Метод философского исследования природы на уроках физики

Разделы: Физика


Воспитать творца может только Творец. Их встреча чаще всего случайна и не предопределена естественным течением предыдущей жизни. Средь будничных дел из оброненной фразы или поступка учителя ученику вдруг откроются другие интеллектуальные или нравственные горизонты, наполненные новым идеальным, а потому чудодейственным для ученика смыслом. Конечно, ученик увидит и услышит только то, что поможет ему в решении его проблем. И причем решением настолько легким, почти как по мановению волшебной палочки.

Все это накладывает на учителя особую ответственность и в профессиональной, и в личной жизни. Урок не есть слепок с жизни – урок есть особая форма жизни, содержащая в себе и прошлое, и настоящее, и будущее ученика. Сила всякого слова не в том, что оно говорит, а в том, что оно подразумевает. Слово, которое сполна высказало всё, что оно хотело сказать, за которым слушатель не  чувствует ничего не высказанного, есть поверхностное и мелкое, мало говорящее слово. Всё искусство речи состоит в том, чтобы дать почувствовать не высказанную глубину, которая скрывает в себе манящее объемлющее её целое.

Урок должен служить толчком, мотивом для дальнейшей самостоятельной и целенаправленной деятельности ученика, чтобы явленный ему идеальный мир превратить для себя в реальность. Миром людей правят идеи. Они придают деятельности человека смысл, они побуждают его искать непроторенные пути. И они же являются главным критерием творческого потенциала человека.

Учитель в ответственности за тех, кого заразил духом творчества, и тех, кто находится в начале этого пути. Первые шаги наиболее трудны и наиболее значимы для ученика. Достижение первых значимых для ученика результатов должно происходить под непосредственным руководством учителя.

В какой-то момент эта опека станет не нужна, и ученик сам откажется от нее, чтобы дальше идти своим путем. И нет для учителя более счастливого дня, чем этот!

Естественно, что на первом этапе изучения физики преобладает внешняя мотивация, вызванная новизной предмета изучения, интересом к личности нового преподавателя, занимательностью предлагаемых опытов и другими не маловажными причинами. Но всё это ненадолго, до первых серьезных трудностей вызванных как объемом, так и содержанием изучаемого материала. Некоторые педагоги, чтобы как можно дольше оттянуть естественный процесс снижения интереса к своему предмету намеренно упрощают его преподавание до такого уровня, чтобы и «ежу было понятно». Главная проблема для такого учителя, чтобы на уроке не было проблем. Не надо ни кого долго убеждать, чтобы понять какими серьёзными проблемами это сказывается в дальнейшем, когда содержание предмета становится теоретическим. И какой выход из всего этого находят данные педагоги? Дальнейшая редукция учебного материала, порой даже выхолащивающая саму суть предмета изучения. Как метко заметил Эрнест Резерфорд «науки делятся на две группы – на физику и собирание марок» и поэтому, преподавание физики – предмета базового для всего естественнонаучного цикла учебных предметов требует особых универсальных методов постижения природных явлений и процессов.

Какой же выход предлагается мной? Целенаправленная деятельность по созданию условий для появления внутренней мотивации к изучению данного предмета. Условиями для этого являются высокая научность и строгая система в изложении материала, создание проблемных ситуаций на уроке и организация групповой деятельности учащихся по решению выдвигаемых проблем, умение организовать самостоятельную работу учащихся на уроке, выполнение учениками заданий творческого характера и т.д. При этом, конечно же, учитываются возрастные особенности класса, уровень развития мышления, общий уровень теоретической и практической подготовки учащихся, их индивидуальные особенности. Но учитываются не только с целью констатации данного уровня развития и дальнейшей эксплуатации его в ходе учебной деятельности, а с целью построения стратегии дальнейшего развития данных качеств в процессе обучения.

Это трудно, как для ученика, так и для педагога! Трудно, но иного пути нет. Идея самосовершенствования предполагает преодоление самого себя. Но как эта идея может быть воспринята учеником? Ответ прост - через постижение сущности данного предмета. Но любая сущность не лежит на поверхности. Даже зрелый педагог не в силах постичь всё. Как же это удастся ученику? Через постижение глубинного смысла изучаемой темы, параграфа, явления, факта.

