Контакты jokoil@mail.ru КАРТА САЙТА English

Энергодинамическая система физических величин и понятий

(ЭСВП)


Не смешивать с СИ, унифицирующей ЕДИНИЦЫ измерений (разъяснение).

На Главную

Кому и зачем это нужно?

Разъяснение основных терминов

Формы и виды энергии

Условия успешной систематизации

Классификация физических систем

Основная идея системы

Таблицы физических величин

В чем новизна сайта?

     Формы и виды движения

     Подробно об угле поворота

     О движении тела по орбите

     Систематизация величин         силовых полей

     Систематизация величин         колебаний и волн

     Новая размерность         температуры

     Обобщение явлений         переноса

     Критерии подобия всюду

     О природе размерности


Системный подход в экономике

История проблемы

Учить физику по-новому!

Учебно-наглядные пособия


Каталог ссылок

Новые страницы сайта

Шутки на тему сайта


Oб авторе проекта

Коган И.Ш.

Недостатки методики преподавания физики и пути их преодоления

СОДЕРЖАНИЕ.
1. Перечень вопросов, связанных с недостатками методики преподавания физики.
2. Краткий анализ методики преподавания современной физики и техники.
3. Как устранить указанные недостатки методики преподавания физики?
4. Как улучшают методику преподавания физики обобщение и систематизация физических величин.
5. Основные резервы для совершенствования методики преподавания физики.

1. Перечень вопросов, связанных с недостатками методики преподавания физики.

Природа едина, и физика, изучающая законы природы, также едина, хотя и поделена на разделы и подразделы. Но студенту, изучающему последовательно механику, гидродинамику, теплоту, электричество, кажется, что эти разделы объединяются словом “физика” потому, что их преподают преподаватели одной и той же кафедры? Или в школе один и тот же учитель. Сами физики воспринимают свою науку как единое целое, почему же такое восприятие не складывается у обучающихся?

Почему разделы физики видятся, как дисциплины, слабо связанные друг с другом, поскольку у них различный набор терминов и обозначений?
Зачем для обозначения родственных, а иногда и одинаковых физических величин применяются различные термины и обозначения?
Почему физические величины и их единицы в разных разделах физики так не похожи друг на друга?
Почему закон сохранения энергии каждый раз записывается по-разному?
Почему теоретические сведения из разделов физики плохо стыкуются друг с другом с педагогической точки зрения, даже когда они имеют общие основные положения?
Почему для уравнений, имеющих одно и то же физическое содержание, применяется различная форма записи?
Почему лишь к окончанию вуза до студента начинает доходить, что физика на части не делится, что не видно, где кончается механика и начинается электричество? Зато выясняется, что вся техника – это прикладная физика и что математика тоже приходит через физику, что хорошему специалисту надо знать физику не по частям, а в целом.

На эти вопросы современная методика преподавания физики ответа не дает.

2. Краткий анализ методики преподавания современной физики и техники.

Методология современной физики исчерпывающе охарактеризована в работе О.Бондаренко и С.Кадырова (2000). Это “…анализ физических объектов, событий, систем, их расчленение на отдельные составляющие, их систематизация и тщательное описание (феноменология), дробление физики на разделы и подразделы, существование множества не связанных друг с другом теорий“. А ведь такая методология не просто затрудняет преподавание, она существенно снижает эффективность усвоения учебного материала, да, к тому же, перегружает учебный процесс из-за дублирования учебного материала.

Если преподаватели физики стараются обращать внимание на внутреннюю взаимосвязь ее разделов, то при преподавании технических дисциплин их взаимосвязь разъясняется редко. Технические дисциплины ведут преподаватели разных кафедр, так называемые “узкие специалисты“, и они сами иногда плохо представляют себе эту взаимосвязь. Как пишет К.Гомоюнов (1983): “Порой создается впечатление, что каждая наука отгородилась от других непреодолимой стеной, и студент изучает ее как нечто совершенно самостоятельное, само на себя замкнутое“.

В процессе обучения студенты на каком-то этапе с удивлением узнают о том, что современная физика, якобы, опровергает уже достаточно хорошо освоенные ими законы классической физики, но в заключение им доказывают, что это на самом деле не так. В результате, закончив курс обучения физике, студенты или совсем не улавливают или улавливают с большим трудом взаимосвязь между различными законами, описывающими по существу одни и те же или сходные физические явления, разбросанные по разным разделам физики. Физика предстает при этом перед ними как набор огромного числа не связанных друг с другом уравнений, которые, несмотря на одно и то же содержание, имеют различные формы записи и в которых физические величины, характеризующие один и тот же круг физических явлений, имеют разные названия и разные обозначения, а подчас и разные размерности и единицы измерений.

Чтобы физик или инженер мог понять статью коллеги, он иногда должен потратить немало времени только на освоение его понятийного аппарата и принятой им символики. Это забирает много всегда дефицитного времени. Сколько интереснейших и полезнейших статей не прочитывается только по этой причине. Умножающиеся год от года достижения теоретической и прикладной физики увеличивают объем учебного материала и сложность его восприятия, но сроки обучения измениться не могут. Следовательно, увеличение объёма и сложности учебного материала может быть скомпенсировано только новыми подходами в методике преподавания.

Методика преподавания физики пока не смещает акцент с использования индуктивного метода познания (от частного к общему) к использованию дедуктивного метода познания (от общего к частному) даже там, где для этого нет никаких противопоказаний (И.Коган, 2004, 2006). По этой причине и возникают многие из вышеуказанных вопросов.

