CC BY
118
Список литературы
1. Бордонская Л. А. Отражение взаимосвязи науки и культуры в школьном физическом образовании и подготовке учителя: монография. - Чита: Изд-во ЗабГПУ, 2002. - 237 с.
2. Загвязинский В. И. Теория обучения: Современная интерпретация. - М.: Издательский центр «Академия», 2001. - 192 с.
3. Проклова В.Ю. Итоговые занятия по физике в основной школе в системе предпрофильной подготовки: автореф. дис. ...канд. пед. наук. - М., 2006. - 20 с.
УДК 551.4 ББК Д 82
С.Е. Старостина
Курс «Физическая картина мира» в подготовке студентов по направлению физико-математическое образование
В статье рассмотрены проблемы естественнонаучной подготовки студентов по направлению физико-математическое образование. Определено место курса «Физическая картина мира» в системе профессиональной подготовки студентов. Показано, что наиболее успешному усвоению содержания курса будет способствовать: представление содержания курса через проблемно-предметное поле; рассмотрение содержания курса с позиции эволюционно-синергетического подхода; использование модульного принципа построения учебного материала; уплотнение учебного материала за счет представление его в структурно-логических схемах, конспектах и других формах обобщения и систематизации.
Ключевые слова: физическая картина мира, проблемно-предметное поле, эволюционносинергетический подход, структурно-
логические схемы.
S.E. Starostina
The Role of "Physical World Picture" in Students' Physico-Mathematical Training
The article reveals the problems of students' scientific physical and mathematical training. The place of "Physical World picture" course in the system of students' vocational training is determined. It is stated that the most effective mastering of the course depends on its contents presentation through the problem-and-object field, the examining of the course contents from evolutional and synergetic point of view, the use of the modeling principle of syllabus construction, the contraction of syllabus due to its presentation in
structural and logic schemes, summaries and other forms of generalization and systemization.
Key words: physical world picture, problem-and-object field, evolutional and synergetic approach, structural and logic schemes.
Современный этап развития общества характеризуется нарастающими процессами демократизации, деидеологизации общественных отношений, развитием различных, иногда совершенно противоречивых точек зрения, свободой в мировоззренческом определении. Мировоззренческие качества личности являются основополагающими в ряду ценностей образования, поскольку мировоззрение представляет систему обобщенных взглядов о мире, о месте человека в нем, выражает взаимоотношение человека и мира. Именно мировоззренческие установки личности обеспечивают её ориентацию в окружающем мире, помогают сделать выбор в конкретных жизненных ситуациях в соответствии со своими убеждениями.
Ослабление внимания к мировоззренческим аспектам в процессе обучения, в последнее время, приводит к тому, что в мировоззрении студентов сложным образом переплетаются элементы научного, житейского, религиозного и мистического миропонимания. Современные молодые люди открыто выражают недоверие к тем или иным обобщающим суждениям, которые высказывает преподаватель. Более того, недоверие выражается в отношении, казалось бы, совершенно очевидных для современной науки идей и концепций. В настоящее время налицо ситуация несоответствия социального заказа на специалистов, основными качествами которых являются их профессиональная компетентность, широкий кругозор, способность воспринимать и давать правильную интерпретацию явлений в рамках современной естественнонаучной картины мира и фактическим уровнем образования и развития выпускников высших учебных заведений. Поэтому сегодня важнейшей задачей системы образования является поиск новых путей повышения качества подготовки обу-
чающихся, а это, на наш взгляд, связано с формированием у специалистов целостного миропонимания и современного научного мировоззрения.
Широкие возможности в формировании профессиональных компетентностей имеют все кафедры осуществляющие подготовку специалистов. Однако анализ содержания государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования второго поколения (педагогические направления) позволяет констатировать, что влияние на развитие мировоззренческой позиции студентов, формирование целостного интегративного образа природы в первую очередь осуществляют кафедры, реализующие естественнонаучную подготовку. Формирование целостного научного мировоззрения специалиста с высшим образованием, требует ввода с учебный процесс дисциплины мировоззренческой направленности, цель и функциональное назначение которой состоит в создании осознанного представления о системообразующей роли естественнонаучного компонента в структуре образованности личности. Исходя из обозначенных выше проблем и учитывая огромное значение естественнонаучных знаний, можно утверждать, что естественно-научная подготовка студентов имеет большое значение для профессиональной подготовки будущих специалистов.
