Коллектив авторов - Развитие субъекта образования. Проблемы, подходы, методы исследования

Анализируя подходы к реализации принципа системности знаний в различных частных дидактиках, Н.И.Чуприкова обращает внимание на связь этого принципа с прочностью усвоения знаний, которую выявил еще Дж. Брунер (Чуприкова, 1989. С.143–149). Он писал, что хорошее преподавание обязательно должно выделять структуру предмета и что «усвоение структуры предмета состоит в понимании его таким образом, который позволяет осмысленно связывать с ним многие другие вещи. Короче говоря, учить структуре знаний – значит учить взаимосвязи вещей» (Брунер, 1962. С.12). Брунер выделил три взаимосвязанных аспекта реализации этого принципа в обучении: хорошая структура предмета способствует доступности его изучения, пониманию новых явлений и сохранению знаний в памяти.

Очень важным условием формирования естественнонаучного миропонимания школьников является терминологическая определенность/неопределенность в формулировках физических понятий. К.К.Гомоюнов указал на такие явления в области среднего, специального и высшего образования, как неадекватность изложения действительной сути того, что описывается, и недопустимость многозначности научных терминов (Гомоюнов, 1983). Они и приводят к неопределенности в формулировках понятий и неясности для учащегося самого физического феномена.

С.А.Суровикина проанализировала формулировки определений понятий «свойство», «явление», «процесс», «величина» в учебниках физики для средней школы. Эти понятия вводятся в физике с VII класса, при этом, в большинстве случаев, если авторы учебников и дают им определения, то не показывают их иерархию, связь друг с другом (Суровикина, 1998). Как отмечает Д.С.Лотте, «всякую терминологическую систему следует рассматривать не как какой-то произвольный набор кодовых слов, а как совокупность терминов, тесно, органически связанных друг с другом» (Лоте, 1971. С.17).

Для того чтобы обозначить наши позиции, приведем определения самого понятия «понятие» и ряда естественнонаучных понятий, принятых в естественнонаучных дисциплинах, которые входят в число ключевых в курсе физики. В первом случае мы следуем определению А.В.Усовой: « Понятие есть знание существенных свойств (сторон) предметов и явлений окружающей действительности, знание существенных связей и отношений между ними» (Усова, 1986. С.7).

Свойство – сторона (качество, признак) материального объекта, обусловливающая его различие или сходство с другими материальными объектами и проявляющаяся во взаимодействии с ними.

Явление – это изменение существенных свойств материальных объектов или проявление новых свойств, обусловленных взаимодействием с другими материальными объектами. Процесс – закономерная, последовательная, непрерывная смена следующих друг за другом явлений, состояний.

Свойства, явления, процессы количественно и качественно характеризуются величиной. Существуют следующие определения величины. « Величина – то, что можно измерить, исчислить» (Кондаков, 1975. С.81). « Величина – 1. Размер, объем, протяженность предмета. 2. То (предмет, явление и т. п.), что можно измерить, исчислить» (Ожегов, 1994. С.63). « Величина – одно из основных математических понятий, возникшее как абстракция от числовых характеристик физических свойств» (Философский словарь, 1991. С.61). Мы будем называть физической величиной качественную и количественную характеристику свойств тел, явлений или процессов, которую можно выразить в результате измерения или вычисления.

Первой физической картиной мира, которая формируется в сознании учащихся, является механическая картина мира, основанная на законах Ньютона. Основными понятиями, вокруг которых складывается представление о действии данных законов, являются понятия «взаимодействие», «масса», «сила», «скорость», «ускорение».

Рассмотрим, как вводятся понятия «взаимодействие», «масса», «инертность» и «сила» в учебниках физики VII и IX класса.

В учебнике «Физика – 7 класс» А. В. Перышкина (2001) понятие «взаимодействие» вводится эмпирически через эксперимент с двумя тележками и делается теоретический вывод: «действие одного тела на другое не может быть односторонним, оба тела действуют друг на друга, т. е. взаимодействуют». Вслед за этим вводится понятие «масса» и затем – понятие «инертность». На их основе формулируется ряд положений.

«Во сколько раз скорость первого тела больше (меньше) скорости второго тела, во столько раз масса первого тела меньше (больше) массы второго» . Далее разъясняется, что тело, имеющее в данном случае большую массу, называют более инертным , а тело, имеющее меньшую массу, когда его скорость изменяется больше – менее инертным . После этого вводится понятие массы как физической величины, которая характеризует его инертность.

С нашей точки зрения, здесь уже заложена некоторая терминологическая неопределенность для учащихся. На первый взгляд специалиста, все верно: инертность – свойство тела, масса – его характеристика. Однако в тексте учебника сначала говорится о соотношении скоростей и обратном соотношении масс тел, а затем вводится понятие инертности через изменение скорости тел, а это другая физическая величина – ускорение, а не скорость тела! В самом тексте учебника эксплицирована ошибка, которая затем эксплицируется в ошибочных представлениях учащихся, у которых эти два понятия не разведены.

Более того, упущен такой важный момент как длительность действия, за время которого изменяется скорость тела и по которому можно определить, насколько оно инертно. Только после этого момента, на наш взгляд, было бы физически и логически грамотно ввести понятие инертной массы как характеристики инертности тела. Таким образом, введение понятий «инертность» и «масса» можно осуществить следующим образом: то тело, скорость которого при взаимодействии изменяется больше (меньше) скорости другого тела, является менее (более) инертным, чем второе тело, участвующее во взаимодействии. При этом инертность – это свойство тел, участвующих во взаимодействии . В чем оно проявляется? Инертность – свойство тела изменять скорость под действием других тел (сил) или сохранять ее, если другие тела (силы) на него не действуют. После этого целесообразно вводить понятие о массе как характеристики инертности и физическую величину для измерения меры инертности тел. Это позволяет раскрыть связь изменения скорости и массы тел при взаимодействии. При этом понятие «сила» необходимо было ввести еще при обсуждении вопроса о действии и взаимодействии тел.