ФОРМУВАННЯ УЯВЛЕНЬ ФІЗИЧНОЇ КАРТИНИ СВІТУ В УЧНІВ ОСНОВНОЇ ШКОЛИ У ПРОЦЕСІ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ

Краткое содержание

1.                                      ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми дослідження, розкрито ступінь її розробленості, сформульовано мету, завдання, об’єкт, предмет, гіпотезу дослідження, визначено наукову новизну і практичне значення результатів наукового пошуку, розкрито особистий внесок здобувача, подано відомості про результати дослідження та їх упровадження й апробацію, подано інформацію про публікації і структуру дисертації.

У першому розділі «Теоретичні основи формування уявлень про фізичну картину світу в учнів основної школи під час вивчення фізики» розглянуто: проблему співвідношення наукового світогляду та наукової картини світу, структуру фізичної картини світу; можливі способи формування уявлень фізичної картини світу та діагностування рівнів їх сформованості в учнів основної школи; розкрито особливості психічного розвитку учнів основної школи і вивчено питання про їхню готовність до сприйняття філософських ідей і розвитку діалектичного мислення.

Встановлено, що світоглядом називають систему поглядів на об’єктивний світ і місце людини в ньому, на відношення людини до оточуючої її дійсності і до самої себе, а також обумовлені цими поглядами основні життєві позиції людей, їх переконання, ідеали, принципи пізнання і діяльності, ціннісні орієнтації. У науковій літературі розрізняють науковий, релігійний і побутовий світогляди. Під час навчання учнів у школі в них формується науковий світогляд, основу якого становить наукова картина світу (НКС). Будучи невід’ємною частиною наукового світогляду, НКС будується на основі фундаментальних наукових теорій і виступає одним із способів його формування. З цих причин, ознайомлення учнів з поняттям НКС є необхідною умовою формування світоглядних знань.

З’ясовано, що НКС застосовується у двох основних значеннях:

а) для позначення сукупності знань, отриманих у гуманітарних та суспільних науках, вживають поняття «суспільно-наукова картина світу» або «гуманітарна картина світу», а також терміни «образ світу», «модель світу», «мова світу»;

б) для позначення синтезу природничо-наукових знань використовують поняття «природничо-наукова картина світу».

Фізична картина світу (ФКС), будучи однією зі складових природничо-наукової картини світу, є ідеальною моделлю природи, що включає загальні поняття, принципи, гіпотези фізики і характеризує певний етап її розвитку (С.Кам’янецький). До основних компонентів ФКС (В.Єфіменко, С.Кам’янецький, М.Мартинюк, В.Орлов та ін.) відносять філософські ідеї, фізичні теорії та загальнонаукові принципи.

Поділяючи точку зору С.Кам’янецького про доцільність обмеження кількості основних філософських ідей фізичної картини світу, що охоплюють будову та основні властивості матерії, закони діалектики та принципи пізнання, нами виділено: ідею матеріальності (визначення матерії, її структурну схему, види, форми існування тощо); ідею взаємозв’язку та взаємодії (всезагальний зв’язок явищ та закони діалектики); ідею пізнаванності (основні методи пізнання, процес набуття знань, еволюцію фізичних картин світу).

Вибір зазначених філософських ідей ФКС зумовлений тим, що:

-     основні положення кожної ідеї закладені у Державному стандарті фізичної освіти і представлені у діючій програмі з фізики;

-     більшість наукових робіт філософів та педагогів містить складові кожної з цих філософських ідей;

-     ідеї про рух, простір і час розглядаються як складові ідеї матеріальності через те, що вони є формами та способом існування матерії.

До складу фізичних теорій (другого компонента ФКС), на основі яких визначалися уявлення про будову світу в певний період розвитку фізичної науки, вчені відносять механіку, молекулярну фізику, електродинаміку та квантову фізику, розглядаючи при цьому механічну, електромагнітну і квантово-польову фізичні картини світу.

Роль загальнонаукових принципів як компонента ФКС полягає у здійсненні зв’язку між теоріями. До їх складу вчені включають різну кількість принципів: С.Кам’янецький – чотири (принцип причинності, принцип симетрії, принцип доповнюваності і принцип відповідності), В.Орлов – шість, додаючи до чотирьох перерахованих принцип збереження і принцип відносності.

Визначення структури ФКС дало підстави для висновку, що формування уявлень про фізичну картину світу передбачає ознайомлення учнів з основними компонентами ФКС (філософськими ідеями, фундаментальними фізичними теоріями, загальнонауковими принципами).