В вузах пока имеет место обратное, и примером этого является тот факт, что курс “Автоматизация производственных процессов“, обобщающий научно-техническое мировоззрение студентов технических вузов, отнесен в учебных планах на последние годы обучения. Сначала изучаются общеобразовательные и общетехнические дисциплины и лишь потом то, что их обобщает.

3. Как устранить указанные недостатки методики преподавания физики?

Весьма убедительна цитата В.Вайскопфа (1977): “В преподавании науки надо вернуться к принципам, подчеркивающим единство и универсальность науки, оно должно стать более широким, чем простое старание выпустить знающего ремесленника со специализированной профессией. Конечно, мы должны обучать компетентных специалистов, но мы также должны обобщать и указывать связи между разными областями науки. Эта задача трудна, так как требует от тех, кто занят современными исследованиями, много времени и больших умственных способностей“.

Вот как характеризуют О.Бондаренко и С.Кадыров (2000) ту методологию преподавания физики, на которую следует переходить. Это “…синтез физических объектов, событий, систем, намеренное абстрагирование от форм с целью работы непосредственно с содержанием; создание объединенных физических теорий, отказ от противопоставления различных разделов физики; переход к сути вещей, выявление их причин без акцентирования внимания на внешних признаках, описывающих это поведение“.

Именно такую методологию и предлагает настоящий сайт во всех его статьях. Она базируется на обобщении и систематизации физических величин, упорядочении терминологии и упорядочении символики, чему и посвящен данный сайт и описываемая в нем система физических величин и понятий ЭСВП.

Примечателен огромный интерес к известным лекциям Р.Фейнмана, преподававшего физику не тривиально. Имеются серьезные педагогические исследования, убедительно доказывающие необходимость пересмотра концепций преподавания (К.Гомоюнов, 1983). Но если и существуют перемены в учебных программах, то лишь с точки зрения включения в них новых достижений физики и техники, а не с точки зрения пересмотра концепций преподавания.

4. Обобщение и систематизация физических величин
улучшают методику преподавания физики.

Именно желание усовершенствовать методику преподавания физики явилось веским стимулом для исследования проблемы обобщения и систематизации физических величин. Не случайно многие из авторов, исследовавших и исследующих эту проблему, имеют большой педагогический стаж работы в вузе. “Общая теория“ А.Вейника (1968), первая монография В.Эткина (1992) и первая работа по систематизации физических величин И.Когана (1993) были выпущены в виде учебных пособий для вузов. Методике дедуктивного обучения физике в средней и высшей школах посвящена глава в монографии И.Когана (2006). Для помощи студентам и школьникам опубликованы работы Н.Плотникова (1978), Д.Ермолаева (2003), К.Гольберта (2003). А две работы по систематизации физических величин (П.Пирнат, 2005 и А.Легейда, А.Чуев, 2006) являются электронными учебными пособиями для студентов.

5. Основные резервы для совершенствования методики преподавания физики.

Такими резервами являются:
1. смещение центра тяжести в преподавании от индуктивного метода обучения (от частного к общему) к дедуктивному методу (от общего к частному) в школе и, особенно, в вузе;
2. поиск рациональных критериев соотношения этих двух методов преподавания;
3. совместная работа физиков с психологами по поиску рационального по возрасту периода перехода от одного метода к другому в процессе обучения в школе;
4. строгое соблюдение при обучении принципа причинности (причинно-следственной связи).

Литература

1. Бондаренко О.Я., Кадыров С.К., 2000, Сравнительная характеристика некоторых положений традиционной физики и альтернативной физики. Сб. “Другая физика”, - http://www.newphysics.h1.ru.
2. Вайскопф В. 1977, Физика в двадцатом столетии. М., 272 с.
3. Вейник А.И., 1968, Термодинамика. 3-е изд. – Минск, Вышейшая школа, 464 с.
4. Гомоюнов К.К.,1983,Совершенствование преподавания технических дисциплин.–Л.Изд. Ленинградского ун-та, 206с.
5. Ермолаев Д.С., 2003, Обобщенные законы физики или физика для начинающих. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/4959.html
6. Коган И.Ш., 1993, Основы техники. Киров, КГПИ, 231 с.
7. Коган И.Ш., 2004, Как можно одновременно интенсифицировать и упростить процесс преподавания физики и технических дисциплин. – http://www.sciteclibrary.ru/ris-stat/1522.pdf
8. Коган И.Ш., 2006, Обобщение и систематизация физических величин и понятий. – Хайфа, 207 с.
9. Легейда А.Н., Чуев А.С., 2006, СИСТЕМА ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН А.С.Чуева. – http://www.chuev.narod.ru/
10. Плотников Н.А., 1978, Система физических величин. – Вологда, Областной Совет ВОИР, 34 с., а также http:/plotnikovna.narod.ru
11. Эткин В.А., 1992, Основы энергодинамики. – Тольятти, ТПИ.
12. Holbert, K.E., 2003, Interdisciplinary Electrical Analogies. – http://www.eas.asu.edu/~holbert/images/math_integ.gif
13. Pirnat P., 2005, Physical Analogies. – http://www.ticalc.org/cgi-bin/zipview?89/basic/science/physanal.zip;physanal.txt

© И. Коган Дата первой публикации 1.03.2008
Дата последнего обновления 19.04.2014

Оглавление раздела Следующая