Основным инструментальным базисом ознакомления студентов естественно-научных и технических специальностей вузов с современной картиной мира, как в содержательном, так и в методологическом отношении, служит курс физики. Для гуманитарных и социальноэкономических специальностей такую же роль играет дисциплина «Концепции современного естествознания».
Анализ государственного образовательного стандарта по дисциплине «Концепции современного естествознания» показывает, что физический материал, физический подход к осмыслению окружающего мира преобладает. Содержание естественно-научной картины мира (ЕНКМ), как целостного образа Природы, на 80% представлено физической картиной мира. Физическая картина мира, рассматривается как основа ЕНКМ и, иногда, даже как основное её содержание.
В современном научном сообществе справедливо считается общепринятым объективное положение: именно физика, изучая фун-
даментальные законы природы не только живой и неживой, но и применяя эти представления в гуманитарной сфере человеческой деятельности, формирует современное естественно-научное мировоззрение и дает тем самым базовые знания об окружающем мире.
Физика сегодня - это не только исходная основа всех наук о Природе, но и главная составляющая современного естествознания, самая высокоразвитая естественная наука в экспериментальном, теоретическом и методологическом планах. Ее особое положение объясняется фундаментальным характером физического знания, общностью ее основных законов для всех естественных наук, созданием первой в истории науки - физической картины мира. Вся история физики является яркой иллюстрацией процесса становления, развития и смены физических картин мира. Физическая картина мира, с одной стороны, обобщает все ранее полученные знания о природе, а с другой - вводит в физику новые философские идеи, понятия, принципы, которые коренным образом меняют основы научного знания. Содержание физической картины мира дает возможность, не прибегая к частным вопросам, понять основные принципы и концепции современного естествознания. С изменения физической картины мира начинается новый этап в развитии физики, переход от одного этапа к другому знаменует качественный скачок, революцию в физике [5].
Однако, несмотря на особое положение физики среди других наук, связанное с более глубоким раскрытием причин наблюдаемых явлений и более фундаментальными ответами на вопросы, по сравнению с другими естественными науками, все же в ряде случаев физика не дает целостного представление о мире. В некоторых отношениях гуманитарии, изучившие курс «Концепции современного естествознания», оказываются образованными шире, чем физики, биологи, инженеры. Так, например, студенты технических специальностей (030500.08 Профессиональное обучение, 540500 Технологические образование), согласно действующим стандартам, могут не иметь никакого представления о взаимосвязи пространства-времени и материи, о происхождении и развитии Вселенной, небесных тел и их систем, о механизмах и закономерностях самоорганизации, о происхождении и эволюции живых систем, поскольку рассмотрение данных вопросов стандартом не предусмотрено.
В профессиональной подготовке «физиков» часто не хватает целостного взгляда и обобщения выявленных физических закономерностей на разные сферы человеческой деятельности. Поэтому введение курса «Физическая картина мира» для студентов направления «Физикоматематическое образование» расширяет возможности физики. А современная мировоззренческая методология, основанная на целостных синергетических представлениях естествознания, устраняет различия между естествознанием и физикой как основой этого знания, а так же дает возможность создать целостную универсальную эволюционно-синергетическую картину мира, обеспечить формирование тех позиций готовности специалиста, которые определяются фундаментальной составляющей образования [3].
Курс «Физическая картина мира» - фундаментальный курс в системе высшего профессионального образования по направлению «Физико-математическое образование». Он призван раскрыть единство естественнонаучного знания, показать взаимопроникновение физики и естествознания. Данный курс знакомит студентов не только с основами физической картины мира и её эволюцией, но иллюстрирует физические аспекты использования принципов синергетики, динамики хаоса и порядка; эволюции живых систем, физические факторы воспроизводства живых систем, связь кантовой физики и генетики; физические аспекты биосферы и экологии, круговорот энергии и веществ в природе, космические ритмы и биоритмы живой природы; использование физических и синергетических моделей в различных областях науки.
