Физика вокруг нас

Как известно, физика — фундаментальная наука о простейших и вместе с тем общих закономерностях природы. Основные понятия, принципы и законы физики играют определяющую роль в большинстве наук о природе.

Достижения физики применяются для создания веществ с заранее заданными свойствами, преобразования информации, разработки современных технологий. Физика как область научных знаний, являющаяся основой военной промышленности любой развитой страны, обеспечивает стратегический потенциал современного государства.

Общекультурная значимость фундаментальных физических понятий, законов и принципов предопределяет необходимость изучения в школе основ этой науки в объеме, достаточном для ориентации и конструктивной деятельности в окружающем мире. Ознакомление с физикой как наукой необходима учащимся и для осознанного выбора профиля последующего обучения, что особенно актуально для выпускников основной школы.

Таким образом, изучение физики призвано обеспечить:

• — развитие личности ученика: наблюдательности, умения воспринимать и перерабатывать информацию, делать выводы, образного и аналитического мышления;
• — ознакомление с основами физики как системы фундаментальных физических теорий, умение применять научные знания для анализа наблюдаемых процессов;
• — формирование научного мышления и мировоззрения, понимание возможностей научного познания природы и ознакомление его методами;
• — развитие творческих способностей учащихся;
• — формирование и поддержание познавательного интереса к физике, раскрытие роли физики в современной цивилизации;
• — помощь выпускникам школы в определении профиля их дальнейшей деятельности.

Достижение целей модернизации общего среднего образования предполагает осуществление ряда мер, главные из которых — организация профильной школы, внедрение новых форм итоговой аттестации выпускников школы (единый государственный экзамен, портфолио и др.), разработка образовательных стандартов нового поколения, оптимально учитывающих современные тенденции в образовании, создание качественных учебно-методических комплектов.

Учебники физики Г. Я. Мякишева и др. представляют собой модернизированный вариант учебных пособий. Они соответствуют требованиям программы, имеют относительно малый объем и большое количество параграфов. Поэтому размеры параграфов невелики, обозримы, что создает психологически комфортные условия для концентрации внимания и усвоения знаний теми учащимися, которые не склонны к интенсивной умственной деятельности в области физики. Материал изложен ясно, лаконично, с использованием несложного математического аппарата. Авторам удалось найти удачное сочетание простоты, доступности и научности текста.

Эти учебники способствуют развитию познавательного интереса к учебному предмету не только основной информацией, но и дополнительной (рисунками, содержанием таблиц). Имеются в них и средства для индивидуализации учебной деятельности школьников: вопросы, упражнения, лабораторные работы. Хорошее полиграфическое исполнение книг, использование двух цветов, выделение в тексте основных элементов, наличие резюме в конце глав делают учебные пособия эстетически привлекательными и удобными для познавательной деятельности. Однако сравнительно небольшое число задач в них, к тому же неравномерно распределенных по темам, диктует необходимость для эффективной подготовки учащихся к итоговой аттестации в форме ЕГЭ составить и использовать в учебном процессе дополнительные комплексы физических задач.

Учебники В. А. Касьянова изначально были предназначены для учащихся как общеобразовательных классов, так и профильных. Эти учебники имеют много достоинств. Главное — они отличаются глубиной изложения материала, высокой научностью. Основное внимание уделяется в них изложению сущности физических явлений и процессов, законов и теорий, формированию физической картины мира, интеллектуальных умений школьников. Предупреждая формальное, механическое запоминание информации, автор стремится обосновывать выводы, опираясь на немногочисленные фундаментальные положения. Подкупают простые и в то же время корректные доказательства теоретических суждений, лаконичный, емкий стиль изложения, обеспечивающие знакомство учеников с теоретическим методом познания природы.

Их прекрасный дизайн, наличие широких полей с важной информацией, продуманный визуальный ряд, использование двух цветов для выделения ключевых элементов знания, резюме в конце глав — все это подчинено решению важной дидактической задачи: формированию понятийных психологических структур (необходимого условия успешного усвоения знаний).

Продуманный комплекс задач может служить основой для подготовки школьников к итоговой аттестации; их разноуровневость позволяет осуществить индивидуализацию учебной деятельности, а вопросы для самоконтроля способствуют проверке учениками своего понимания и усвоения текста.

Однако перечисленные факторы, повышая качество работы с учебниками, в то же время приводят к увеличению их объема. Таким образом, эти учебники скорее всего должны использоваться в классах технического и физико-математического профилей, где на физику отводятся 6 ч в неделю.

