CC BY
57
УДК 378.147:37.04
И. И. ГОНЧАР М. В. ЧУШНЯКОВА С. Н. КРОХИН Н. А. ХМЫРОВА
Омский государственный университет путей сообщения
Омский государственный технический университет
СТРУКТУРИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ В ПРОЦЕССЕ ПРЕПОДАВАНИЯ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ: ФИЗИЧЕСКИЕ ЧАСТИ РЕЧИ
Разработана универсальная классификация физических понятий. Для изучения физических понятий по предложенной классификации составлен алгоритм работы, реализованный в виде наглядной блок-схемы, помогающей легко структурировать и систематизировать знания учащихся в процессе преподавания курса общей физики. Ключевые слова: методика преподавания физики в вузе, классификация физических понятий.
Любая наука с её системой терминов представляет собой определённый язык, особенно для того, кто только изучает её, а не занимается ею профессионально. Общая физика не является в этом смысле исключением. В обычном общеупотребительном языке есть лексические единицы (части речи): существительные, прилагательные, глаголы и т.д.
Мы пришли к необходимости выделения физических частей речи, пытаясь ответить на простые вопросы: «Что такое ньютон? Что такое электрический заряд? Что такое атом? Что такое теплопроводность? Чем отличаются поляризованность и поляризация, что это такое? Что такое скорость света?»
Впервые наши соображения на эту тему были опубликованы в [1].
Вот краткое описание «физических частей речи».
Физические явления: механическое движение, теплопроводность, электрический ток, испарение, плавление, колебания и т.д. Примеры физических явлений обычно есть, а вот определения (что же такое физическое явление) нет. По-видимому, это разумно, так как физическое явление — это базовое понятие.
Физические явления происходят с реальными объектами: по орбитам вокруг реального Солнца движутся реальные планеты; вблизи реального ядра в реальном атоме водорода движется реальный электрон; плавится, превращаясь в реальную воду, реальный лёд.
Для количественного описания физических явлений служат физические модели, физические величины и физические законы.
Вот примеры физических моделей: материальная точка (частица), абсолютно твёрдое тело, идеальный газ, электрический диполь, гармонический осциллятор. Особенно важно разъяснять студентам, чем мы пренебрегаем в той или иной физической модели, а что учитываем.
Важнейшей частью физической речи являются физические величины. С нашей точки зрения, рас-
сказывать про физическую величину удобно по следующей схеме. Необходимо сказать, к какому классу она относится, в чём измеряется (какова размерность физической величины), и дать её определение (или как минимум перечислить основные свойства). В качестве четвёртой позиции такого рассказа полезно указать, для характеристики какого физического явления служит данная величина. Наконец, неплохо проиллюстрировать обсуждаемую физическую величину каким-нибудь рисунком, который превратит её для обучаемого в зрительный образ.
Примерами физических законов являются второй закон Ньютона (1), уравнение состояния идеального газа (2), уравнения Максвелла в интегральной форме (3а-г).
Р=пквТ,
5 V
£ В dS = 0,
£ЕdS=-\дВ dS , } J дt
г ' ' гдБ ' <•' ' № ^ .
(1)
(2)
(за)
(зб)
(зв)
(зг)
Здесь у студентов возникает много трудностей: ведь законы часто законами не называют (примеры: уравнения Максвелла, уравнение Шрёдингера).
В законы иногда входят физические постоянные, такие как постоянная Больцмана кв =1,3840-23 Дж-К-1, гравитационная постоянная С=66,72 пН-м2-кг-2, магнитная постоянная ц0 = 4р-10-7 Гн-м и т. д.
Отдельной частью физической речи следует, по нашему мнению, считать определения. К сожалению,
5
9 Размерности
Рис. 1. Алгоритм работы с физическими частями речи
часто в процессе преподавания общей физики определениям не уделяется должного внимания. Между тем определение справедливо всегда, на него можно уверенно опираться при решении любой задачи. Приведём несколько примеров. Вот две формулы для электрической индукции:
Б=е 0 Е+Ре, Б = 88 0Е .
(4а) (4б)
Формула (4а) является определением, а потому справедлива всегда. А вот формула (4б) справедлива лишь в том случае, когда среда изотропная, и в ней закончились процессы релаксации. Поэтому она является приближённой.
Определением плотности массы является формула (5а), а вот общеупотребительная формула (5б) справедлива либо для однородного тела, либо для нахождения средней плотности.
ёж
Рп
(V '
Р ж =— .
(5а)
(5б)
Ещё одну часть физической речи представляют собой полезные частные формулы. Их примерами
являются (4б) и (5б).
Итак, список «физических частей речи» включает в себя
1) реальные объекты,
2) физические явления,
3) физические модели,
4) физические величины,
5) физические законы,
6) физические постоянные,
7) полезные частные формулы,
8) определения,
9) размерности физических величин.
Некоторые из наших физических частей речи,
такие как физические модели, явления, величины и законы, традиционно выделяются в учебной литературе как школьного, так и вузовского курса физики. Например, в учебнике Г. С. Ландсберга [2] абсолютно чётко выделены физические законы и явления, а вот физические модели не выделяются. В курсе физики И. В. Савельева [3] употребляются такие термины, как явления и физические величины, однако не упомянуто, что уравнения Максвелла выражают собой законы электромагнитного поля. Во всех учебниках по механике встречаются поня-
тия материальной точки и абсолютно твёрдого тела, но далеко не всегда объясняется, что это физические модели [2, 4, 5].
Введение в классификацию новых частей речи, перечисленные в списке под номерами с 6 по 9, помогают в процессе преподавания физики четко выделять и давать определения физическим понятиям, отличать частные формулы от формул-определений. Такие ошибки студенты допускают довольно часто, например, при ответе на вопрос «Что такое сила тока?» они приводят закон Ома для участка цепи. Для определения скорости материальной точки записывают частную формулу для равномерного прямолинейного движения или зависимость скорости от времени для равнопеременного движения.
