History of physics’ textbook development as a model for the implementation of methods of teaching physics in Russia (on the course “History of the methods of teaching physics”)

Произведённая уже работа и достигнутые результаты налагают обязательства на начинающих учителей <...> Они должны знать и помнить, что в их деле есть уже серьёзная культурная традиция, требующая не только уважения к себе, но и неустанной работы над её продолжением. Знание пройдённого пути покажет им, что они не будут одиноки в этой работе...

Н.В. Кашин, «Методика физики», 1916 г.

Введение. Цель статьи – обосновать возможность рассматривать историю становления учебника физики как модель для изучения становления методики обучения физике. При этом на конкретных примерах рассмотрено изменение во времени содержания учебников физики, их структурирования, проведён сравнительный анализ с зарубежными публикациями.

Институциализация методики обучения физике как педагогической науки. Разработка вопросов истории методики физики. В начале ХХ века в методике обучения уже сложилась, говоря словами Н.В. Кашина [6] , серьёзная культурная традиция. К этому времени преподавание физики насчитывало более двух столетий, если за точку отсчёта брать Славяно-греко-латинскую академию, двести лет исполнилось и первой книге по физике Х. Гюйгенса, переведённой на русский язык сподвижником Петра I Я.В. Брюсом, чуть меньше лет прошло с момента выхода первых учебников механики и физики. Сто лет назад методика обучения физике вошла в фазу институционального развития, т. е. она стала вполне определившейся педагогической наукой со своими институтами, программами исследования, первыми физиками-методистами, чьи профессиональные интересы лежали в области преподавания физики и исследования методов обучения , а также сложившимися в основных чертах самими специфическими методами обучения [2].

К началу ХХ века относятся первые работы по истории методики физики [3], и это тоже признак формирования методики обучения как педагогической науки. В ХХ веке история методики физики становится предметом научного анализа не только физиков-методистов: Д.Д. Галанина, Н.В. Кашина, И.И. Соколова и др., тех, кто непосредственно принимал участие в разработке её основ в начале прошлого века, но и исследователей, которых можно позиционировать как историков методики физики, например, И.К. Турышева. История методики физики представляет научный интерес и сегодня [10].

В целом история науки, естественных наук возникает в XIX веке, оформляясь постепенно в самостоятельную научную дисциплину. Так, работы учёных XIX – начала XX веков: В. Уэвелла, Ф. Розенбергера, Э. Маха, Ф. Кэджори и Ф. Даннемана и др. по истории физики и естествознания хорошо известны и современному исследователю. В России одним из первых историков науки был Н.А. Любимов – профессор физики Императорского Московского университета, автор гимназического учебника физики 1870-х гг. Разделяя взгляд современников, Любимов пишет в 1890-е гг. о задаче истории науки как о составлении:

«... философской истории ¹ той или другой науки или целого цикла наук. Такая история должна дать картину постепенного возникновения здания науки , указывая руководящие идеи и направления , под влиянием которых здание слагалось и для которых было осуществлением и воплощением» [8, c. 2], не исключая при этом источниковедческих и библиографических задач ² .

Сегодня наука не представляется нам в виде здания, построенного по единому плану, раскрывающегося во времени. Тем не менее выделенные курсивом задачи являются актуальными для истории науки, в том числе для истории методики физики. Говоря словами Н.А. Любимова, если история физики – это « школа логики открытия » [8, с. 3], то история методики физики – это есть школа опыта обучения в логике его исторического развития. Н. Бор сформулировал известный в методологии науки «принцип соответствия», который в приложении к истории методики физики можно переформулировать так, что «старые» идеи, методы и приёмы обучения, общепринятые в прошлом, не вычёркиваются полностью последующим ходом развития науки, но включаются в её контекст.

Учебник физики как модель методической системы. Некоторые современные дидакты склонны утверждать, что история педагогики изобилует ошибками, которые отбрасываются в ходе истории педагогической системой (ПС) [1, с. 21], однако нам, во-первых, представляется важным проследить преемственность и развитие в истории становления методики обучения физике; во-вторых, мы полагаем, что сама ПС, предложенная в [1, с. 20], и степень её связности – историчны, т. е. сама система и связи между её элементами развиваются во времени и проявляются во времени в разной степени.