С этой целью я практикую в начале каждого урока философские (методологические) вступления, которые придают изучаемой теме новый, более широкий контекст, чем это заявлено в учебной программе, так как знакомят с определенными методологическими принципами.

Например, начало изучения темы «Физические величины и их измерение» в 7 классе проходит в следующей беседе:

«Вступление: Я помню то время, когда деревья были большими, и хватало одного пирожка, чтобы наесться досыта. Папа был всемогущим и мудрым, а мама бесконечно доброй. Помню, как мой дядя Владик ловил карасей величиной с руку, а моя тетя Надя принесла полную корзину белых грибов размером с мою голову.

Куда-то все это ушло…Конфеты потеряли вкус, заборы сделались низкими и таких больших грибов я никогда не находил. Что стряслось с этим миром?

Вывод: Деревья вам казались большими, потому что вы были маленьким. Отец казался сильным и мудрым, потому что вы были глупым и слабым. А теперь вы стали взрослым.

Вопрос №1: Когда мои наблюдения были истинными, в детстве или сейчас?

Вывод: Никогда, потому что всё во Вселенной вы сравнивали с собой. Но так как человек всегда изменяется, то изменяется и его представления о Вселенной.

Вопрос №2: А есть ли такие люди на планете Земля, мнение которых было истинным?

Вывод: Таких людей нет, потому что они люди, а людям свойственно ошибаться».

После этого проводится фронтальный эксперимент, по изучению оптических иллюзий и делается вывод о том, что получение истинных знаний о природе без проведения измерений невозможно.

А перед введением понятия «мгновенная скорость» в 9 классе ощущение важности и глубокого методологического смысла данного понятия приходит после такой беседы:

«Вступление: Средь наших будней, как вспышка молнии, озаряющая окрестности, приходит время любви или творческого озарения, столь краткое и столь же сильное, что ещё многие годы мы живем воспоминаниями об это мгновении пронзившем нас. Как хочется порой повторять слова А. Толстого «Остановись мгновенье. Ты прекрасно!»

 Время неумолимо течет единственно ему известным руслом и этим оно убивает человека и этим оно его же лечит. «Время и до нас, и после нас не наше. Ты заброшен в одну точку; растягивай её – но до каких пор?» (Сенека). Как остановить течение времени ранящего нас и как продлить мгновения времени исцеляющего нас?

Вывод: Время можно остановить только в мышлении, и продлить его можно только в мышлении, постоянно возвращаясь в памяти к тому или иному событию, чтобы снова пережить и осмыслить его».

Ученики - дети всей мировой культуры, как в её лучших, так и в худших её вариантах. Поэтому они не находятся в неведении относительно тех или иных общенаучных методов познания. Например, в начале изучения в 7 классе темы «Барометр – анероид. Манометры» целесообразно такая беседа:

Вступление: Вопрос №1: Как поймать невидимку?

Ответ: Существует множество способов: использование различных излучений; покрытие невидимой поверхности различными красителями; изменение цвета и состава окружающей среды, по которой может перемещаться невидимка; создание поверхностей, на которых невидимка может оставить свой след.

Вопрос №2: А зачем ловить невидимку?

Вывод: Если невидимка, хочет быть невидимым, то либо он хочет на вас напасть, либо защититься от вас, либо потому что наши органы чувств несовершенны. В первом случае своевременное обнаружение невидимки, желающей уничтожить человека (например, микробов и вирусов), необходимо для спасения человечества от гибели. Во втором случае, своевременное обнаружение невидимки, позволит человеку совершить шаг, который по неведению не приведет к гибели этой, может необходимой для нашей жизнедеятельности, невидимки (например, бактерий и витаминов). В- третьих, эти невидимки могут сослужить для нас хорошую службу (например, молекулы газов, электроны), совершая необходимую для человека работу. И, конечно же, для удовлетворения человеческого любопытства, пусть даже и праздного.

Вопрос №3: Какие известные для вас невидимки уже пойманы человечеством?

Ответ: Молекулы, элементарные частицы, микробы и вирусы, гравитационное и электромагнитное поля и т. д.

Другой тип мотивации, практикуемый мной, основан на эмоционально – психологическом воздействии на сознание ученика. Во время вступления проигрывается своеобразное эмоциональное либретто урока, как и перед исполнением оперы или балета. Цель та же - создание благоприятной психологической атмосферы для проведения насыщенного интеллектуальной деятельностью урока.

