3. Основные этапы формирования знаний школьников о методологической идее единства физической картины мира (на примере темы/раздела, программы/учебника «…» школьного курса физики по выбору студента).
Физическая картина мира как предмет изучения в школьном курсе физики
Идеальную модель природы, включающую в себя общие понятия, принципы, гипотезы физики и характеризующую onределенпый этап ее развития, называют физической картиной мира (ФКМ).
Важнейшими компонентами понятийной структуры ФКМ являются: исходные философские идеи и представления о материи, пространстве и времени, движении и взаимодействии; физические теории с присущими каждой из них характеристиками (система основополагающих постулатов и принципов, понятийный аппарат, эмпирический базис и т.д.), а также система фундаментальных физических идей и принципов, выражающих взаимосвязи между физическими теориям).
В истории физики существовали три физические картины мира: механическая (МКМ), электродинамическая (ЭДКМ), квантово-полевая (КПКМ). Каждая из них характеризуется определенными представлениями о материи, пространстве и времени, движении и взаимодействии; в каждую из них входит определенная система теорий и законов. Смена картин мира - качественное, коренное изменение этих представлений.
Характеристика физических картин мира, их становление и эволюция рассмотрены подробно в философской и методической литературе. В систематизированном виде эти сведения приведены в таблице 10.
Из таблицы видно, как изменялись представления о материи и движении, пространстве и времени, взаимодействии по мере развития физической науки. При этом картины мира оказываются связанными между собой принципом соответствия: в настоящее время существует современная квантово-полевая картина мира, а механическая и электродинамическая картины входят в нее как частные предельные случаи, содержащие законы и теории, описывающие определенный круг физических явлени.
Одним из структурных элементов ФКМ является физическая теория. Любое знание по своей природе системно, т.е. состоит из определенных элементов, связано с другими элементами знания, способно развиваться и т.д Наивысшее выражение эта система находит в физической теории. Отличительным признаком физической теории является замкнутость систем понятий, исчерпывающе описывающих определенный круг явлении. Каждая теория имеет специфические исходные понятия, определения, аксиомы, математический аппарат и идеи, связанные с интерпретацией теории.
Существуют разные классификации физических теорий; одной из общепринятых является классификация В.Гейзенберга, который выделил четыре большие системы понятий и аксиом, уже нашедшие к тому времени свою окончательную форму: механика Ньютона, включая небесную механику; статистическая механика; электродинамика, включая волновую оптику и специальную теорию относительности; квантовая теория'. Эти системы понятий и аксиом в дальнейшем стали называть теоретическими направлениями или фундаментальными физическими теориями. Данная классификация проведена в соответствии с формами движения материи и учитывает динамику развития физической науки, в частности эволюцию ФКМ.
Иной подход к классификации физических теорий принят известным философом и физиком, автором школьных учебников Г.Я.Мякишевым. Полагая, что одномерная классификация, т.е. классификация теорий по формам движения материи, не может вместить в себя все богатство и разнообразие физических теорий и их взаимосвязей, он проводит классификацию по двум признакам: формам движения материи и уровням глубины познания окружающего мира. В соответствии с этим выделяются теории макроскопических систем и теории микроскопических объектов. Теории процессов в макросистемах делятся на макроскопические (феноменологические) и микроскопические.
В число этих теорий входят как динамические, так и статистические теории, между которыми могут быть установлены связи.
Помимо фундаментальных существуют теории, обладающие меньшей степенью общности, так называемые частные теории или частные теоретические схемы, которые являются в историческом аспекте основой создания фундаментальных теории. Так, классическая механика создавалась как обобщение частных теорий свободного падения, колебаний маятника, движений по наклонной плоскости. В современной физике до создания квантовой механики различные аспекты квантовомеханических процессов описывались и объяснялись с помощью таких частных теоретических схем, как боровская модель атома, теория фотоэффекта, теория излучения абсолютно черного тела и др. При построении фундаментальной теории частные теории включаются в ее состав в качестве компонентов ее содержания. При этом частные теории сохраняют свою значимость в области явлений, для объяснения которых они были созданы. И фундаментальные, и частные теории имеют одинаковую структуру, которая включает основание, ядро, следствия и интерпретацию. В основание теории входят эмпирический базис, т.е. экспериментальные факты, которые послужили отправной точкой развития теории; модель, т.е. тот идеализированный объект, для которого строится теория; система понятий, включая физические величины и процедуры измерения последних. В ряде случаев в основание входят эмпирически установленные законы, например законы движения.
