1) виявити, які помилки були в історичному процесі формування цих понять та ідей;
2) виявити конкретні причини цих помилок в історичному процесі розвитку фізики ( тобто встановити, в чому виявилась недіалектичність мислення, що конкретно перебільшувалось, розумілося однобоко, ігнорувалося, незнання яких питань створювало труднощі пізнання і т. д. );
3) побудувати методику викладання цих питань так, щоб при їх трактуванні були усунені причини, які могли б виникнути в учнів помилки ( тобто усунути ту недіалектичність, однобокість, неповноту знань по даному питанню, які можуть породити помилки).
Такий підхід до вирішення проблеми методики викладання фізики цілком виправданий. Застосування в методиці фізики принципу історизму як метода дослідження дозволяє побудувати таку методику викладання важливих фізичних понять та ідей, за якої можна буде запобігати можливості виникнення в учнів помилкових уявлень, аналогічним тим, що були в історії науки.
Звернення до історії науки може бути корисним для вирішення педагогічних проблем іще в одному відношенні. Багато вчених-фізиків, займаючись вивченням природи, думали про те, як зробити наукові знання надбанням людей, суспільства.
При цьому вони наштовхнулись на педагогічні проблеми і так чи інакше вирішували їх. Звернення до педагогічної спадщини ряду великих фізиків може дати багато корисного кожному викладачу фізики. Загальновідомі думки А.Ф.Йоффе про перспективи реформи фізичної освіти в середній школі. Дуже повчальні слова Луї де Бройля по педагогічним проблемам. Дослідження показують, що мудрим педагогом, який тонко розумів багато аспектів педагогічної діяльності, був і А.Ейнштейн. Його думки і сьогодні свіжі та актуальні і запрошують до роздумів про педагогічні проблеми. Щоб не бути голослівними, можна привести деякі з висловлювань Ейнштейна про педагогічні проблеми, тим більше, що вони мало відомі.
Про цілі освіти: “ В першу чергу школа повинна створювати не майбутніх чиновників, вчених, адвокатів та письменників, а справжніх живих людей.”
Про експеримент: “ красивий експеримент сам по собі часто на багато цінніший, ніж двадцять формул, здобутих в реторті думки...; дітей кормлять означеннями, замість того, щоб показати їм що-небудь зрозуміле.”
Про роль емоцій в навчанні: “ Акт здивування, очевидно, настає тоді, коли сприймання вступає в конфлікт з достатньо встановленим в нас світом понять. В тих випадках, коли конфлікт переживається гостро, він в свою чергу сильно впливає на наш розумовий світ. Розвиток цього розумового світу представляє собою у відомому сенсі подолання почуття здивування – неперервна втеча від “дивовижного”, від “чуда”. Чи не цього не вистачає зараз процесу навчання в школі та вузі?”
Про роль історизму в навчанні: “ Зміст науки можна розуміти та аналізувати, не вдаючись в розгляд індивідуального розвитку її творців. Але при такому однобоко об’єктивному викладі окремі кроки іноді можуть здаватися випадковими вдачами. Розуміння того, як стали можливими і навіть необхідними ці кроки, досягається лише, якщо прослідкувати за розумовим розвитком особистостей, які сприяли виявленню напрямку цих кроків.”
Таким чином історія фізики є не лише складовою частиною змісту шкільного курсу фізики, що дозволяє вирішувати багато завдань освіти і виховання, але і важливим джерелом педагогічних ідей, які дають можливість удосконалювати методи викладання і збагачувати методику новими підходами та рішеннями.
Однак визнання важливості історизму ще не визначає, в якій мірі історизм повинен увійти в шкільний курс фізики. Безперечно в курс потрібно включати ті питання історії, які в найбільшій мірі допомагають вирішенню завдань, які постають перед навчанням фізики. Звичайно, питання історії, що включаються в курс фізики, повинні бути тісно пов’язані з навчальною програмою і доступні школярам. Але ці положення не дають жорстких критеріїв для відбору історичних відомостей. Перш за все з багатої скарбниці історії фізики потрібно вибрати те, що є визначаючим в розвитку фізики з точки зору її сучасного стану. Проблематика ж сучасної фізики пов’язана з рядом фундаментальних фізичних принципів та ідей, до яких відносяться такі, як ідея збереження, відносності, єдності перервності та неперервності, елементарності, необоротності, симетрії і ін. Актуальність саме цих проблем для фізики наших днів не викликає сумніву. До того ж багато з цих ідей по суті є методологічними принципами. Звертаючись до історії фізики, можна побачити, що ці фундаментальні ідеї виражали головні напрями розвитку фізичної думки протягом всього існування фізичної науки, і історичний процес її розвитку можна представити як процес становлення і розвитку цих фундаментальних фізичних ідей. Тому якщо ми хочемо представити історію фізики в шкільному курсі головними питаннями, а не другорядними фактами і подіями, то історичний матеріал, який включається в зміст шкільного курсу, повинен перш за все показати еволюцію фундаментальних фізичних ідей. Деякі з цих ідей виходять за рамки шкільної програми. Про них, звичайно, можна говорити на факультативах, засіданнях фізичного гуртка, в класах з поглибленим вивченням фізики.