При изучении истории методики физики необходимо рассматривать в совокупности: формирование и отбор содержания школьного предмета «физика», становление методов обучения , процесс институциализации методики физики как педагогической науки и

Социальный заказ

практики. Последние два вопроса нашли своё отражение в монографии, вышедшей под редакцией Н.С. Пурышевой [2].

Переформатируем схему ПС, предложенную в [1], в схему модели методической системы (МС) в рассматриваемой предметной области (в области физики), сохранив её компактность и выделив определённую связную область (смысл выделения станет ясен далее), рис. 1.

Социальный заказ непосредственно, в обобщённом виде, влияет на формирование педагогических институтов (гимназии, училища, школы, педагогические общества и т. п., а также съезды и конференции, институты РАО и т. п.) и задаёт цели обучения и воспитания . Многообразие дидактических процессов, арсенал методов обучения и набор средств обучения в области методики физики находится в стадии становления в течение длительного периода эмпирического развития методики обучения физике. Как нами показано [2], лишь на завершающем этапе становления методики обучения физике институты методики физики начинают играть существенную роль в разработке средств и методов обучения.

На протяжении нескольких столетий источниковедческой базой для истории методи- ки физики являются прежде всего учебники, потому что именно в них фиксировался накопленный опыт преподавания, в явном и неявном виде реализовывались цели и методы обучения, решались практические задачи, ставившиеся временем, определялись те дидактические процессы, которые развёртывались в практике преподавания. По В.П. Беспалько, учебник – это информационная модель ПС3 [1]. Возражения против понимания учебника как именно информационной модели находим у Д.Д. Зуева, рассматривавшего его как источник знаний и средство обучения [5, с. 48]. Тем не менее мы полагаем, что учебник как историческая категория [5, с. 18] может рассматриваться как модель МС в той мере, в какой это выделено на схеме (см. рис. 1).

Это не противоречит, на наш взгляд, и концепции Д.Д. Зуева, который писал: «учебник – это массовая учебная книга, излагающая предметное содержание образования и определяющая виды деятельности, предназначенные школьной программой для обязательного усвоения учащимися с учётом их возрастных или иных особенностей» [5, с. 18].

Рис. 2. Учебник физики как продукт педагогических и естественно-философских наук

Дидакты В.П. Беспалько, Д.Д. Зуев, В. Оконь и др., говоря о теории построения современного, т. е.1980-х гг., учебника, его структуре, функциях и т. п., оставляют в стороне роль наук , определяющих содержательную сторону учебника. На наш взгляд, это не совсем корректно и с общефилософской точки зрения, поскольку учебник - это есть само-рефлексия данной науки, и с конкретноисторической точки зрения, поскольку, например, на протяжении примерно 200 лет учебники физики существовали без детальной разработки в дидактике содержания образования, теории обучения, теории учебника и т. п. На рис. 2 в выделенном квадрате приведена схема, характеризующая место теории школьного учебника в педагогике [5, с. 67].

Чтобы отразить влияние науки на содержание и построение учебника физики в ходе истории становления методики обучения, мы добавили два элемента: философию и физику-науку, а также допустили непосредственное воздействие дидактики на общую теорию учебника. При отсутствии разработанности общих вопросов педагогики влияние частных наук на построение курса физики и учебника имеет относительную самостоятельность, которая и отражена в схеме, при этом мы понимаем учебник физики как свёртку тех элементов МС, которые обособленно представлены на рис. 1. Очевидно, что если учебник представляет собой в определённом смысле модель методической системы, то он моделирует и соответствующий учебный предмет, причём мы полагаем, что становлению учебного предмета в истории педагогики предшествует формирование некоторой частной МС, в смысле методической системы, представленной на рис. 2.

