Третий, завершающий этап обучения техническому конструированию и моделированию полностью посвящен инициативной работе студентов, связанной и с эскизным проектированием, и с изготовлением конструкций или моделей. На этом этапе от студентов требуется проявить творчество, начиная с момента постановки задачи и кончая изготовлением эскизного образца изделия.
Для того чтобы изучаемая дисциплина была непосредственно связана с будущей преподавательской профессией студентов физиков и интересна школьникам. С этой целью данный курс ориентируется на разработку и изготовление новых лекционных демонстраций, лабораторных работ и интересных физико-технических конструкций и моделей.
Опыт работы Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского по такому плану, направленному на развитие творческой инициативы, показывает, что у студентов, прошедших этот курс, укрепляются знания по физике, растет уверенность при выполнении самостоятельных конструкторских работ, повышается заинтересованность в своей будущей профессиональной деятельности [5].
Одним из средств приобщения учащихся к исторической культуре является преподавание уроков физики. Изучение биографий ученых, их творческой деятельности, жизненных принципов вызывает большой интерес у учащихся, стимулирует их поведение и деятельность.
Немало впечатлений может дать и дает деятельность учения. В физике, например, нередко говорят: “Красивое, изящное решение или доказательство”, понимая под этим его простоту, в основе которой лежит высшая целесообразность, гармония. Оно призвано развивать у школьников художественное мышление, творческое воображение, зрительную память, пространственные представления.
Роль историзма в обучении физики в настоящее время объективно возрастает. Главная трудность в преподавании истории физики заключается в диспропорциях между ее огромным материалом и количеством часов, отводимых на изучении этого предмета. Если говорить обо всем и понемногу, то существует опасность сбиться на простое перечисление имен и открытий. Историю физики нельзя сводить к обычному справочнику [19].
Историю физики следует воспринимать как синтез естественно научного и гуманитарного подходов к изучению природы и общества. Если первый из них характеризуется точностью, обоснованностью, логическими связями частей, то второй подход привносит в историю физики сильное эмоциональное воздействие, ощущение сопричастности к происходящим событиям, характерные для всей области исторической науки. Именно поэтому изучение истории физики можно рассматривать как одно из главных направлений гуманитаризации естественно - научного образования. Для большинства точных наук изучение истории является наилучшим способом реализовать их гуманизацию.
Учителя-педагоги обращаются к истории физики, когда хотят «оживить» урок, сделать его интересным. Однако подчас «интересность» истории физики видят в исторических курьезах и легендах, в забавных и любопытных сведениях об отдельных ученых и внешне эффектных исторических эпизодах. Спору нет, включение в урок такого рода сведений может быть и полезным.
Таким образом, можем сказать, что историзм в преподавании физики - это
· одно из важных средств развития у школьников интереса к науке;
· одно из средств формирования научного мировоззрения учащихся в процессе преподавания физики;
· одно из средств нравственного и общественно-политического воспитания учащихся;
Все это способствует повышению качества знаний учащихся, характеризуя основные функции преподавания физики.
Особое место среди форм использования историзма принадлежит биографиям ученых, которые могут быть даны либо в достаточно полном изложении, либо в виде отдельных фрагментарных сведений.
Исходя из выше изложенного, можно выделить следующие формы использования историзма в обучении физики:
1) вводные исторические обзоры, выступающие как средство обоснования новых знаний;
2) заключительные исторические обзоры, выступающие как средство систематизации и обобщения знаний;
3) описания истории отдельных открытий, фундаментальных опытов, являющихся средством обоснования знаний;
4) полные биографии ученых и фрагментарные биографические сведения, служащие целям формирования личности ученика;
5) задачи с историческим содержанием.
Важной методической задачей является определение содержания и формы изложения биографических сведений об ученых как специфического учебного материала.
В развитии методики преподавания физики в школе и в педвузах важное значение имеет не только большая по объему работа учителей и методистов по практической реализации идеала обучения этому предмету, но и советы, рекомендации, критические замечания со стороны ведущих ученых физиков. Как для учителей, так и учеников, представляют интерес высказывания ученых разных стран и эпох о преподавании физики. Учителя и практики смогут из этих высказываний выделить ценное, найти авторитетное подтверждение каким-то своим убеждениям, в чем-то критически осмыслить прочитанное и на основе собственного опыта преподавания конкретизировать его с соответствующими поправками на свое время и условия обучения [41].
