется такими чертами, как фундаментальность, целостность, ориентация на интересы личности.
Правомерно сделать следующие выводы:
во-первых, содержание курса физики следует группировать вокруг фундаментальных физических теорий, что позволяет реализовать целостность физического образования;