Государственным образовательным стандартом по дисциплине «Физическая картина мира» констатируется, что основной целью данного курса является формирование целостной картины мира, базирующейся на основных принципах и концепциях современной физики, и являющейся фундаментом современного мировоззрения. Поэтому построение концептуального каркаса естественно-научной картины мира, основанного на стержневых идеях современной физики, является одной из основных задач данной дисциплины.
Анализ литературы по данной проблеме [2,5] позволяет выделить структурные элементы современной естественнонаучной картины мира (ЕНКМ), базис которой составляет физическая картина мира. Рассмотрение выделен-
ных элементов возможно с разной степенью глубины и конкретности (в зависимости от профиля подготовки студентов, количества часов отводимых на изучение данной дисциплины и т.д.). Ниже представлены основные элементы, входящие в структуру ЕНКМ.
1. Основные понятия или категории культуры: материя, движение, пространство, время, взаимодействие.
2. Совокупность принципов: причинности, относительности, дополнительности, неопределенности, симметрии, соответствия и др.
3. Ведущие идеи и концепции: единство материального мира, взаимосвязь и взаимообусловленность явлений природы, познаваемость мира, системность мира, эволюционносинергетический подход к рассмотрению явлений природы и др.
4. Основополагающие теории: специальная и общая теории относительности, квантовая теория, синтетическая теория эволюции.
5. Стиль мышления или тип рациональности: классический, неклассический, постне-классический.
Выделение в структуре ЕНКМ перечисленных компонент весьма условно, поскольку они тесно связаны друг с другом. Так, невозможно рассматривать проблему эволюции представлений о материи в отрыве от проблемы познаваемости мира, рассмотрения принципов дополнительности и неопределенности вне рамок квантовой теории. Нельзя обсуждать вопросы современной квантовой физики и молекулярной биологии, не касаясь проблемы эволюции принципа причинности, рассмотрения вопроса о динамических и статистических закономерностях.
При внимательном рассмотрении структуры ЕНКМ видно, что выделенные элементы соотносятся с основными темами физики. Например:
- понятие «пространства и времени» раскрывается при изучении элементов специальной и общей теории относительности: относительность одновременности относительность расстояний, относительность промежутков времени, инвариантность пространственновременного интервала между событиями, инвариантность причинно-следственных связей, единство пространства-времени, эквивалентность массы и энергии;
- понятие «взаимодействие» наполняется содержанием при рассмотрении четырех фундаментальных взаимодействий (гравитацион-
ное, электромагнитное, сильное, слабое), квантово-полевого механизма передачи взаимодействия, частиц-переносчиков фундаментальных взаимодействий (гравитоны, фотоны, глюоны, промежуточные векторные бозоны), характеристик фундаментальных взаимодействий;
- понятие «материя» раскрывается при анализе масштабных (микро-, макро - и мега-мир), структурных (микромир - фундаментальные элементарные частицы, ядра атомов, атомы, молекулы; мегамир - планеты, звезды, галактики) и системных уровней материи; процессов протекающих в микро - и мегамире;
- понятие «эволюционно-синергетического подхода» как ведущей идеи современного естествознания включает следующие аспекты: самоорганизация сложных диссипативных систем, развитие как чередование количественных и качественных изменений, фундаментальная и неустранимая роль случайности и неопределенности, непредсказуемость пути развития нелинейных систем, закономерность эволюции и влияние случайности на эволюционное развитие.
Очевидно, что содержание дисциплины «Физическая картина мира» охватывает значительный объем материала, однако на сегодняшний день нет единых подходов к определению структуры данного курса, нет учебников и учебных пособий по данному курсу. Практически не разработанным направлением является организация учебного процесса, выбор оптимальных форм, средств и методов организации познавательной деятельности и самостоятельной работы студентов.
