Методологические и дидактические аспекты формирования понятия поля в курсе физики технического вуза (стр. 2 из 4)
Реализация структурно-логических схем в соответствии с анализом понятий, а также рассмотрение понятий в процессе эволюции физического знания, устанавливают логику взаимосвязей между понятиями в концептуальной системе и систематизируют материал. При этом знания формируются не как набор разрозненных сведений, а как цельная система. Такой подход также помогает осуществлению взаимосвязи изучаемого материала с ранее изученным.
Таким образом, одним из способов систематизации и обобщения знаний является составление систематизирующих схем. Цель данных схем - свести знания в целостную систему при рассмотрении таких понятий, как материя, прерывность и непрерывность, взаимодействие.
Рассмотрение физических понятий и их философское обобщение, то есть обращение к философским категориям (переход от конкретного к абстрактному) в процессе обучения продолжает формирование теоретического, индуктивно-дедуктивного мышления.
Структурно-логическая схема развертки структуры материи (рис.1) рассматривается при изучении темы «Элементарные частицы и их классификация». Раскрывается структура материи
на макро- и микроуровне, показывается, что структурными элементами как поля , так и вещества , являются элементарные частицы. При изучении темы «Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества » анализируются понятия прерывности и непрерывности. Структурно-логическая схема эволюции представлений о прерывности и непрерывности (рис.2) отражает представления классической и квантовой теории.Рассматривая ядерные силы и обменный характер взаимодействия, также используем систематизирующую схему эволюции понятия взаимодействия (рис.3), согласно которой определяется понятие взаимодействия в классической
механике (МКМ), электродинамике (ЭДКМ) и квантовой теории (КПКМ).Структурно-логические схемы, рассматриваемые в процессе формирования понятия поля, используются с целью:
для раскрытия содержания и объема понятия поля;
для проведения ретроспективного анализа;
обобщения и систематизации знаний.
В процессе усвоения понятий структурно-логические схемы выступают в качестве наглядного способа компактного представления, изображения знания. Использование этих схем выступает и как средство активизации психических функций учащихся, в первую очередь мышления, кроме того, облегчает понимание изучаемого материала. В схемах абстрактно-логическая информация переведена в зрительный образ, так, чтобы этот образ способствовал переводу его в развернутую словесно-логическую форму. Данные схемы – средство теоретического мышления. Они предполагают обобщение явлений, помогают раскрывать научные понятия, подводят учащихся к пониманию понятий и закономерностей, сущность которых преподаватель раскрывает словесно-логическим способом.
Гносеологическая роль абстрактной наглядности иная, чем конкретной. Делая знание легко обозримым, быстро схватываемым, она убыстряет мышление человека. Вместо длинной цепи рассуждений и умозаключений, сопровождаемых развернутыми предложениями, в мышлении используются сокращенные обороты, состоящие из пространственно легко представляемых знаково-символических обозначений, слов или групп слов.
Упорядочение учебного материала при анализе понятий, прерывность и непрерывность, материя, взаимодействие с одной стороны раскрывает содержание понятия поля, а с другой является способом систематизации и обобщения знания. При изложении материала согласно схеме проводится ретроспективный анализ
Рассмотрение в заключение изучения курса физики этапов эволюции понятия физического поля и взаимодействия на основе структурно-логической схемы эволюции понятия физического поля также преследует цель обобщения и систематизации знаний.
Литература
Ефименко В.Ф. Физическая картина мира и мировоззрение. - Владивосток: Изд-во ДВГУ,1997. - 160с.
Степин В.С., Кузнецова Л.Ф. Научная картина мира в культуре техногенной цивилизации. – М.: Российская академия наук,1994. – 274с.
Готт В.С. Философские вопросы современной физики. -М.: Высш.школа,1988. - 343с.
Вещество
Изучение химии в 8-м классе средней школы начинается с введения понятия «вещество». К сожалению, это понятие не всегда раскрывается в школьных учебниках надлежащим образом. Вещество
и поле как виды непрерывно и вечно движущейся материи имеют точные характеристики, понятные специалистам. Веществом называют вид материи , обладающий массой покоя (m0 ¹ 0). В такой формулировке для восьмиклассника может оказаться непонятным слово «
материя » и словосочетание «масса покоя». Приведем сокращенный вариант определения: веществом называют все, что обладает массой. Возможно и такое определение: веществом называют все, что слагается из протонов, нейтронов и электронов, масса которых довольно точно измерена.Добавим, что для рассмотрения химических превращений достаточно знания трех из многих элементарных частиц. Протон, электрон, нейтрон – строительный материал вещества любой степени сложности. На вопрос: является ли протон (нейтрон, электрон) веществом? – ответ ученика должен быть положительным. Да, протон – это вещество потому, что обладает массой. И отдельный атом – вещество, и отдельная молекула – вещество. Кристалл, жидкость, газ, тоже вещество. Планеты, галактики, метагалактика – вещество. Все перечисленное объединяет одно общее для них свойство – масса.
Рассмотрим понятие «вещество» с позиций системного анализа. Наш мир – это иерархическая система систем [1]. Мироздание существует в виде систем разной степени сложности. Ничего не существует вне систем. Одно из определений системы гласит: система – это совокупность взаимосвязанных частей, выделенных из окружающей среды и выступающих по отношению к ней как целое.
Для понимания смысла слова «система» нет необходимости знать определение. Мы на каждом шагу сталкиваемся с множеством естественных и искусственных систем. Автомобиль, велосипед, самолет, человек, солнечная система, растение состоят из частей. Любая из систем ограничена в пространстве и составляет некое целое.
На основании собственного опыта и с помощью учителя школьники способны выделить признаки системы (часть, целое, взаимосвязь) и выстроить иерархию систем. Для этого им надо сообщить, что иерархия представляет некоторый ряд, в котором каждый новый член ряда главенствует над предыдущим. Достаточно, например, предложить построить последовательный, все усложняющийся ряд, начинающийся с буквы. Они назовут его хотя бы в такой последовательности: буква–слог–слово–предложение–текст.
При построении иерархического ряда используется принцип системного анализа – принцип иерархичности: система состоит из частей, но сама является частью большей системы. Воспользуемся этим принципом для построения одного из возможных иерархических уровней организации вещества (схема).
Предлагая ученикам такую иерархию систем, не сосредоточиваем внимание на структуре ни одной из них. Она нужна, чтобы определить место химии среди естественных наук, точнее определить предмет ее интересов как науки. Предметом изучения химии являются атомы, молекулы и превращения множества взаимосвязанных атомов и молекул, представляющих твердое, жидкое и газообразное состояние вещества [2].
Подразумевается, что школьники имеют некоторое представление о микро- и макросистемах. Несколько слов об этом можно сказать и показать на схеме границу, разделяющую микро- и макросистемы. Элементарные частицы, а также отдельный атом и отдельная молекула – это микросистемы. Газ, жидкость, твердое тело, плазма и все, что составлено из них, представляет собой макросистемы.