Таким образом, для того чтобы помочь студентам усвоить новые физические понятия, которые на них обрушиваются в неимоверном количестве при изучении курса физики, возникает необходимость в четком структурировании физических понятий при изложении изучаемого материала в процессе преподавания.
Для изучения физических понятий по предложенной классификации составлен алгоритм работы, реализованный в виде наглядной блок-схемы (рис. 1). В блок 1 студент или преподаватель записывает реальные объекты (1), которые участвуют в физических явлениях (блок 2). В блок под номером 3 вносится словесное определение или описание явления. Для количественного описания физического явления используется модель (блок 4), затем в блоке 5 приводятся физические величины со своими качественными или формульными определениями (блок 8) и единицами измерения (блок 9). Взаимосвязь между величинами устанавливает физический закон или законы, их фиксируем в блоке 6, а входящие в закон константы со своими размерностями выделяем в блоке 7. Такой алгоритм мы предлагаем использовать в качестве «скелета» при изложении лекционного материала.
Выполнение заданий по классификации физических понятий способствует, во-первых, систематизации и обобщению знаний студентов: весь изучаемый материал можно сразу охватить взглядом, а приведенные физические формулы легко запоминаются; во-вторых, развитию навыков самостоятельной работы.
В вузовском курсе физики формирование физических понятий происходит главным образом посредством решения задач на практических занятиях. Они традиционно начинаются с того, что препода-
ж
ватель обсуждает основные формулы и законы, необходимые при решении задач. При этом студент занимает позицию слушателя. Для вовлечения студентов в активную познавательную деятельность мы предлагаем в начале занятий выполнять задания по классификации физических понятий под руководством преподавателя.
Итак, классификация физических понятий по физическим частям речи с помощью разработанного алгоритма является новой технологией формирования физических понятий в процессе преподавания общей физики, который повышает его эффективность.
Библиографический список
1. Гончар, И. И. Физические части речи / И. И. Гончар, С. Н. Крохин // Физика в системе высшего и среднего образования России : материалы Междунар. школы-семинара. — М., 2012. - С. 60-61.
2. Ландсберг, Г. С. Элементарный учебник физики : учеб. пособие. В 3 т. Т. 1 / Г. С. Ландсберг. — М. : Физматлит, 2001. — 607 с.
3. Савельев, И. В. Курс общей физики : учеб. пособие. В 3 т. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика / И. В. Савельев. — М. : КНОРУС, 2009. — 576 с.
4. Яворский, Б. М. Основы физики. В 2 т. Т. 1. Механика. Молекулярная физика. Электродинамика / Б. М. Яворский, А. А. Пинский. — М. : Физматлит, 2003. — 576 с.
5. Савельев, И. В. Курс общей физики : учеб. пособие. В 3 т. Т. 1. Механика, молекулярная физика / И. В. Савельев. — М. : Лань, 2008. — 354 с.
ГОНЧАР Игорь Иванович, доктор физико-математических наук, профессор (Россия), профессор кафедры физики и химии Омского государственного университета путей сообщения. Адрес для переписки: vigichar@hotmail.com ЧУШНЯКОВА Мария Владимировна, кандидат физико-математических наук, ассистент кафедры физики Омского государственного технического университета.
Адрес для переписки maria.chushnyakova@gmail.com КРОХИН Сергей Николаевич, кандидат физико-математических наук, доцент (Россия), заведующий кафедрой физики и химии Омского государственного университета путей сообщения. Адрес для переписки: krokhinsn@mail.ru ХМЫРОВА Наталья Анатольевна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики и химии Омского государственного университета путей сообщения.
Адрес для переписки : nata_ruban@mail.ru
Статья поступила в редакцию 19.01.2015 г. © И. И. Гончар, М. В. Чушнякова, С. Н. Крохин, Н. А. Хмырова
УДК 101/.14+378.147 н. Г. ЗЕНЕЦ
Т. В. МИРОНЕНКО
Омская государственная медицинская академия
ЛЮБОВЬ К МУДРОСТИ, ИЛИ ОПЫТ ВХОЖДЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВО ФИЛОСОФИИ
Статья посвящена специфике преподавания философии как своеобразного феномена жизни человека. Исследование построено на примере вхождения в пространство философии студентов нефилософских специальностей. В работе описывается возможность самостоятельного мышления методом создания диалогической игровой ситуации, итогом которой является формирование у студентов понимания философии как живого знания, понимание того, что есть философствование. Ключевые слова: философия, философствование, понимание, преподавание, живое знание.
Преподавание философии в высших учебных заведениях в современных условиях российской действительности сопряжено с определенными трудностями, вызванными сменой идеологических оснований общества, изменением культурных и духовно-нравственных ориентиров человека. Когда приоритетными ценностями становятся потребление, эгоцентризм и вседозволенность, философии приходится не столько жить, сколько выживать: «Ныне философия становится очень интересной игрой, в которой сталкиваются разные стили, жанры, эпохи, мироощущения, виды и формы знания»[1, с. 187]. Трудность преподавания связана ещё и с пробле-
матичностью самоидентификации философии, с тем как она определяет самоё себя. Нельзя не признать, что сегодня определить, что такое философия весьма сложно. И если философию можно понимать и как научную доктринальную область, и как своеобразный метод мышления (В. Подорога), и как «способ жить» (П. Адо), то и само преподавание философии не может быть чем-то однозначным.
Подобно тому, как некую сумму знаний можно усвоить в виде информационного материала, а можно «пропустить через себя», сделать компонентой личностного мировоззрения, так и философию можно превратить в идеологическую или догматическую