Все выше сказанное позволяет определить приоритетные направления работы в рамках курса «Физическая картина мира», касающиеся в первую очередь определения содержания материала и его структурирования. В основе построения курса «Физическая картина мира», в Забайкальском государственном гуманитарно-педагогическом университете, лежат следующие положения: 1) представление содержания курса через проблемно-предметное поле; 2) рассмотрение содержания курса с позиции эволюционно-синергетического подхода; 3) выделение в содержании инвариантной и вариативной частей; 4) использование модульного принципа построения учебного материала; 5) уплотнение учебного материала за счет его обобщения и систематизации. Остановимся более подробно на выделенных положениях.
1. Для обеспечения многовариантности изложения и нелинейности в развитии учебного курса, мы предлагаем, вслед за Л.А. Бордонс-кой [2], информационную составляющую содержания представить через проблемнопредметное поле, выделяя в нем три составляющие: общекультурную, общенаучную, научно-предметную и рассматривать их как дополняющие друг друга элементы содержания, которые важны для целостного восприятия физики как важнейшей области научного знания и как ведущего элемента культуры.
Научно-предметная составляющая отражает в учебном курсе содержание науки физики: основные идеи и подходы, наиболее общие законы, систему научных понятий, концепции и теории; взаимосвязь физики и техники, основные направления решения экологических проблем. Рассмотрение актуальных проблем современной физики от квантовой механики, физики наноструктур и нелинейной физики низкоразмерных структур до синергетики, в рамках данной области, повышает уровень профессиональной подготовки студентов.
Выделение общекультурной составляющей в содержании курса «Физическая картина мира» позволяет подчеркнуть единство мира, показать единство и целостность культуры. Физика, являясь одной из ведущих наук современности, демонстрирует возможности интегративного подхода к познанию и освоению мира, возможности взаимосвязи и взаимодо-полнительности естественно-научного и гуманитарного знания, возможности рассмотрения науки в контексте культуры, обеспечивает понимание образования как приобщения к культуре.
Общенаучная составляющая раскрывает методологию научного познания, знакомит с принципами и методами научного исследования, критериями научности знания и его отличиями от вненаучного, расширяет сведения о науке как системе, знакомит с идеалами и нормами исследовательской деятельности, которые определяют её цели и способы их достижения.
Представление содержания учебной дисциплины через проблемно-предметное поле -это реализация проблемно-интегративного подхода, ставшего ведущим во всех сферах человеческой деятельности. Проблемно-
предметное поле дает возможность представить содержание через определенные группы проблем, выбрать на их основе определенную
траекторию изучения данной дисциплины, исходя из конкретных задач, профиля подготовки студентов, их интересов и склонностей, а так же особенностей познавательной деятельности. Такое представление информационной составляющей дает возможность отойти от фрагментарности, мозаичности подачи материала и рассмотреть курс в единстве всех его составляющих.
2. Рассмотрение содержания курса «Физическая картина мира» с позиций эволюционно-синергетического подхода иллюстрирует развитие физической науки как развитие составляющих её понятий, законов, теорий, концепций и картин мира - вот та методологическая основа, на которой базируется любое эволюционное учение.
В рамках этого подхода целесообразно рассмотрение содержания курса с позиций глобального эволюционизма на достаточно широком естественнонаучном материале - от рождения нашей Вселенной в ходе хаотической инфляции вплоть до формирования когнитивных структур мозга человека как высшего уровня организации материи во Вселенной. В этом случае возможны постановка и обсуждение важнейших вопросов: описание рождения (становления) объекта, изменение его возраста (старения) и его неизбежная гибель. Указанная триада естественным образом задает «стрелу времени» индивидуального развития для каждого данного объекта или же целого класса сходных объектов.
Эволюционные представления тесно связаны с синергетикой, поскольку различные бифуркационные сценарии характеризуют именно эволюцию на достаточно развитых ее стадиях. Раскрытие общности явлений и процессов разной природы, рассмотрение вариативности, нелинейности развития сложных систем, выявление условий их устойчивого развития, использование различных модельных представлений дает возможность и преподавателю, и студенту вскрыть глубинную, не лежащую на поверхности, общность явлений и процессов, наблюдаемых в природе, перейти от понимания процесса развития как линейного и однонаправленного к пониманию его многовариантности и возможности альтернатив. При этом в процессе изучения курса «Физическая картина мира» формируется целостное знание, которое больше и полнее, чем каждая теория в отдельности. Главная особенность синергетического подхода в том,
что создается целостный курс, который не представляет собой мозаику независимых сведений из разных разделов физики, курс изначально пронизан общей идеей, общим стержнем, теоретическую основу которого составляют идеи самоорганизации открытых неравновесных диссипативных систем.