По М.Н. Скаткину [4], учебный предмет включает содержание, отражающее основные элементы социального опыта на предметном содержании данной отрасли деятельности, основы отрасли деятельности, отражаемой учебным предметом в соответствии с его функциями в общем образовании, и обусловленное: 1) логикой развертывания изложения основ отрасли деятельности и их усвоения; 2) методами обучения; 3) коммуникативной деятельностью в процессе обучения; 4) специфическим учебным материалом данной отрасли деятельности, пригодным для воспитательных целей.

При этом учебный материал - это конкретная реализация учебного предмета в учебниках, дидактических пособиях для учеников, методических пособиях для учителей. Структура содержания учебного материала, в узком смысле, – определённая взаимосвязь, взаиморасположение составных частей, строение учебного материала.

История становления учебника физики. Относительно самостоятельная роль физики-науки на начальном этапе становления учебника физики , учебного предмета и методики обучения физике проявляется в том, что факторы 1), 2) и 4), обуславливающие содержание, структуру, логические связи, понятийный аппарат и т. п. учебника и учебного предмета , определяются тем пониманием, кото-

Таблица 1

Характеристика учебников физики первой половины XVIII – середины XIX веков

Физика – часть философии	Физика – самостоятельный предмет
S а К S & О cd X	Физика рассуждений	Физика опытов	Физика явлений	Общая и частная физика	Физика весомых и невесомых
W § & m	Конец XVII – начало XVIII века	Первая половина XVIII века	Вторая половина XVIII – начало XIX века	Первая треть XIX века	Первая половина – середина XIX века
в § К	1.    Лекции бр. Ли-худов в Славяно-греко-латинской академии 2.    Лекции Ф. Прокоповича «Натурфилософия або физика»	1. Г.-В. Крафт «Краткое описание главнейших физических опытов для пользы слушателей» (лат.) 2. Х. Вольф, пер. М.В. Ломоносова, «Вольфианская экспериментальная физика»	1.И.-П. Эберхард, «Первые основания естественной науки или физики» 2. И.Я. Эберт, «Краткое руководство к физике» 3. П.И. Гиларов-ский «Руководство к физике» 4. П.И. Страхов «Краткое начертание физики»	1. Г.-Ф. Шрадер «Начальные основания физики» 2. А.И. Двигуб-ский «Физика» 3. Н.П. Щеглов «Основания общей физики», «Основания частной физики»	1. А.И. Стойкович «Система физики» 2. Н.Т. Щеглов «Начальные основания физики» 3. Э.Х. Ленц «Руководство к физике» (для гимназий) 4. В. Маринкович «Начеле физики» (сербск.)

рое господствует или господствовало в недавнем прошлом в самой науке. Проиллюстрируем это утверждение упрощённой схемой изменения структуры содержания учебного материала в учебниках физики, начиная с конца XVII века (табл. 1).

На рубеже XVII–XVIII веков физика в России читается ещё в рамках философских, хотя подчас и отдельных, курсов в духовных академиях: Славяно-греко-латинской и Киево-могилянской; именно из этих лекций россияне узнают имена Аристотеля, Кампанеллы, Галилея и Коперника. Эти лекции ещё имеют мало общего с той опытной физикой, которая зародилась в трудах Л. да Винчи и Г. Галилея, а потом продолжилась работами исследователей XVII столетия: Е. Торричелли, Б. Паскаля, О. фон Герике и других, чьи опыты до сих пор входят в школьные курсы физики. Прообразом нового самостоятельного курса физики и учебника можно считать книгу Ф. Хоксби (Гауксби) «Физико-механические эксперименты», вышедшую в 1709 г., от неё учебники Г.В. Крафта и Х. Вольфа по структуре содержания отличаются тем, что эксперименты ⁴