На основі аналізу літератури з проблеми дослідження встановлено, що:

а) формування уявлень про ФКС може здійснюватись за двома підходами: індуктивним і дедуктивним. На користь дедуктивного підходу виступають наступні аргументи:

-         індуктивне узагальнення взагалі недостовірне через те, що загальне твердження не можна вивести з окремих фактів;

-         індуктивне узагальнення у межах шкільного навчання не забезпечує формування глибоко усвідомлених філософських поглядів. Це пов’язано з тим, що на час вивчення узагальнюючого курсу фізики конкретні фізичні знання виявляються значною мірою забутими. На той момент часу, коли необхідно їх узагальнювати до рівня світоглядних ідей, ці знання не систематизувалися, оскільки їх систематизація можлива лише на основі опанування філософськими категоріями, які ще введені не були;

-         дедуктивний метод формування світоглядних знань спроможний забезпечити одночасний розвиток як об’єктивного (знання), так і суб’єктивного (погляди і переконання) компонентів світогляду. Такий підхід дає можливість побачити застосування узагальнених знань на конкретному науковому матеріалі;

б) формування в учнів уявлень про ФКС має проводитись у три етапи: введення основних компонентів фізичної картини світу; конкретизації світоглядних ідей на прикладі конкретного матеріалу; узагальнення отриманих фактичних знань на рівні конкретної форми руху матерії;

в) діагностування сформованості уявлень про ФКС передбачає визначення критеріїв, показників і рівнів виявлення цього складного утворення. На основі доробку вчених (І.Бургун, Л.Левченка, М.Огурцова, О.Шаповал та ін.) встановлено, що критеріями сформованості уявлень про ФКС в учнів основної школи можуть виступати: когнітивний критерій, який фіксує наявність в учнів світоглядних знань; діяльнісний критерій, що засвідчує готовність учнів застосовувати набуті знання з ФКС при розв’язанні життєвих проблем; особистісний критерій, що характеризує активність учнів у навчально-пізнавальній діяльності. До показників когнітивного критерію було включено: наявність знань про структуру ФКС, її місце в системі світоглядних знань; знання основних філософських ідей, що лежать в основі ФКС (матеріальності, взаємодії та взаємозв’язку, пізнаванності); знання структури наукової теорії(основа, ядро, наслідки); знання загальнонаукових принципів (причинності, симетрії, додатковості, відповідності) і конкретнонаукових (фізичних принципів відносності, збереження, суперпозиції та ін.). До показників діяльнісного критерію віднесено уміння застосовувати ідеї фізичної картини світу при поясненні фізичних явищ і уміння здійснювати розумові операції аналізу, синтезу, класифікації, абстрагування, конкретизації, порівняння, узагальнення та володіння навичками діалектичного мислення. Показниками особистісного критерію обрано мотивацію школярів та їх рефлексивність (здатність осмислити якість здобутих знань і виконаних дій, оцінювати їх і виробити свою Я-концепцію).

З урахуванням зазначених підходів до визначення рівнів сформованості уявлень про ФКС в учнів основної школи було виділено три рівні: низький рівень – учень знає структуру ФКС, але з великою кількістю помилок; частково розуміє зміст філософських ідей та загальнонаукових принципів, що лежать в основі ФКС, але не може їх конкретизувати; не може пояснити об’єкти і процеси навколишньої дійсності у нестандартних ситуаціях за допомогою ідей та принципів ФКС, може тільки відтворювати отримані знання; середній рівень – учень знає частково структуру ФКС, її місце в системі наукових знань; частково розуміє зміст основних ідей та принципів, що входять до складу ФКС та їх конкретні прояви; за допомогою вчителя може їх застосовувати для пояснення об’єктів навколишньої дійсності, але не може пояснювати об’єкти навколишньої дійсності у нестандартних ситуаціях за допомогою ідей та принципів ФКС; достатній рівень – учень знає структуру ФКС та її місце серед наукових знань; розуміє зміст філософських ідей та загальнонаукових принципів ФКС, розкриває їх сутність та конкретизує прояви; самостійно без допомоги вчителя застосовує елементи ФКС для пояснення об’єктів навколишньої дійсності у нестандартних ситуаціях.

Вивчення першоджерел з психології дало підстави для висновку, що учні 7-9 класів здатні до теоретичного мислення, аналізу різної за характером та призначенням інформації, виділення в ній головного; розуміють поняття абстрактного та конкретного; можуть застосовувати прийоми порівняння та узагальнення для систематизації й застосування знань на матеріалі різних джерел; мислення підлітка набуває критичності, він намагається знайти докази, які заперечують те, що йому говорять. Це свідчить про посилення мислительної активності підлітків та їх готовність до сприйняття світоглядних ідей.