В рамках эволюционного подхода необходимо рассмотрение представление о стратегиях и методах научного познания природы: классической, неклассической и постнекласси-ческой стратегии научного познания или тип научной рациональности.
Классическая рациональность - это первый тип научной рациональности, основанный на полном отделении природы от человека. Классическая стратегия физического мышления:
- предполагает, что в природе нет случайности, все в ней строго закономерно;
- использует формальную логику, которая базирует свои построения на законе исключенного третьего (из двух несовместимых суждений в данный момент может быть реализовано только одно), т.е. реализуется схема выбора «или - или»;
- исходит из представлений о полной независимости исследуемого объекта и наблюдателя, процесс исследования никак не сказывается на изучаемом объекте;
- использует наглядные представления, воспроизводит реальные предметы.
Такая картина мира была реализована в механической и электромагнитной картинах мира. В них в наиболее сильной степени воплотились классические представления о физической реальности. Несмотря на ограниченность своих возможностей, классическая стратегия познания не является неполноценной, просто следует учесть, что наш мир очень богат в своих проявлениях и данная стратегия познания не исчерпывает всех сторон действительности.
Неклассическая рациональность позволяет построить другую картину мира, равноправную классическим представлениям. Ее основные особенности:
- новое представление о случайном и способах описания вероятностных процессов;
- использование новой логики, которая в корне отличается от схемы выбора «или - или» и опирается на логику, в которой противоположным высказываниям применяется схема совмещения «и - и», её можно назвать дополнительной логикой;
- ограничение возможности наблюдателя быть отстраненным «зрителем»;
- отсутствие наглядности, описание и объяснение процессов и объектов, которые невозможно себе представить, что приводит к необходимости их описания на языке математики, используя абстрактные понятия.
Главное отличие между классическим и неклассическим познанием связано с наличием неконтролируемого взаимодействия рассматриваемого «малого» объекта с «большим» внешним окружением, т.е. состояние системы определяется не только объектом, но и окружением. Неклассическая стратегия реализована в квантовой полевой картине мира и неклассических теориях Планка - Гейзенберга -Дирака - Эйнштейна - Гиббса.
Понятие о сложности природных систем, цельности и неразрывности компонентов системы, условности выделения самих этих компонентов привносит в современную физику дополнительный элемент новизны. Как построить изучение системы, на какие компоненты расчленить сложную систему для облегчения задачи исследования, как учесть всю предысторию системы, ее эволюцию? Эти вопросы связаны со становлением в современной физике, так называемой, постнеклассической стратегии познания. Объектами её изучения становятся исторически развивающиеся системы, эволюция которых характеризуется переходом от одной относительно устойчивой системы к другой системе с новым уровнем организации ее элементов и саморегуляцией, т.е. реализуется эволюционно-синергетический подход. Постнеклассическая стратегия познания только формируется, и пока еще рано детально анализировать ее особенности. Однако ее элементы можно обнаружить, например, в астрономии (эволюция Вселенной), термодинамике (второй закон термодинамики).
Рассмотрение стратегий научного познания в курсе «Физическая картина мира» позволяет увидеть различия в интерпретации характера воздействия окружения на объект исследования (контролируемое и неконтролируемое), методов моделирования (объекты и состояния), целостности объекта и его окружения [4]. Взгляд на реальность как на неравновесную, неустойчивую, открытую систему, характеризует новый этап в развитии физики. Эта реальность включает мировоззрение человека как составной элемент. Поэтому изложение принципиальных вопросов курса современной физики предполагает выведение обучаемых на новый, неклассический, уровень мышления и познания природы, способствует формиро-
ванию естественно-научной картины мира, основу которой составляет физическая картина мира.
