Физика и методы преподавания ее в школе

Одной из главных задач современного образования является обеспечение обучающихся всем необходимым для их дальнейшей социализации и развития склонности к самообразованию. Из этого следует, что перед современным образованием очень остро стоит проблема формирования творческой саморазвивающейся личности. В Федеральном государственном образовательном стандарте основного общего образования отмечается, что основным результатом воспитания и обучения школьников является «развитие готовности и способности учащихся к саморазвитию и реализации творческого потенциала в духовной и предметно продуктивной деятельности»

С целью узнать, какое отношение к физике у школьников, которые учили ее, опираясь в основном лишь на средства и методы иллюстративно-объяснительного обучения, был проведен опрос старшеклассников [1]:

• -    60% учащихся думают, что предметы естественнонаучного цикла не понадобятся им в будущем;

• -    5% учащихся думают, что на уроках физики им расскажут то, что они уже и так знают;

• -    35% учащихся считают предмет сложным и не видят смысла учить формулы и решать задачи.

Оценивая сегодняшнее состояние курса физики, можно сказать следующее [1]:

• -    физика мало способствует нравственному воспитанию, развитию мышления школьников;

• -    физика недостаточно ориентирована на жизненно важные проблемы;

• -    обучающиеся часто не понимают, для чего изучаются те или иные темы, вопросы;

• -    отсутствует подход, учитывающий способности и интересы каждого обучающегося, в результате чего для одних физика оказывается слишком сложна, а для других скучна и неинтересна.

Для того чтобы полностью разобраться в проблеме преподавания физики, нужно сначала понять, что же такое физика?

Физика - это наука, область естествознания, которая занимается изучением законов природы и структуры материи, ее взаимодействие с энергией [1].

Физика - это не просто изучение природных явлений, а также особый процесс, имеющий два разных аспекта:

• 1.    Первый - это простое приобретение знаний о нашем физическом мире.

• 2.    Второй, и, возможно, более интересный аспект - это развитие мировоззрения, которое обеспечивает основу для понимания значимости получаемой в процессе исследований информации.

Данный аспекты полностью зависят друг от друга. Для того чтобы приобрести новые знания, человеку требуется уже представления о мире, и наоборот, нужны определенные знания чтобы создать это самое мировоззрение [2].

Но как начинается данный процесс создания представления мира? Что на первом месте – знания или мировоззрение? Эти два процесса возникают вместе, каждый возникает благодаря другому. Это аналогично современной теории о существовании элементарных частиц.

Следует рассказать о нескольких важных факторов, которые привели к ускоренному развитию физики как науки [3]:

• 1.    Развитие математических навыков помогло усовершенствовать приборы для точных измерений и наблюдений.

• 2.    Коммуникация. Возможность проводить семинары и писать журналы привела к обмену знаниями с другими людьми, а также к развитию общего языка.

• 3.    Спонсорство. Это помогло тем, кто обладал знаниями и талантами, но не имел средств, необходимых для их реализации. Ряд компаний и организаций привнесли значительный вклад в спонсирование научной деятельности.

В современном мире общество зависит от технологий, что показывает важность физики в повседневной жизни человека. Многие вещи могли быть невозможными если бы не научные открытия сделанные в прошлом. Они стали основой для разработки современных технологий. Такие открытия, как магнетизм, электричество, проводники и другие, сделали возможными современные удобства, такие как телевидение, компьютеры, телефоны и другие технологии для бизнеса и дома. Современные средства транспорта, такие как самолеты и телекоммуникации, сближают людей во всем мире – все они опираются на концепции физики [2].

Это все неотъемлемый вклад физики в общество. Но что же еще физика смогла привнести в нашу современную жизнь?

• 1.    Лазер, транзистор, всемирная паутина – все это есть у нас сейчас благодаря физике.

• 2.    Физика является центральной частью нашей культуры и будет продолжать вдохновлять многих людей на новые научные открытия.

• 3.    Физика раскрывает важные универсальные истины, несмотря на определен-

• ные направления постмодернистской мысли.

• 4.    Физика будет продолжать лежать в основе всей науки и техники в ближайшем будущем.

• 5.    Физика имеет и будет иметь важное значение для анализа и решения актуальных экологических и энергетических проблем.

Физика играет уникальную роль в образовательном процессе. Она является основным фактором совершенствования образовательного процесса на всех этапах обучения. Акцент ставится на междисциплинарных связях при изучении предметов.

Взаимосвязи в преподавании естественных наук и то, насколько умело выполняется эта работа, эффективный метод, надлежащее использование инструментов имеют большое воспитательное значение [4].

Средняя школа: для дальнейшего изучения отдельных дисциплин нужны определенные знания по физике.

Уровень бакалавра: физика имеет большое значение во многих профессиях, не связанных с ней. В основном это биологические и химические направленности.

Физика глобальна и представляет собой наш лучший «анти-Вавилон». Поколения физиков самого разного политического и культурного происхождения сотрудничали на основе общего понимания и общих идеалов.

Физика устанавливает стандарты рационального мышления перед лицом иррациональности; она поддерживает первенство наблюдения. Важно отметить, что для того, чтобы любой предмет был включен в учебную программу, он должен быть очень полезен обществу [1].