в них подобраны последовательно тематически, а сами учебники предваряются небольшим общим введением. В последние десятилетия XVIII века в учебниках всё большую весомость и объём приобретают главы, описывающие общие свойства тел. Вместе с тем многие главы учебников и по названию, и по содержанию отличаются от «книг экспериментов». Сравните их названия: «Опыты по гидравлике» и «Опыты с огнём, светом, теплом и холодом» – в учебнике Крафта и с аналогичными – в учебнике Эберта «О равновесии жидких тел», «О воздухе» (упругость воздуха, тяжесть воздуха, особливые свойства воздуха, о звуке, о согласии в музыке), «О свете» (отражение лучей, преломление лучей, цвета райка), «О теплоте и стуже» (расширение тел от огня, естество огня). Можно сказать, что в более позднем учебнике (Эберта) описываются уже не сами опыты, а даётся всестороннее описание явления. Названия: воздух, свет, тепло понимаются как воздушные, световые и тепловые явления, но такие формулировки ещё в будущем, а пока названия глав носят субстанциональный характер, т. е. свойства газов и жидкостей, а также теплоты атрибутируются свойствами конкретных тел. В науке область применения субстанциональных представлений к середине XIX века со- кращается, между тем в учебниках Стойковича (1810-е гг.) и Ленца (1830–1840-е гг.) курс физики только-только разделяется на две части: физика весомых и физика невесомых (эфирных) материй; по сути, это разделение сохраняется в учебнике Ленца вплоть до 1860-х гг. Вместе с тем в эти же годы круг физических явлений, охватывающих прежде всего механику – статику, динамику, гидравлику, - получает название общей физики; авторы полагают, что свойства тел, изучаемые в этом разделе, суть общие, а тепловые, световые, электрические и т. п. – частные.

Рассмотренные выше структуры содержания учебников физики, а значит – соответствующее построение учебного материала, понятийного аппарата и т. п., во второй половине XIX века постепенно сходят на нет; так, в первых изданиях учебника физики К.Д. Крае-вича (1866 г.) остаётся деление на две части, как и в учебнике Ленца, а также сохраняется название одной из глав «Теплород», но такое подразделение учебного материала уже не несёт прежней смысловой нагрузки.

Сохранение в учебниках физики устаревающих в науке представлений – это как раз пример саморефлексии физики-науки в лице её учёных, каковым бесспорно был Э.Х. Ленц, в рамках этой рефлексии прежние теории и конструкции видятся более наглядными и доступными для обучения, и в этом есть свой определённый смысл. Заметим, что основы методики обучения физике как основы науки формируются лишь к концу XIX века. В логике вышеприведённых соображений становится понятным, почему лишь в 1890-е гг. трудами физиков О.Д. Хвольсона, Н.А. Умова и др. в рамках методики физики оформляется представление о, если угодно, стержневой роли механики при изучении физики. Это пример того, когда впервые в рамках зарождающихся институтов методики физики обсуждаются строение курса физики, программы физики, основополагающие частнометодические принципы построения учебников физики.

Понимание роли механики при изучении физики в средней школе закрепилось к середине ХХ века повсеместно. В.Ф. Юськович привёл в публикации 1946 г. [14] мнения учителей США о порядке прохождения тем при изучении физики в течение первоначального двухгодичного курса. Порядок прохождения тем и их удельный вес в курсе физики естественно корреспондируется с порядком прохождения и объёмом глав, занимаемым в учебнике.

Сравним данные из оригинальной американской работы [15] о структуре содержания учебника физики со структурой учебника физики Г.И. Фалеева и А.В. Пёрышкина. Введём следующие обозначения: М – механика, Т – теплота, А – акустика, Э – электричество и магнетизм, О – оптика, СФ – современная физика, ИФ – история физики, И – представления погрешности измерений; в квадратные скобки, [], заключим основное содержания курса. Результаты опроса учителей США можно интерпретировать следующим образом, табл. 2.