У другому розділі «Формування уявлень про фізичну картину світу в учнів основної школи як методична проблема» проаналізовано стан відображення у сучасних програмах та підручниках з фізики матеріалу, орієнтованого на формування в учнів основної школи уявлень про ФКС, розглянуто проектування процесу формування в учнів основної школи уявлень про фізичну картину світу.

Встановлено, що у програмі з фізики підкреслюється фундаментальний характер фізичного знання як філософії науки, світоглядне значення шкільного курсу фізики; простежується відповідність змістовних ліній фізичної освіти (речовина і поле; рух і взаємодія; закони і закономірності фізики; фізичні методи наукового пізнання; роль фізичних знань у житті людини) структурі ФКС; побудова курсу за двома логічно завершеними концентрами (7-9 класи, 10-11 класи) дозволяє прослідкувати еволюцію фізичних картин світу, ознайомитись із основними законами ядерної фізики, провести узагальнення отриманих знань наприкінці вивчення курсу основної школи, аналізувати питання, пов’язані з еволюцією та структурою основних наукових теорій, філософськими принципами ФКС.

Елементи фізичної картини світу найкраще висвітлені у підручниках Ф.Божинової, М.Шута, М.Мартинюка, Л.Благодаренко та В.Сиротюка, де розкриваються закономірності процесу пізнання, виявляються зв’язки між поняттями, наводяться визначення філософських категорій. У підручнику М.Шута та ін. для 7 класу наводяться структурно-логічні схеми, систематично пропонуються завдання для учнів з узагальнення пройденого матеріалу, учням ставляться запитання на конкретизацію філософських ідей та принципів. У 8-9 класах акцент на світоглядних питаннях зменшується. При поясненні терміну «фізична картина світу» автори найчастіше вказують на еволюцію фізичних теорій та часткових картин світу, проте структура ФКС не наводяться. Це свідчить про те, що наявного матеріалу в підручниках фізики для формування в учнів основної школи уявлень про фізичну картину світу недостатньо. Отже, вчитель повинен самостійно його шукати, методично обробляти, включати до уроків і залучати учнів до його засвоєння.

У ході аналізу літератури з проблеми педагогічного проектування з’ясовано, що:

-         педагогічне проектування – це попередня розробка основних деталей діяльності учнів та педагогів, яка має відбутися;

-         педагогічне проектування може здійснюватися на різних рівнях: рівні навчального предмету, рівні розділу, рівні уроку, рівні фрагменту уроку (педагогічної ситуації). Проектування на рівні предмету дає можливість учителю побачити його потенціал у досягненні поставлених цілей та розв’язанні цільових завдань, пов’язаних із формуванням уявлень про ФКС. Проектування на рівні розділу створює передумови для визначення його можливого внеску у досягнення поставлених завдань. Проектування на рівні уроку дозволяє з’ясувати, як на матеріали певної теми можна конкретизувати світоглядні ідеї, наукові принципи та закони діалектики. Проектування на рівні фрагменту уроку передбачає планування педагогічних ситуацій, видів діяльності, під час виконання яких учні зможуть здобути позитивного досвіду з розв’язання означеної світоглядної проблеми;

-         продуктами проектування можуть бути моделі різних процесів (формування, розвитку, навчання та ін.), уроків, етапів уроку; тематичне планування та ін.

Основні компоненти методики формування в учнів основної школи уявлень про ФКС представлені у таблиці 1. Діяльність учителя з реалізації цієї методики може бути представлена при підготовці до уроку переліком таких дій: проводить аналіз навчального матеріалу з методологічних позицій; формулює світоглядну мету уроку; конкретизує елементи ФКС на навчальному матеріалі; при проведенні уроку - переліком таких дій: організовує у відповідності до мети уроку вивчення матеріалу; організовує пізнавальну діяльність учнів на уроці за допомогою спеціальних завдань світоглядного характеру; контролює результати роботи учнів за допомогою рівневих завдань та коригує їх діяльність.

Завдання, призначені для формування уявлень про фізичну картину світу, мають задовольняти наступним вимогам: охоплювати три групи філософських ідей ФКС; забезпечувати розкриття кожного елемента ФКС; реалізовувати рівневий підхід (низький, середній, достатній); відповідати віковим особливостям учнів та ступеню володіння навчальним матеріалом з предмету.