Широкое использование физического эксперимента позволяет формировать у учащихся умение работать с разнообразными техническими устройствами и измерительными приборами, что позволит им легче адаптироваться к условиям жизни в современном быту и работе на производстве.

Большие возможности для реализации данного стремления имеет учебный предмет «физика». Эксперименты и наблюдения поставляют человеку факты о природных явлениях (а не знания!), обеспечивая «живое созерцание», являющееся исходным пунктом процесса познания. Они связаны с чувственным восприятием информации, в котором главную роль играют ощущения — зрение, слух, осязание. Это первый этап: накопление фактов. Затем наступает второй этап: анализ и осмысление этих фактов через мышление; этот этап совершается в мозгу человека и называется «абстрактное мышление». Именно оно дает возможность проникнуть в суть явления, процесса, объекта, установить связи, причины, следствия, объяснить закономерности, создать теорию явления. Этот этап осуществляется путем рассуждений. Ведущие методы его реализации — беседа, полностью самостоятельные действия, дискуссии. Третий этап процесса познания — практика: выдвинутые теоретические положения (гипотезы) проверяют опытом, которые устанавливают их истинность или ложность. На этом этапе эксперимент выступает как «критерий истины».

Практика убеждает: ученики, как правило, не знают как вести наблюдение, из каких шагов оно должно состоять (им этого не показывают); обычно они считают, что нужно только смотреть. Не знают и как самостоятельно поставить эксперимент. Когда же ученики привыкают действовать по инструкции, предписывающей все шаги конкретной работы, то в новых условиях, при получении задания без инструкции, они, скорее всего, станут в тупик; мы формируем исполнителя, что вообще-то ценно, но вырабатываем привычку следовать указаниям («приказам») без размышлений.

Из сказанного ясно, что необходимо учить наблюдать и ставить самостоятельно эксперимент, вести исследование. А для этого нужно дать общие алгоритмы выполнения таких работ, т. е. познакомить с общими принципами экспериментального познания (методологией). Тогда любое новое задание, связанное с наблюдениями и постановкой опытов, станет частным случаем реализации общих правил. Ученик будет выполнять его осознанно, размышляя и анализируя свои действия.

Одна из важнейших задач внеурочной работы по физике — развитие познавательного интереса. Конечно, развитие познавательного интереса является задачей не только внеурочной работы. Эту задачу учитель должен не упускать из виду ни на одном уроке. Однако внеурочная работа имеет ряд особенностей, позволяющих внести существенный вклад в решение этой задачи.

Особенностями внеурочной работы по физике, повышающими ее эффективность, являются возможность большей, чем на уроке, индивидуализации работы с учащимися, предоставление каждому школьнику возможности выбора занятий по его интересам, работы в темпе, соответствующем его желаниям и возможностям. Большое значение имеет и тот факт, что эта деятельность не регламентируется условиями обязательного достижения каких-то заданных результатов и при правильном подходе руководителя она обязательно является успешной для учащегося.

Развитие познавательного интереса к физике и ее практическим приложениям во внеурочной работе обеспечивается широким привлечением элементов занимательной науки и техники, знакомством с новейшими достижениями науки и современного производства.

Перед учителем не стоит задача привлечения к внеурочной работе всех учащихся, но каждого учащегося, проявляющего интерес к физике, учитель должен заметить и найти соответствующую его индивидуальным особенностям форму удовлетворения и развития интереса. Одним учащимся можно рекомендовать посещение факультативных занятий или физического кружка, другим — участие в работе технических кружков, третьим порекомендовать интересные книги или научно-популярные статьи по физике. Многие учащиеся имеют склонность к самостоятельному выполнению опытов в домашних условиях. Эта деятельность также требует руководства со стороны учителя. Школьникам, проявляющим повышенный интерес к решению задач, можно порекомендовать систематическое участие на физической олимпиаде.

Для развития творческих способностей учащиеся должны встречаться с проблемами, требующими применения полученных знаний в новых условиях, самостоятельного открытия неизвестных им законов и закономерностей, изобретения оригинальных приборов и конструкций машин. На уроках физики для такого рода заданий выделить значительное время нет возможности.