3. В структуре и содержании учебной дисциплины должны быть выделены, на наш взгляд, инвариантная и вариативная составляющие. Инвариантная составляющая отражает обязательный минимум содержания дисциплины, в рамках которой осуществляется естественнонаучная подготовка. Вариативная часть соответствует специфике профиля подготовки, учитывает будущую профессиональную деятельность студентов, их интересы и склонности. Содержание вариативной составляющей, последовательности её рассмотрения, глубину и объем учебного материала каждый студент определяет самостоятельно, намечая тем самым индивидуальную образовательную траекторию освоения курса. Исходя из содержания вариативной части, студентам для индивидуальной работы предлагаются определенные источники информации, специфические дидактические материалы, устанавливается индивидуальный график освоения курса, определяются формы работы, обсуждаются возможные формы отчетности.
4. С целью рационального структурирования содержания материала учебной дисциплины, необходимо использовать блочномодульный принцип построения учебного материала. Особенность модульного принципа построения состоит в том, что изучаемый материал делится на самостоятельные модули (дидактические единицы), каждый из которых изучается по завершенному циклу. Модули в сою очередь состоят из элементов. Под модулем понимают «совокупность элементов, характеризующихся законченностью и относительной независимостью по отношению друг к другу» [1, с.7]. Таким образом, модули (дидактические единицы), представляют целостные, логически завершенные фрагменты курса.
Модульная технология обучения описана в работах О. А. Королевой, П. И. Третьякова, М. А. Чошанова. Эффективность модульного обучения во многом зависит именно от качества модулей, которые строятся в соответствии со следующими принципами:
- целевое назначение информационного материала модуля;
- сочетание интегрирующих и частных дидактических целей;
- относительная самостоятельность элементов модуля;
- полнота учебного материала в модуле;
- оптимальная передача информационного материала в модуле.
Курс «Физическая картина мира» изучается студентами всех профилей направления «Физико-математическое образование», поэтому при построении учебного курса в соответствии программой преподаватель может не только переставлять местами дидактические модули, но и изменять их количество, комбинировать структурные элементы модуля различными способами в зависимости от целей и задач курса, которые обусловлены профилем обучающихся.
Модульное обучение, безусловно, создает огромные возможности и для реализации индивидуального образовательного маршрута. В рамках каждого дидактического модуля, за счет вариативной части, можно варьировать объемы содержания различных разделов учебной дисциплины (исходя из количества часов, интересов и склонностей студентов), обозначать различные акценты в зависимости от профиля обучающихся путем включения отдельных сведений из профессиональных предметов и переноса особенностей профессиональной деятельности в процесс обучения. По каждому дидактическому модулю предусмотрены возможные уровни усвоения материала и варианты определения результатов освоения модуля.
5. Для системной организации учебной информации, в каждом дидактическом модуле необходимо предусмотреть уплотнение учебного материала за счет обобщения и систематизации материала, исключения вопросов частного характера, неструктурированного материала, сложных математических выводов и т.д. С этой целью, мы предлагаем, содержание каждого дидактического модуля представлять в виде структурно логических схем, конспектов и других форм обобщения учебного материала.
Модульное обучение и конспекты устраняют перегрузку студентов, увеличивают усваиваемые студентами объемы знаний без увеличения времени, отводимого на их изучение. Использование опорных конспектов, структурно-логических схем, знаковых моделей учебного материала является одним из направлений интенсификации процесса обучения.
К основным функциям структурнологических схем, можно отнести: обобщение материала; выделение и хранение информации; упорядочение и систематизация учебного материала; увеличение объема предоставленной информации; визуализация в виде схем; смысловое и информационное сжатие материала.
Структурно-логические схемы и конспекты представляют собой рамочную, каркасную структуру основной идеи учебного материала темы (раздела), обладают огромной емкостью, дают возможность визуализировать содержание материала, позволяют устанавливать ассоциативные связи между его элементами, делая учебный материал более доступным. Доступность учебного материала зависит от многих факторов: объема учебной темы, способа её изложения, от предшествующей подготовки студентов, от применения средств наглядности и т.д. С полным основанием можно утверждать, что использование структурно-логических схем и конспектов обеспечит доступность содержания материала для студентов.