Учитывая не популярность физики как школьного предмета для дальнейшего изучения, проблема привлечения студентов в университеты на физические направленности остается довольно актуальной и остро лежит перед современными педагогами [1]. Одним из ответов на вопрос привлечения студентов к физике является актуализация физики в жизни студентов и попытаться сделать ее чуть более интерес- ной для изучения. Действительно, за последние несколько десятилетий появились предложения, направленные на то, чтобы сделать научное образование как личностным, так и социальным значимым для жизни студентов [2].

Для того чтобы понять, что же не хватает для актуализации данного предмета, рассмотрим подробно цели преподавания физики в средней школе [2]:

• 1.    Приобретение систематического объема физических знаний и развитие понимания концепций, принципов и приложений физики.

• 2.    Развитие научного отношения, систематически рассматривая проблемы и применяя систематические методы анализа.

• 3.    Развитие ряда навыков, важных для научных исследований и повседневной жизни - именно здесь практические работы в школе проверяют навыки, приобретенные учащимся.

Но теперь возникает вопрос о том, а для чего важны приобретенные навыки? Они важны:

• 1.    Для исследований, например, для проведения практических экспериментов.

• 2.    В сфере услуг, например, врачи, инженеры.

• 3.    В промышленном производстве (качество и механическая прочность изделий).

• 4.    Они стимулируют интерес к физике с помощью исследований и заботы об окружающей среде. Это поможет в мотивировании студентов и их дальнейшем продвижении в исследованиях. В науке лучший метод исследования – это практический подход.

• 5.    Развивать понимание физики для человека и окружающего его мира.

Давайте рассмотрим общие цели изучения физики вне зависимости от уровня изучения.

Это цели, которые являются долгосрочными и более конкретными. Набор таких общих целей может быть использован для определения или описания того, что должно быть охвачено в долгосрочной перспективе, например, в конце семестра, в конце года или в конце курса.

Ниже приведен пример набора общих целей для учебной программы в школе [2].

К концу учебного курса учащийся должен быть в состоянии:

• 1.    Самостоятельно выбирать и использовать соответствующие приборы для проведения физических опытов.

• 2.    Использовать приобретенные в процессе обучения знания для обнаружения и объяснения физического явления.

• 3.    Приобретение позитивного настроя по отношению к физике как к науке.

Хотелось бы немного рассмотреть методы обучения физики, что могут применяться в преподавании предмета.

Существует целый ряд методов, которые можно использовать при обучении физике, основываясь на некоторых факторах.

Эффективный метод – это метод обучения, который кажется наиболее уместным и даст гораздо более положительный результат. Как правило - это метод, ориентированный на ученика (эвристический или метод обучения на основе открытий).

Разъяснительные или ориентированные на учителя методы не столь эффективны и не поощряются. Учителя должны стремиться использовать методы, которые облегчают понимание учащимися. Такие методы предназначены для вовлечения студентов в интенсивную учебную деятельность.

Ученик для достижения своих целей задает вопросы, по этой причине в школах часто применяют метод опроса. Учащиеся поощряются за проявленный интерес на уроке.

Так в чем же состоит сама цель урока физики? Исходя из цели обучения, учитель может определить, какой метод использовать для обучения, например, для определения постоянной упругости материала учащемуся необходимо выполнить лабораторное практическое занятие.

Необходимо учитывать количество учеников в классе для правильной постановки цели урока. Учитель, управляющий большим классом скорее всего, организует демонстрацию, а не эксперименты или многочисленные групповые обсуждения.

Вопрос о доступности ресурсов так же стоит очень остро. Нехватка ресурсов может привести либо к отсутствию практических занятий, либо к демонстрации со стороны учителя.

При анализе поведения учеников можно определить их готовность и понимания самого процесса исследования. Если учитель заметил нехватку навыков у учащихся, то он должен провести демонстрацию либо отложить эксперимент до приобретения ими нужных навыков.

Для преподавания физики в средней школе существует несколько подходов к обучению. Наиболее распространенными из них являются:

Лекционный метод

Он ориентирован на учителя, поэтому не так полезен с точки зрения овладения практическими навыками. В физике есть некоторые темы, которые не имеют практических занятий, поэтому применим лекционный метод. Атомная структура, квантовая механика, введение в ядерную физику требуют использования лекционного метода.

На школьном уровне следует использовать метод интегрированных лекций. Он проводится с использованием вопросов, примеров, ресурсов и занятий в классе, так что это не столько метод объяснения.

Демонстрация учителя

Это популярный метод в большинстве школ. Он предпочтителен при следующих обстоятельствах:

• а)    Когда ресурсы ограничены.

• б)    Когда безопасность является серьезной проблемой.

• в)    Когда в экспериментах используется сложное или очень дорогое оборудование.

• г)    Когда есть время ограниченно.

• д)    Когда эксперимент требует определенного навыка, который не был приобретен учащимися.

Хотя демонстрация очень полезна, у нее есть ограничения, такие как:

• -    Ограничение возможности учащихся отрабатывать навыки, особенно навыки обращения с оборудованием.

• -    Большую часть времени ученики будут занимать пассивною позицию в обучении, что не есть хорошо. Это можно исправить, задавая вопросы. Можно попросить их прочесть задание или прокомментировать увиденное. Это нужно чтобы избежать отсутствия связи между учителем и

• учеником, что заставляет ученика отключится от темы урока.

Из всего выше сказанного можно сделать предварительный вывод о важности физики как предмета обучения в школе или университете.