Изучая любое физическое явление, всегда нужно ответить на три главных вопроса: «Что? Почему? Зачем?». «Что?» — это вопрос о предмете и объекте исследования. «Почему?» — вопрос о причине явления или происходящих в нем изменений. Причиной изменения состояния тела или системы тел может быть изменение внешних условий или действие сил. Определив эти силы, можно понять, почему происходит явление. «Зачем?» — вопрос о необходимости изучения предмета физики, например, изучение курса механики, позволит учащимся понять, как природа способна преобразовать энергию солнечного света в другие формы энергии: механическую энергию движения ветров и течение рек, энергию потоков тепла, электрическую энергию заряженных масс воздуха и земной поверхности, энергию растительности и животной биомассы, энергию горючих полезных ископаемых в земных недрах. Жизнь на Земле и ее устойчивость обеспечиваются постоянным преобразованием различных видов энергии. Изучая атомную физику, учащиеся знакомятся с различными видами лазеров, которые применяются сегодня для лечения 100 заболеваний в медицине. Информатизация образования предполагает применение компьютерных технологий обучения. Использование компьютерных технологий в учебном процессе позволяет эффективно использовать источники информации; хранить, обрабатывать, представлять информацию; производить автоматизацию расчетов, визуализацию изучаемых явлений, математическое моделирование. Актуальность информатизации образования продиктована новыми социальными требованиями, предъявляемыми к личности.

Существуют два направления прямого применения компьютеров в школе. Первое — это обучение школьников работе на самом компьютере как пользователей. Для этой цели уже созданы в каждой школе кабинеты информатики. Второе направление — создание специальных видеосплейных классов, в которых можно организовать преподавание на более высоком уровне любых школьных дисциплин.

Информационные технологии, оснащенные всеми необходимыми компонентами, в совокупности с правильно отобранными (или спроектированными) технологиями обучения, использованием активных методов обучения становятся базой современного образования, гарантирующей необходимый уровень качества, вариативности, дифференциации и индивидуализации обучения и воспитания. Новые информационные технологии, в том числе компьютерная коммуникация, позволяют совершенствовать учебный процесс в целом и подготовку к сдаче Единого экзамена в частности.

В любом классе есть любознательные дети, которые часто задаются вопросом: «Почему?» Они стремятся к новым знаниям, обращаются к учителям и родителям за разъяснениями, ищут ответы в книгах.

Наша задача — выявлять таких детей, расширять их кругозор, содействовать развитию познавательных интересов и смекалки, изучать и использовать новые технологии обучения, т. е. создавать все условия для развития личности такого ученика. Поэтому одно из важных направлений работы учителя — работа с одаренными детьми.

Можно выделить следующие формы работы, практикуемые в нашей школе.

• 1. Индивидуальная работа с учеником на уроке. Предлагаю более сложные задачи, требующие напряженной работы мысли, но, как правило, в пределах программы.
• 2. Занятия с одаренными детьми на факультативных уроках. Уроков по программе предусмотрено два часа в неделю, поэтому времени для решения задач на уроке явно не хватает. Стремлюсь к тому, чтобы учащиеся не боялись выбирать ЕГЭ по физике. На факультативных занятиях учу решать задачи: качественные, количественные, тестовые задания.
• 3. Учеба в заочных физико-математических школах. Учащиеся решают задачи индивидуально, затем разбираем решения на факультативных занятиях.
• 4. Участие на школьной и районной олимпиадах.
• 5. Работа в научной организации учащихся школы (НОУШ). Эта организация объединяет учащихся, стремящихся совершенствовать свои знания в определенной области науки, искусства, развивать свой интеллект, формировать умения и навыки научно-исследовательской и экспериментальной деятельности. Учащиеся писали рефераты и научно-исследовательские работы по математике, физике, химии, биологии, географии, по русскому и родному языкам и литературам. Руководили их работой учителя-предметники.
• 6. Использование обучающих программ на компакт-дисках для компьютера. Это один из самых распространенных способов использования компьютера в учебных целях.
• 7. Привлечение одаренных детей к активному участию в организации и проведении внеклассных мероприятий. Ученики читали доклады, показывали опыты, помогали своим одноклассникам разобраться в их сути, выпускали стенгазеты, занимались другой работой.

В явлениях природы множество тайн, пусть некоторые из них познаны наукой, но их вновь и вновь открывают дети в процессе учения. Поэтому важно построить обучение так, чтобы каждая тема несла ребенку открытия, сделанные им самостоятельно, чтобы он осознавал себя как активную творческую силу.