Таким образом, введение в учебный процесс исторического материала способствует более глубокому понимания эстетики творческого труда исследователя, позволяет молодежи оценить свою учебу с эстетической точки зрения, рождает творческое отношение к процессу познания. Знакомя учащихся пусть даже с отдельными фактами из истории физики, с жизнедеятельностью выдающихся ученых, можно не только показать красоту самого процесса тайн природы, но и богатство духовного мира людей, преданных науки. Знание жизни известных исследователей возвышает чувства подростка и заставляет его более осмысленно посмотреть на свою работу.
Для того чтобы ученик усвоил новые знания, необходимо, чтобы он, прежде всего, проверил в их истинность, а для этого учитель должен обосновать новые сведения, убедить школьников в факте существования того или иного явления. В справедливости той или иной идеи. Обоснование новых знаний – очень важный элемент обучения. Отсутствие или неубедительность обоснования новых знаний порождает у школьников элементы догматического стиля мышления. Легковерия, привычку не вдумываться в те основания, на которых зиждется то или иное утверждение, убивает пытливость мысли, здоровый скептицизм.
В силу особенностей восприятия учащихся наиболее убедительный путь обоснований физических понятий и идей для них – экспериментальный способ нового знания, при котором новый факт или идея явление электромагнитной индукции.
Вторым способом обоснования нового знания в процессе обучения является математический вывод соотношения или закона, который будет убеждать учащихся в мощи теоретического мышления и, в частности, в предсказательной силе математического аппарата. Так, например. Обосновывается основное уравнение кинетического теории газа.
Когда нельзя воспользоваться математическим аппаратом или экспериментом для вывода нового, тогда теоретическое обоснование нового знания осуществляется путем логических рассуждений. Так, например, необходимость холодильника как важнейшей части тепловой машины выводится путем качественных логических рассуждений.
Но в ряде случаев невозможно воспользоваться ни одним из этих способов обоснований новых знаний. Так, ни экспериментальный, ни теоретический способы обоснования идеи существования электрического пол неприемлемы в начале изучения электричества. В этом случае остается один путь – рассказать учащимся о том, как в истории науки формировалась и утверждалась концепции близкодействия, то есть воспользоваться историческим способом обоснования.
Следовательно, можно выделить четыре способа обоснования физических идей в преподавании физики: экспериментальный, математический, логический и исторический.
К историческому способу обоснования новых знаний прибегают в тех случаях, когда ни один из других способов неприемлемы, как, например, при раскрытии идеи существовании поля. С аналогичной ситуацией можно сталкиваются при изучении исходных постулатов теории относительности, выдвижении которых становится для учащихся оправданным с самого начала, если рассказать им о предыстории теории относительности. Исторический способ обоснования фундаментальных физических идей осуществляется на уроке в форме исторического обзора развития взглядов по изучаемой проблеме. Этот обзор проводится учителем в форме лекции или рассказа. Цель такого обзора – раскрыть, на каких основаниях возникла данная идее, и показать учащимся, что она является итогом длительного развития науки.
Довольно часто исторический способ обоснования новых знаний используется не для раскрытия фундаментальной физической проблемы, а для того, чтобы познакомить учащихся с новыми фактами и явлениями, не воспроизводимыми экспериментально в школьных условиях. В таких случаях исторический способ обоснования также единственно возможный. Так, знакомя учащихся с открытием рентгеновских лучей, радиоактивности, нейтрона, учителя вынуждены воспроизводить историю этих открытий. Формой изложения такого материала является рассказ учителя.
В ряде случаев исторический способ не является единственно возможным, и учитель должен решать, какому из способов отдать предпочтение. Так, факт существования давления света можно обосновать, рассказав об опытах П.Н. Лебедева, а можно вывести его путем логических рассуждений, опирающихся на представления учеников об электромагнитной волне и ее действии на проводящий материал.