Например, поднятие значимости, с обычной точки зрения, сугубо проходного утилитарного урока как «Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении» не менее важно с методической точки зрения, как и во всех остальных случаях:

«Вступление: Красоту построенного здания можно увидеть, только тогда, когда положен последний кирпич усталым, но счастливым каменщиком. Красоту внутренней планировки, можно оценить, когда плотники завершили свою работу, а маляр, последний раз проведя кистью, улыбнулся удовлетворенно и сложил свои кисти в ведро отмокать.

Красоту жизни человеческой можно ощутить и понять, только прожив её в труде и заботах, радостях и печалях, никогда не теряя веры в счастливое будущее. Тот, кто верит в него – шаг за шагом приближается к нему.

Мы с вами строим на уроках физики здание науки. До его завершения ещё далеко. Пусть смутно, пусть не совсем осознано, но по некоторым фрагментам и деталям, которые можно разглядеть, мы можем ощутить все великолепие возводимого здания уже сейчас.

Вот вам как путеводитель сегодня и в дальнейшем слова Френсиса Хатчесона «Три признака красоты науки: 1) красота есть единство в многообразии; 2) красота заключена во всеобщности научных истин; 3) научная красота – это обретение неочевидной истины».

Другой пример – вступление перед уроком «Плавание тел. Плавание судов. Воздухоплавание» в 7 классе.

«Вступление: Рождение корабля – это рождение надежды, что все путешественники достигнут цели, разлученные по воле обстоятельств люди, соединятся вновь, а необходимые для существования человека предметы попадут из заморских стран к тем, кто в них нуждается.

Рождение корабля, такая же тайна как рождение человека. Корабль как идея сначала рождается в голове человека. Именно там он начинают свой долгий путь.

Спуск корабля – это уже результат усилий множества людей, по претворению идеи корабля в реальность. Это переход множества надежд и желаний в особое и независимое состояние жизни независимой от творца.

При спуске «крестная мать» (обычно женщина, но, случается, и мужчина) в присутствии большого числа свидетелей разбивает о борт традиционную бутылку шампанского и напутствует судно словами: «Плыви по морям и океанам, славь имя кораблестроителя и моряка, нарекаю тебя…» (Чаще всего корабль получает человеческое имя).

Имя первого кораблестроителя неизвестно. Но зато всем известны имена первых воздухоплавателей использовавших закон Архимеда для покорения воздушного океана братьев Монгольфье в 1783. Спустя 2000 лет после открытия Архимеда.

Величайшее открытие Архимеда ныне используют для покорения других планет. Но от открытия до практической реализации путь немалый. Самый трудный его участок – внедрение в сознании человека самой возможности покорения как водного, так и воздушного океана. После того как идея овладела умами людей, смельчаки всегда найдутся. Для науки и те, и другие одинаково важны. И одинаково велики и славны для всего человечества дело открывателя, изобретателя и испытателя!

У вас есть великолепная возможность побывать сегодня на уроке во всех этих ролях!»

Очень важна для выстраивания понимания данного урока в той системе знаний, которую закладывают учитель и учебный предмет через своё содержание, в конце урока рефлексия учебной деятельности. Но не поверхностная, типа «понравилось – не понравилось», а сущностная.

Например, после изучения темы «Агрегатные состояния вещества. Различие в молекулярном строении твердых тел, жидкостей и газов» в 7 классе предлагается следующий вопрос для обсуждения:

«В одной из своих многочисленных книг Ричард Фейнман написал: «Если бы в результате какой-либо мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались уничтоженными, и к грядущим поколениям перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию?! Я считаю, что это атомная гипотеза…- все тела состоят из атомов - маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольших расстояниях, но отталкиваются, если одно из них приближать к другому».

Почему именно гипотезу о строении вещества из атомов считал Ричард Фейнман наиболее важной для грядущих поколений?»

В конце урока по теме «Примеры теплопередачи в природе и технике» в 8 классе рефлексия учебной деятельности происходит следующим образом:

«Познание природы убивает богов, которым приписывалась власть над теми или иными природными явлениями. Зачем обвинять в кознях домового, если печка дымит? Может все дело в том, что дымоход давно не чистили или печь пора отремонтировать?

Понимание природы убивает богов внутри человека. В этом случае в душе человека нет места для религиозного чувства, как способа постижение некой мистической тайны мироздания. Потому что человек сам строит свою Вселенную через систему понятий и связей между ними выраженными в виде законов.