Отже, основний історичний матеріал, що заслуговує в першу чергу на внесення в шкільний курс, - це ті питання історії, які забезпечують розкриття еволюції найважливіших ідей історії фізичної науки.
Звичайно, такий критерій відбору, що по суті є методологічним, повинен поєднуватися з вказаними раніше педагогічними критеріями. Це означає, що матеріал історії фізики, повинен бути пропущеним через своєрідний “педагогічний сепаратор”. В результаті з нього відбирається не лише найсуттєвіше з точки зору розвитку фізики і її сучасного стану, але і найкорисніше в освітньому і виховному відношенні, найпереконливіше та зрозуміле для учнів. А це, зокрема, означає, що в історичному матеріалі в першу чергу виділяється те, що показує, якою була епоха, коли було зроблено відкриття, як отримали той чи інший висновок, чому фізика прийшла до тієї чи іншої ідеї, яким був хід думки вченого, якою людиною він був і в яких умовах працював, яка загальна логіка розвитку фізичної ідеї. В такій педагогічній обробці наявних історичних матеріалів та в їх адаптації до потреб і можливостей навчання фізики в школі потрібно компонувати свою діяльність.
1.1. Елементи історизму як засіб обґрунтування нових знань
При переході до практики постає питання про форми використання історичного матеріалу у викладанні фізики, про типи історичних матеріалів за характером їх використання, про методи та прийоми роботи вчителя на уроці.
Історизм у викладанні фізики передбачає, як вказувалося вище, перш за все розкриття еволюції фундаментальних ідей. Здійснити це можливо, на нашу думку, на спеціальних уроках-лекціях, присвячених історичним оглядам основних етапів розвитку поглядів на найважливіші фізичні проблеми. Такі огляди можуть проводитися або вкінці великих розділів курсу фізики і завершувати їх, або на початку розділу і носити ввідний характер.
Історичні огляди дозволяють підготувати учнів до засвоєння фундаментальних знань та викладаються під час вивчення теми чи розділу курсу. Щоб учень засвоїв нові знання, він повинен перш за все повірити в їхню істинність, а для цього вчитель повинен обґрунтувати нові відомості, переконати школярів у факті існування того чи іншого явища, в справедливості тієї чи іншої ідеї. Обґрунтування нових знань – дуже важливий елемент навчання. Відсутність чи непереконливість нових знань породжує у школярів елементи догматичного стилю мислення, легковірності, звичку не вдумуватися в ті основи, на яких базується те чи інше твердження, вбиває допитливість думки, здоровий скептицизм. Можливо, неувагою до проблеми обґрунтування знань і пояснюється та обставина, що під час навчання у школяра зникають ті “сто тисяч чому”, якими відрізняються діти в ранньому віці. Чи не дуже часто ми грішимо поспішним викладом понять та ідей, які по причині цього поспіху не набувають для учня силу неминучої необхідності? Таким чином, обґрунтування нових знань необхідне для того, щоб привчити школярів не брати нічого на віру і сформувати в них допитливість та анти догматизм як риси стилю мислення.
Які ж шляхи обґрунтування фізичних понять та ідей доступні вчителю фізики?
Природно, що в силу особливостей сприйняття школярів найбільш переконливим для них є експериментальний спосіб обґрунтування нових знань, коли новий факт чи ідея випливають з результатів навчального досліду (експерименту). Так, наприклад, обґрунтовується явище електромагнітної індукції.
Другим засобом обґрунтування нових знань в процесі навчання є математичний вивід відношення чи закону, який буде переконувати учнів в силі теоретичного мислення і, зокрема, в пророчій силі математичного апарата. Так, наприклад, обґрунтовується основне рівняння кінетичної теорії газу.
Але не завжди можна використати математичний апарат або експеримент для виведення нового, і тоді теоретичне обґрунтування нових знань здійснюється шляхом логічних роздумів. Так, наприклад, необхідність холодильника як важливої частини теплової машини доводиться шляхом якісних логічних суджень.