Таблица II
Основание |
Ядро |
Следствия |
Интерпретация |
Эмпирический базис наблюдения явлений- движение тел, свободное падение тел, колебания маятника и др. Модели: материальная точка, абсолютно твердое тело Система понятий: путь, перемещение, скорость, ускорение, масса, сила, импульс и др. Кине, иатические у равнения движения |
Законы законы Ньютона, движения абсолютно твердого тепа, всемирного тя! о- тспия Законы сохранения- законы сохранения энергии, импульса, момента импульса Постулаты: однородности пространства, изотропности пространства, однородности времени Принципы: дальнодействия, независимости действия сил Постоянные: кавитационная постоянная |
Объяснение различных видов движения Решение прямой и обратной задач механики Применение законов в технике: движение космической техники, самолетов, транспорта и др., работа станков и т.д. Предсказание нового: открытие планеты Плутон |
Границы применимости: макроскопические тела, движущиеся со скоростями, много меньшими скорост и света |
Ядро теории представляет собой законы, описывающие изменение состояния материального объекта, законы сохранения, постулаты и принципы, а также фундаментальные физические постоянные. К следствиям относятся выводное знание, применение законов, входящих в ядро теории, объяснение эмпирических фактов, предсказание нового. К интерпретации относятся истолкование основных понятий и законов, а также осмысление границ применимости теории. В таблице 11 в качестве примера приведена структура классической механики.
Принцип соответствия предполагает, что теории, «...справедливость которых установлена для той или иной предметной области, с появлением новых более общих теорий не устраняются как нечто ложное, но сохраняют свое значение для прежней области как предельная форма и частный случай новых теорий». Принцип соответствия ввел И.Бор при разработке теории атома и установлении связи между движением электронов в атоме и излучением. В дальнейшем он стал исходным при построении квантовой механики. Однако действие принципа сооТвегствия не ограничивается рамками классической и квантовой механики. Так, он связывает классическую и релятивистскую механику, волновую и геометрическую оптику, классическую и квантовые статистики и т.д. Принцип дополнительности также был введен в науку Бором при обсуждении проблем интерпретации квантовой теории. Им дополнительность понималась как дополнительность волновых и корпускулярных представлений, что в пределах квантовой механики является дополнительностью классических понятий и квантового отрицания этих понятий, причем само понятие «дополнительность» означает, что каждый из дополнительных аспектов теряет без другого физический смысл.
Принцип симметрии также понимается как методологический общенаучный принцип познания. Понятие симметрии неразрывно связано с понятиями однородности и неоднородности, изотропности и анизотропности, равномерности и неравномерности, однообразия и разнообразия, порядка и беспорядка, покоя и движения, сохранения и изменения, равенства и неравенства и т.д. С симметрией непосредственно связаны законы сохранения.
Содержание принципа причинности менялось с течением времени. В рамках механической картины мира сложилось представление о динамической причинности, суть которой заключается в существовании однозначных связей между причиной и следствием. В частности, состояние тела во время механического движения однозначно определяется его начальным состоянием и действующими силами.
В реальных процессах всегда происходят случайные флуктуации, которые только при определенных условиях не играют существенной роли. Поэтому случайность свойственна и простым динамическим системам. Таким образом, в современной ФКМ статистические теории и законы наиболее полно отражают реальность. Ниже приведена детализированная схема структуры ФКМ (схема 5).