При разработке структурно-логических схем и конспектов по курсу «Физическая картина мира» основной упор делался на развитие внутренней логики изучаемой темы, при их использовании необходимо учитывать следующие обстоятельства.
Во-первых, основное назначение структурно-логической схемы - сориентировать студентов на рациональное (оптимальное) изучение курса, помочь им систематизировать учебный материал, выявить взаимосвязи между элементами содержания, воссоздать целостную картину физической теории.
Во-вторых, структурно-логические схемы и конспекты отражают не в полной мере содержание учебной дисциплины, а только его общие структурные и логические связи, поэтому любая схема в той или иной мере ограничена. Однако удачно составленная схема имеет огромное методологическое значение, поскольку играет роль «путеводной нити», позволяя студентам разобраться в сложном для них материале.
В-третьих, любая схема всегда несет субъективный отпечаток, который определяется пониманием сущности вопросов, методологической целью изучения дисциплины и эстетическими вкусами автора, т.е. каждая схема - это один из вариантов представления содержания материала, важно, чтобы каждая схема помогала студенту в усвоении учебного материала.
В качестве примера рассмотрим структуру разработанного учебного модуля «Материя. Структурные уровни и системная организация материи». Данный модуль состоит из нескольких тем (учебных элементов), количество которых варьируется от четырех до восьми. В модуль помимо основных учебных элементов включены и дополнительные. Основные учебные элементы приемлемы для всех профилей направления физико-математического образования, а в дополнительные элементы помеща-
ется материал, рассчитанный на повышенный уровень усвоения. Структура данного модуля представлена на рис. 1.
Как видно из рис. 1, в основную часть модуля «Материя. Структурные уровни и системная организация материи» входят следующие учебные элементы: эволюция представлений о материи, масштабные уровни материи; системные уровни организации материи; струк-
туры микро-, макро - и мегамира; процессы в микро - и мегамире. В качестве дополнительного материала можно рассмотреть: химический и биологический уровни материи; эволюцию планет солнечной системы, геологическую эволюцию, реакционную способность веществ; физические принципы воспроизводства живых систем.
Рис. 1. Структурно-логическая схема модуля «Материя. Структурные уровни и системная организация материи»
Каждый элемент представлен или в виде структурно-логической схемы, или конспекта, или другой формы обобщения материала. Так при раскрытии элемента «Масштабные уровни материи» рассматриваются объекты предельно малых масштабов (микромир); объекты, размерность которых соотносима с масштабами жизни на Земле (макромир); объекты больших астрономических масштабов (мега-мир). При изучении элемента «Структурные уровни материи» в микромире подробно останавливаются на уровне элементарных частиц, раскрывая их основные характеристики и классификацию; мегамир представлен планетарным, звездным и галактическим уровнями, на уровне макромира анализируются вещественные и полевые формы материи. В качестве примера (рис. 2) показана структурно-
логическая схема темы «Процессы в микромире» - физический уровень.
Основные понятия данного элемента -взаимопревращения элементарных частиц (распады элементарных частиц, рождение новых частиц при столкновениях, аннигиляция), естественная и искусственная радиоактивности, основные виды радиоактивного распада, термоядерные реакции, энергия связи ядра, энергия связи нуклонов в ядре. В качестве дополнительного материала могут быть рассмотрены следующие понятия: ионизация
атомов, дефект масс, энергия выделяющейся в ядреных реакциях, цепные ядерные реакции, а так же вопросы, касающиеся химических и биологических процессов в микромире.
І І
Рис. 2. Структурно-логическая схема темы «Процессы в микромире»
На самостоятельную работу студентов отводиться 60% от общего количества учебного времени предусмотренного государственным образовательным стандартом на изучение дисциплины, поэтому роль и значимость самостоятельной работы студентов в процессе подготовки специалиста на всех уровнях структурной организации высшего образования повышается, что ставит перед преподавателями вузов важные задачи. Методически грамотная организация самостоятельной ра-
боты студентов и контроль за ее выполнением наполняет конкретным содержанием и смыслом самостоятельную работу студентов, способствует формированию у них самостоятельности мышления, творческого подхода к решению проблем различного уровня.