Какие тенденции видны в понимании учителей физики США? Большинство из них полагают, что курс должен начинаться с механики , затем следует в начале курса физики сообщить учащимся сведения об измерениях и их ошибках; вопросы современной физики, по мнению большинства, могут не входить отдельным пунктом при начальном изучении физики. Эта картина в целом согласуется с порядком прохождения тем в учебнике физики для 6–7-х классов неполной средней школы, при изучении тепловых явлений вопросы истории физики [12] должны быть включены в содержание курса, причём, по мнению многих, отдельной главой, написанной Г.И. Фалеевым и А.В. Пёрышкиным (1935 г.), см. табл. 2. Конечно, имеются и нюансы, так, в советском учебнике в тему «Элементы механики» были включены и свойства твёрдых тел, газов и жидкостей, рассмотренные феноменологически. Тем не менее очевидно, что структура содержания курса физики в учебниках – порядок прохождения тем, их связи между собой, относительный объём времени, затрачиваемый на освоение, – всё это является характерным для конкретного исторического промежутка времени.

Это большое отступление в разговоре об общеметодических принципах построения учебника физики обозначает одну вполне определённую проблему. Эмпирически сложившийся учебник физики, а именно таковым он видится к середине XX века, включает в явном или неявном виде элементы, указанные нами в схеме, приведённой на рис. 1. Но эти элементы, по нашему мнению, сложились и

Таблица 2

Структура курса физики. I концентр

	Порядок прохождения тем	%
Согласно опросам учителей США	Основной курс , относительное время в % (М –25,Т –13,Э –23,А –7, О –14, СФ –5 %*)
	М → Т → А → Э → О	25
	М → Т → А → О → Э → СФ	23
	М → Т → Э → А → О → СФ	18
	М → А → Т → Э → О	16
	другой порядок	18
	ИФ следует включить (41 % – за)
	[] → ИФ	43
	ИФ → []	27
	в другом месте или распределено по главам	30
	Представления о погрешности измерений следует включить (46 % - за)
	[] → И	5
	И → []	62
	где-то в другом месте	33
Учебник физики для 6–7-х классов Г.И. Фалеева и А.В. Пёрышкина	Основной курс
	М → Т → А → Э → О
	История физики и основной курс
	ИФ по всему курсу
	Основной курс и измерения
	И → []

* Сумма явно меньше 100 %, вероятно, часть материала учебника предназначалась для повторения вопросов истории физики, производства измерений.

складывались за два века истории учебника физики в России в большей степени под влиянием физики-науки, как её саморефлек-сия под влиянием социального запроса общества, при этом философские и дидактические представления своего времени подключались к этой работе опосредованно.

В педагогической литературе хорошо разработана фактология истории методики физики [13], ранее нами рассмотрено развитие методики физики и, прежде всего, методов обучения сквозь призму становления её институтов [2], однако формирование (и эволюция) структуры и отбор содержания курса физики как отражение развития физики-науки и соответствующего времени социального запроса (заказа) общества, по нашему мнению, остаётся малоисследованной областью. Более того, это представляется особенно важным, если понимать, что учебник есть модель методической системы обучения даже в том случае, если МС сложилась на эмпирической основе.

Дидактические функции учебника. Дидактика конца ХХ века определяет виды учебной литературы, объединяемые понятием «учебник», а также исследует его дидактиче ские функции (табл. 3) и те принципы, которым должно отвечать содержание.

По В. Оконю можно выcтроить следующую типологию ⁵ : учебники (универсальные и систематические ⁶ ), сборники задач и упражнений (включая сборники лабораторных работ), книги для дополнительного чтения (включая хрестоматии ) [9, с. 317-318], справочная литература , рабочие тетради , распространённые сегодня, и рабочие книги , известные с 1920-х гг. Д.Д. Зуев, дополнив перечисленные типы книг книгами методического сопровождения, вводит понятие учебнометодического комплекса [5, с. 287]. Однако следует отметить, что большинство типов учебной литературы вышли исторически из единого учебника , они могут быть включены в него как структурные части или разделы, поэтому мы согласны с широкой трактовкой понятия учебник , предложенной в [9, c. 317–318].