2. Педагогика как наука, её объект. Категориальный аппарат педагогики. Задачи педагогики в свете федерального закона «Об образовании в Российской федерации».
Являясь одной из наук о человеке, педагогика изучает целенаправленную деятельность по развитию и формированию личности ребенка (человека).
В качестве своего объекта педагогика имеет не индивида, его психику (это объект психологии), а систему педагогических явлений, связанных с его развитием.
Поэтому объектом педагогики выступают те явления действительности, которые обусловливают развитие человеческого индивида в процессе целенаправленной деятельности общества. Эти явления получили название образования.
Предмет педагогики - это образование как реальный целостный педагогический процесс, целенаправленно организуемый в специальных социальных институтах (семье, образовательных и культурно-воспитательных учреждениях). Педагогика в этом случае представляет собой науку, изучающую сущность, закономерности, тенденции и перспективы развития педагогического процесса (образования) как фактора и средства развития человека на протяжении всей его жизни.
Функции педагогической науки.
1. Теоретическая функция педагогики реализуется на трех уровнях:
1) описательный уровень - изучение передового и новаторского педагогического опыта;
2) диагностический - выявление состояния педагогических явлений, успешности или эффективности деятельности педагога и учащихся, установление условий и причин, их обеспечивающих;
3) прогностический - экспериментальные исследования педагогической действительности и построение на их основе моделей преобразования этой действительности.
2. Технологическая функция педагогики реализуется на трех уровнях:
1) проективный, связанный с разработкой соответствующих методических материалов (учебных планов, программ, учебников и учебных пособий, педагогических рекомендаций);
2) преобразовательный, направленный на внедрение достижений педагогической науки в образовательную практику с целью ее совершенствования и реконструкции;
3) рефлексивный, предполагающий оценку влияния результатов научных исследований на практику обучения и воспитания и последующую коррекцию во взаимодействии научной теории и практической деятельности.
ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ ПЕДАГОГИКИ
Основные педагогические понятия, выражающие научные обобщения, принято называть также педагогическими категориями. К основным педагогическим категориям относятся воспитание, обучение, образование. Педагогика широко оперирует также общенаучными категориями — такими, как развитие и формирование.
ВОСПИТАНИЕ — это целенаправленный и организованный процесс формирования личности.
В педагогике понятие «воспитание» употребляется в широком и узком социальном смысле, а также в широком и узком педагогическом значении.
В широком социальном смысле воспитание — это передача накопленного опыта от старших поколений к младшим. Под опытом понимаются известные людям знания, умения, способы мышления, нравственные, этические, правовые нормы — словом, все созданное в процессе исторического развития духовное наследие человечества.
В современном обществе создан и действует комплекс институтов, направляющих свои усилия на воспитание: это семья, СМИ, литература, искусство, трудовые коллективы, органы правопорядка. Поэтому в узком социальном смысле под воспитанием понимается направленное воздействие на человека со стороны общественных институтов с целью формирования у него определенных знаний, взглядов и убеждений, нравственных ценностей, политических ориентации, подготовки к жизни.
При наличии многих воспитательных сил успех воспитания может быть достигнут только путем жесткой координации действий всех причастных к воспитанию социальных институтов. Координаторами воспитательного воздействия в хорошо организованном обществе выступают учебно-воспитательные учреждения, управляемые высококвалифицированными педагогами.
В широком педагогическом смысле воспитание — это специально организованное, целенаправленное и управляемое воздействие коллектива, воспитателей на воспитуемого с целью формирования у него заданных качеств, осуществляемое- в учебно-воспитательных учреждениях и охватывающее весь учебно-воспитательный процесс.
В узком педагогическом смысле воспитание — это процесс и результат воспитательной работы, направленной на решение конкретных воспитательных задач.
ОБУЧЕНИЕ - это специально организованный, целенаправленный и управляемый процесс взаимодействия учителей и учеников.
Основу обучения составляют знания, умения, навыки (ЗУН), выступающие со стороны преподавателя в качестве исходных (базовых) компонентов содержания, а со стороны учеников — в качестве продуктов усвоения.