Постижение природы сделает человека равным богам. Только человеку ещё необходимо научиться пользоваться своим могуществом, не причиняя вреда ни друг другу, ни Вселенной.

Что вам лично дает смерть старых богов? А рождение новых?»

Поднятие частных учебных проблем до философского уровня, не только делает их более значимыми, но и более интригующими. Само содержание поднимаемых проблем имеет для человека непреходящую ценность. И новый ракурс, новый акцент, который приносит изучение физики, обогащает внутренний мир ученика. В этом видится мной гигантский гуманитарный потенциал изучения физики, который в полной мере никем не был раскрыт. В том числе и мной.

Применение ИКТ позволило найти ещё один способ внесения в учебную деятельность философского контекста на уроках физики через метафорический образ, который порождается фоном (рисунок, коллаж или фотография) слайда учебной презентации, имеющем второй, не менее глубокий смысл, чем непосредственное содержание самого урока. Данный фон презентации задает новый контекст прочтения содержания учебного материала не на прямую, а через индивидуальные ассоциации, которые вызывает данный фон для каждого конкретного ученика (рисунки №1 – 6). Открывая новые ходы в постижении материала, ученик обретает собственное миропонимание, прикасаясь к иным культурным слоям современного общества.

Мышление – это всегда искание и открытие существенно нового. Открываемое в процессе мышления новое является таковым лишь по отношению к предшествующим стадиям мышления и вообще всей жизни ученика. Новое для ученика – это лишь субъективно новое, а не для всего человечества, громадный исторический опыт которого бесконечно превышает жизненный опыт любого человека или группы людей. Поэтому усвоение исторически накопленного богатства знаний требует от ребенка больших усилий мышления, серьёзной умственной работы, хотя он усваивает уже готовую систему понятий, причём под руководством взрослых. Тот факт, что ученики усваивают уже известные человечеству знания, и делают это с помощью взрослых, не исключает, а, наоборот, предполагает необходимость у них подлинного, самостоятельного мышления [1]. Иначе усвоение знаний будет чисто формальным, поверхностным, бездумным, механическим. Мышление всегда продуктивно, «репродуктивное мышление» - это просто память (а не собственно мышление). В ходе решения довольно простой математической или физической задачи ученик осуществляет настоящее, подлинное мышление, открывая новые для себя свойства и отношения познаваемого объекта. Вообще, любой познаваемый объект выступает для человека и в своих, достаточно известных свойствах или качествах, и, вместе с тем, в своих менее известных, а то и просто неизвестных качествах и отношениях. В каждой жизненной ситуации (в частности, в ходе постановки и решения определённой проблемы) ребёнок активно ищет и открывает всё новые и новые стороны объекта, опираясь на свой жизненный опыт.

Поскольку в объективной действительности всё взаимосвязано и взаимообусловлено, постольку любой познаваемый объект, существуя в этой всеобщей взаимосвязи явлений материального мира, выступает в бесконечности своего содержания, всех своих определений. Вселенная бесконечна, и потому бесконечен и непрерывен процесс её познания. Следовательно, любое понятие, любая система понятий никогда не бывают абсолютно завершёнными. Они всегда развиваются, обогащаясь всё новым содержанием по мере всё более глубокого познания объекта, каковым в последнем счёте является вся бесконечная Вселенная. Поэтому мышление и выступает, прежде всего, как процесс, т.е. как нечто становящееся, формирующееся, развивающееся, никогда полностью не завершённое в своём открытии всё новых и новых свойств и отношений объекта. Вот почему, в принципе, нет и быть не может никакого репродуктивного мышления. Оно означало бы прекращение, завершение познания бесконечного по своему содержанию объекта, что, как мы видели, невозможно. Мышление всегда устремлено в эти бескрайние глубины неизведанного; каждый человек, когда он мыслит, самостоятельно делает открытие чего-то нового, неизвестного.

Злоупотребление однотипными задачами, мало отличающимися друг от друга, приводит к тому, что ученик перестаёт открывать для себя нечто существенно новое и его мышление сводится к минимуму. Учитель всеми доступными средствами должен пробуждать и активизировать самостоятельные поиски учащихся, а в случае больших затруднений указывать лишь общее направление поисков с тем, чтобы основную часть умственной работы ученики выполняли собственными силами. Так, под руководством педагога, постепенно, шаг за шагом у ученика формируется действительное мышление, способное усваивать, узнавать, понимать и открывать.