Разработанная система СРС по курсу «Физическая картина мира» учитывает предварительную подготовку студентов по естественным наукам, их личностные характеристики, а также основывается на педагогических техно-
логиях, которые позволяют обеспечить переход от формально-дисциплинарного к проблемно-активному типу обучения.
Каждый модуль дисциплины «Физическая картина мира» предусматривает определенный объем самостоятельной работы студента. Самостоятельная работа студентов с представленными схемами и конспектами заключается в наполнении их содержанием, обсуждением основных понятий, концепций. Для оптимизации данной работы подобраны дидактические материалы, составлен тезаурус, который содержит все встречающиеся в тексте термины, понятия, законы, разработана система заданий и упражнений, которая содержит обязательные задания, инвариантного и вариативного характера, а так же дополнительные задания для самостоятельной работы. При планировании системы заданий и видов работы мы исходили из того, что у студентов четвертого курса уже имеется определенный опыт учебно-познавательной деятельности, сформированы основные общеучебные умения, поэтому наиболее часто используются такие виды самостоятельной работы студентов как: работа с печатными пособиями; чтение научнопопулярной литературы и периодики; работа со словарями и справочниками; работа с первоисточниками; ГпЬегпеЬ ресурсами и т.п. Результаты данной работы студенты представляют в различной форме: заполнение таблиц; составление структурно-логических схем и конспектов, изготовление дидактического материла; составление кроссвордов, аннотации или глоссария по рассмотренной теме или прочитанной статье; написание сочинения; подбор литературы по определенной тематике; подготовка ответов на вопросы; создание презентаций и разработка проектов по изученным темам и т.д.
Самостоятельная работа организуется на принципах обратной связи. Каждый модуль предусматривает текущий, промежуточный и обобщающий контроль, который может быть осуществлен в виде само - и взаимоконтроля.
Для осуществления обобщающего контроля разработаны тестовые задания по каждому модулю, содержащие вопросы с выбором ответа, на сопоставление, на установление последовательности. Наличие четко сформулированного объема требований, регламентации всех видов заданий, обеспечение условий самостоятельной работы, осуществление регулярного текущего контроля позволяет студентам планировать свою самостоятельную работу, выбирать задания соответствующие их индивидуальным особенностям, обеспечивает каждому студенту педагогическую поддержку.
Практика показывает, что студенты в условиях данной системы организации самостоятельной работой проявляют активность в изучении данной дисциплины, что дает положительные результаты, способствует развитию интереса не только к физике, но и к другим естественно-научным дисциплинам.
Понимая, что в становлении мировоззренческой культуры большую роль играет не только система обобщенных знаний о физической картине мира, но и взгляды и убеждения, соответствующие диалектико-материалисти-чес-кому пониманию природы, нами при изучении данной дисциплины используются такие методы и формы обучения, которые способствуют осмыслению и принятию наиболее общих идей современной физики, в которых проявляться личное отношения к полученным знаниям.
Таким образом, в результате знакомства с современной физической картиной мира на основе эволюционно-синергетического подхода можно констатировать, что завершение изучения данной дисциплины способствует созданию у студентов единой целостной научной картины мира. В конечном счете, это является необходимым условием формирования естественнонаучного мировоззрения и соответствующего способа мышления, что декларируется как цель изучения дисциплины «Физическая картина мира».
Список литературы
1. Банная В. Ф., Белых Н. Г. Основные принципы построения модульной программы // Школа будущего. 2008. № 4. С.7-18.
2. Бордонская Л. А. Отражение взаимосвязи науки и культуры в школьном физическом образовании и подготовке учителя: Монография. Чита: Изд-во ЗабГПУ, 2002.
3. Концепция Федеральной целевой программы развития образования на 2006-2010. // Высшее образование сегодня. 2005. № 10.
4. Мамардашвили М. К. Классические и неклассические идеалы рациональности. М.: Лабиринт. 1995.
5. Степин В .С., Кузнецова Л. Ф. Научная картина мира в культуре техногенной цивилизации. М.: Изд-во ИФ РАН, 1994.