Таблица 3

Дидактические функции учебника

По В. Оконю [9]	По Д.Д. Зуеву [5]
Информационно-познавательная	Информационная – фиксация предметного содержания образования и видов деятельности
	Трансформационна я – переработка и преобразование научно-технических, мировоззренческих и т. п. знаний с учётом принципа доступности
	Систематизирующая – обеспечение строгой последовательности изложения материала
	Закрепление и самоконтроль
	Координирующая – обеспечение наиболее эффективного использования средств обучения
Исследовательская (реализуется через побуждение учащихся к самостоятельному решению проблем и введение их в курс самостоятельных исследований)	Самообразование – формирование у учащихся желания и умения самостоятельно добывать знания
Практическая (вовлечение учащихся в познание действительности)
	Интегрирующая – помощь в отборе и усвоении знаний как единого целого
Самообразовательная (работа с учебником является путём к дальнейшему самообразованию учащегося)
	Развивающе-воспитательная

Анализ табл. 3, свидетельствует о параллелизме в понимании функций учебника в работах разных авторов, который отражает тем самым объективно складывающееся понимание функций учебника. Дидактические функции учебника, находящие отражение в учебнике физики, складывались исторически. Представляется, что первоначально функции, которые выполнял учебник, сводились в основном к информационно-познавательной и практической функциям . Далеко не всегда и не сразу авторам удавалось транслировать научное знание на уровень, доступный пониманию учащегося ⁷ . Необходимым условием становления систематизирующей и информационной функций учебника являются связность и разработанность содержания самой науки, до известной степени это относится и к интегрирующей функции.

Исследовательская функция и функция самообразования как некоторый посыл к методике обучения появляются достаточно поздно и реализуются в учебниках физики в конце XIX – начале ХХ веков. Импульсом к этой работе послужила не разработка вопроса в дидактике и педагогике, но энергичное обращение известных учёных Европы и России первоначально к высшей, а затем и средней школе, которое нашло отклик в зарождавшихся институтах методики физики. Как результат этой работы в 1885 г. выходит книга известного педагога Я.И. Ковальского «Сборник первоначальных опытов…» [7]. По мнению автора, это ни в коей мере не учебник, но «собрание только таких опытов, которые более или менее доступны пониманию детей (в возрасте от 10 до 14 лет)» [7, c. 2]. Тем не менее, книга Ковальского позиционировалась физиками-методистами как учебник по элементарной физике8 [11, с. 90], эта книга «провоцирует» ученика на самостоятельное проведение опытов. По ней и по более поздним книгам К.В. Дубровского и Н.С. Дрентельна можно судить о становлении самих практических методов обучения как по решебникам и задачникам о развитии задачного метода обучения.

Заключение. Таким образом, мы полагаем, что:

• •    учебник со своей структурой и дидак-

• тическими функциями есть модель методической системы в рассматриваемой предметной области;

• •    предпринимаемая научно-методическая работа заключается в исследовании становления и развития методики обучения физике в России как теории и практики через изучение оформления содержания и его структуры, а также функций учебника;

• •    учебник, в широком понимании этого термина, есть, в известной степени, специфическое отражение состояния науки (её фактологической базы, теории и моделей, логики построения и методов исследования) и результат её саморефлексии, вместе с тем учебник, как и любой педагогический продукт, есть отражение социального запроса (заказа) общества;

• •    разработка специального учебного курса, а затем и изучение истории методики физики в рамках спецсеминаров для магистрантов и аспирантов, ориентированных в будущем на научно-методическую работу, позволит им увидеть разработку научных идей и их развитие во времени, проследить в целом картину постепенного возникновения методики физики в части содержания учебного предмета, методов и средств обучения.

Уточним последнее положение. Мы предполагаем выстроить учебную монографию, давая последовательно для каждой эпохи обзор состояния науки , акцентируя внимание на социальном запросе общества в области техники и промышленности, рассматривая и анализируя подробно ряд учебников, ориентированных преимущественно на среднюю школу, предлагая студентам задания, построенные на оригинальных фрагментах учебников, как это осуществлено в нашей монографии. Монография предполагает охватывать период времени от конца XVII до первой четверти ХХ веков.