Неданность и незаданность будущего искомого результата в большинстве случаев недостаточно учитывается в педагогической практике. Подсказка или наводка, прямо указывающая верный путь к решению задачи или даже содержащая это решение, может быть успешно использована лишь теми, кто достаточно продвинулся вперёд в самостоятельном анализе решаемой задачи. Если же человек ещё очень мало думал над задачей, не начал раскрывать её проблемность и тем самым не подготовил почву для принятия необходимой помощи извне (советов, намёков), он не сможет правильно использовать косвенные или прямые указания, направляющие его на верный путь решения.

Наиболее своеобразны и глубоки самые неявные из неявных проблем, выдвигаемые софизмами, антиномиями, парадоксами и т.п.

Софизм – это умозаключение или рассуждение, обосновывающее какую-нибудь заведомую нелепость, абсурд или парадоксальное утверждение, противоречащее общепринятым представлениям [3].

Антиномия – два противоречащих друг другу высказывания, относящихся к одному и тому же предмету и допускающих, как кажется, одинаково убедительное обоснование [3].

Софизм и антиномия – всё это разновидности одного и того же способа постановки проблемы – парадокса. А решением парадоксов занимается методология. И поэтому данный тип задач можно назвать методологическим или философским [2].

Примеры заданий этого типа по теме «Плавление»:

А) Минимальный уровень: «Как расплавить лед, не нагревая его?».

Б) Общий уровень: «Можно ли обжечься льдом?»

В) Продвинутый уровень: «Если спросить у школьника, почему в морозный день коньки хорошо скользят по льду, то скорей всего можно услышать простой и очевидный ответ: «Конек трётся о лёд, между ними образуется тонкая водяная смазка, она и обеспечивает скольжение». Однако, школьнику более искушённому в физике, такой ответ покажется слишком простым и потому неинтересным. «Нет, - скажет он, - дело здесь не в трении, а в давлении конька на лёд. При повышении давления температура плавления льда становится меньше 0 0С, и лёд под коньком тает».

Что ж, в принципе и он прав.

Как же так – каждый прав? Кто же из них более прав? Произведите оценку».

К философским (методологическим) проблемам следует отнести, так же и те, которые связаны с областями знания, где многое ещё неясно, не изучено не устоялось.

Метод философского постижения окружающего мира, должен помочь ученику осознать, что образование есть задание человеку от той культуры, представителем которой он является. Принудительное по необходимости образование (обладание, сохранение и передача следующим поколениям определенных знаний позволяет человечеству выжить в этом мире) должно оставаться свободным по цели.

 Система образования есть система организованного принуждения, упорядочивающая деятельность каждого ученика и имеющего свой целью организацию системы образования каждого. Не только вся система образования в целом и школа в частности, должны предоставить возможность для развития ребенка в соответствии с его целями, но и учитель в рамках своего предмета. Как бы далеким и чуждым устремлениям ребенка не виделся данный учебный предмет, достижение его цели необходимо идет через постижение этого предмета. Учителю необходимо найти и предъявить в своем предмете те грани, которые будут не только отвечать запросам ученика, но и поднимать их на новый уровень. Только обретя в процессе обучения силы, человек может стать свободным и сможет достичь своих целей.

Моё видение проблемы гуманитаризации преподавания физики посредством повышения мировоззренческой значимости данного учебного предмета лишь небольшой кирпичик на этом пути построения не свободного по содержанию, но свободного по духу образования.

Литература

  1. Вульфов Б. З. Семь парадоксов воспитания. – М.: Новая школа, 1994. – 78 с.
  2. Гаряев А. В. «Развитие теоретического мышления учащихся на уроках физики». Сборник материалов научно-практической конференции «Инновационные процессы в образовании Пермской области: проблемы и перспективы». Пермь: ПОИПКРО. 2001. 91-92с.
  3. Ивин А.А. Искусство правильно мыслить. М : Просвещение, 1990. 240 с.
  4. Сергеев Б. Ф. Тайны памяти/Б. Сергеев. – Ростов н/Д: Феникс, СПб: ООО Издательство «Северо-Запад», 2006. – 299, [1] с.