{Знания — это отражение человеком объективной действительности в форме фактов, представлений, понятий и законов науки; это коллективный опыт человечества, результат познания объективной действительности. Умения — готовность сознательно и самостоятельно выполнять практические и теоретические действия на основе усвоенных знаний, жизненного опыта и приобретенных навыков. Навыки — компоненты практической деятельности, проявляющиеся в автоматизированном выполнении необходимых действий, доведенных до совершенства путем многократного упражнения.}
{Сообщая обучаемым те или иные знания, педагоги всегда придают им необходимую направленность, формируя как бы попутно, а на самом деле весьма обстоятельно важнейшие мировоззренческие, социальные, идеологические, нравственные и многие другие установки. Поэтому обучение имеет воспитывающий характер. Точно так же мы должны признать, что в любом воспитании всегда содержатся элементы обучения. Обучая — воспитываем, воспитывая — обучаем. Области понятий «воспитание» и «обучение» частично перекрываются.}
ОБРАЗОВАНИЕ — результат обучения. Образование — система накопленных в процессе обучения знаний, умений, навыков, способов мышления, которыми овладел обучаемый. Именно система, а не объем (набор) разрозненных сведений.
Получение образования свидетельствует об овладении заданным объемом систематизированных знаний, умений в определенной области и достижении необходимого для выполнения профессиональных действий уровня самостоятельного мышления.
Главные критерии образованности — системность знаний и системность мышления, проявляющиеся в том, что человек способен самостоятельно восстанавливать недостающие звенья в системе знаний с помощью логических рассуждений.
В зависимости от объема полученных знаний и достигнутого уровня самостоятельности мышления различают начальное, среднее и высшее образование. По характеру и направленности образование подразделяется на общее, профессиональное и политехническое.
{Общее образование дает знание основ наук о природе, обществе, человеке, формирует мировоззрение, развивает познавательные способности.
Профессиональное образование вооружает знаниями, умениями и навыками в определенной профессиональной области.
Политехническое образование знакомит с основными принципами современного производства, вооружает навыками обращения с простейшими орудиями труда, которые применяются в повседневной жизни.}
{ФОРМИРОВАНИЕ — процесс становления человека как социального существа под воздействием всех без исключения факторов — экологических, социальных, экономических, идеологических, психологических и т. д. Воспита¬ние — один из важнейших, но не единственный фактор формирования личности. Формирование подразумевает некую законченность человеческой личности, достижение уровня зрелости, устойчивости.
РАЗВИТИЕ — это процесс и результат количественных и качественных изменений в организме человека.
Оно связано с постоянными, непрекращающимися изменениями, переходами из одного состояния в другое, восхождением от простого к сложному, от низшего к высшему. В человеческом развитии проявляется действие универсального философского закона взаимоперехода количественных изменений в качественные и наоборот.}
Задачи пед. в свете РФ «Об образовании»???
1) изучение личности ребенка во всех отношениях с целью развития природных задатков и способностей.
2) научное изучение социально-педагогических факторов влияющих на развитие личности.
3) нахождение инновационных путей, средств, форм и методов воздействия на личности ребенка, на его развитие.
4) разработка современных учебных планов, отвечающих потребностям общества и способствующих развитию каждой личности.
5) совершенствование и разработка новых общеобразовательных программ, способствующих вовлечению учащихся в процесс самообразования, сомовоспитания.
6) совершенствование существующих закономерностей и принципов воспитания и обучения.
7) улучшение процессов воспитания, его организации, контроля. В этих целях необходимо улучшить подготовку пед. кадров, воспитателей.
Т. о. основная задача – это создание условий для активной жизнедеятельности обучающихся. Т.к. образование становится общественно-государственным, то важная роль отводится общественным социальным «институтам» таким, как семья, учреждения доп. образования. Во всей учебно-воспитательной деятельности должны активно принимать участие семья, родители ,а также другие общественные организации.