Література

1. Кузьминова Т.Ю. Структурування законів фізики за допомогою методів подання знань / Т.Ю. Кузьминова, І.М. Пустинникова // Вісник Рівненського державного технічного університету: розділ "Педагогіка": "Сучасні технології навчання: проблеми і перспективи". Збірник наукових праць: В 2 ч. - Рівне: РДТУ, 2001. – Ч. 2. - С. 129 – 136.

2. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1976. - 416 с.

3. Монахов В.М. Что такое новая информационная технология обучения? // Математика в школе. - 1990. - № 2. - С. 47 - 52.

4. Пустынникова И.Н. Информационные технологии в обучении // Вісник Рівненського державного технічного університету: розділ "Педагогіка": "Сучасні технології навчання: проблеми і перспективи". Збірник наукових праць: В 2 ч. - Рівне: РДТУ, 2001. – Ч. 1. - С. 75 – 81.

5. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб пособие: В 3 т. - М.: Наука, 1987. - Т. 1: Механика. Молекулярная физика. - 432 с.

6. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб пособие: В 3 т. - М.: Наука, 1982. - Т. 2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. - 496 с.

7. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Учеб. пособие для физ. спец. вузов: В 5 т. - М.: Наука, 1989. - Т. 1: Механика. - 576 с.

8. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Учеб. пособие для физ. спец. вузов: В 5 т. - М.: Наука, 1977. - Т. 2: Электричество. – 688 с.

9. Тамм И.Е. Основы теории электричества. – М.: Наука, 1976. – 616 с.

10. Хайкин С.Э. Физические основы механики. - М.: Наука, 1971. - 752 с.

УДК 007: 159.955: 519.711.2

Використання структурування знань при вивченні фізики

І. М. Пустинникова

м. Донецьк, Донецький національний університет, ira@dise.donbass.com

Не викликає сумніву, що професіонал в будь-якій галузі повинен володіти сучасною інформацією, тобто повинен постійно навчатися. Однак, оскільки об’єм інформації дуже швидко зростає, то спосіб подання інформації потрібно докорінно змінити: треба від “школи пам’яті” з її заучуванням великої кількості розрізнених фактів переходити до “школи мислення”, де матеріал максимально узагальнений. В.М. Монахов підкреслює, що "общепринятое определение понятия информационной технологии, сводится, как правило, к процессу сбора, передачи, хранения и обработки информации во всех ее возможных формах: текстовой, графической, визуальной и речевой" [3, с. 49]. На жаль, багато дослідників під "новими інформаційними технологіями" розуміють лише застосування комп'ютерів, забуваючи, що комп'ютер – це лише "засіб", а у означення поняття "нові інформаційні технології" входять ще і "методи" обробки знань та даних. Тому вважаю за необхідне ще раз наголосити, що інформатизація суспільства вимагає не тільки широкого впровадження засобів обчислювальної техніки в усі сфери життя і діяльності людини, але й потребує від людини уміння користуватися сучасними засобами здобуття, обробки і систематизації знань [4].

Готуючись до занять студенти дуже часто завчають матеріал вузівських підручників, не аналізуючи його. В різних текстологічних джерелах матеріал формулюється по-різному. Однак, як правило, зміст інформації залишається. Але іноді, на жаль, в самих формулюваннях зустрічаються помилки. Наприклад, в підручнику Сивухіна [7] наводиться невірне означення поняття "Вага": "Вагою тіла називається прикладена до нього сила , рівна силі, з якою це тіло діє на підставку, на якій воно лежить, чи тягне за підвіс, до якого воно підвішене. При цьому вважається, що тіло, підставка і підвіс знаходяться в спокої у тій системі відліку, у якій проводиться зважування" [7, с. 381] (однак загальновідомо, що вага - це сила, з якою тіло діє на опору, але ніяк не прикладена до тіла сила).

У формулюваннях законів також зустрічаються неточності. Наприклад, в підручнику Савєльєва [5] наведене таке формулювання закону збереження моменту імпульсу: "момент імпульсу замкненої системи матеріальних точок залишається постійним" [5, с. 111], а в підручнику Хайкіна [10] він формулюється таким чином: "момент імпульсу замкненої системи є величина постійна, тому що для неї сума зовнішніх сил, а, виходить, і момент зовнішніх сил дорівнює нулю [10, с. 306].

Неточність, яка присутня в цих формулюваннях, не лежить на поверхні. Для її знаходження треба підвести студента до думки, що якщо сума зовнішніх сил дорівнює нулю, то момент зовнішніх сил дорівнює нулю, а навпаки це не завжди вірно. Для збереження моменту імпульсу система не обов'язково повинна бути замкнена, досить, якщо момент зовнішніх сил дорівнює нулю.

Отже, ми бачимо, що навіть у підручниках, які вже витримали не одне видання, зустрічаються неточності та помилки, а, отже, необхідно вчити студентів критично відноситися до інформації, яка наводиться в будь-яких текстологічних джерелах. Для формування вміння аналізувати інформацію, отриману з різних підручників, пропонується методика, яка полягає в тому, що при засвоєнні формулювання закону чи означення поняття студенти повинні [1]:

1. Проаналізувати навчальний матеріал, виділити формулювання закону (означення поняття) з різних текстологічних джерел.

2. Виділені формулювання (означення) при необхідності записати у вигляді суджень.

3. Проаналізувати судження, за допомогою яких формулюється один і той самий закон (означується поняття), виділити елементарні факти, що його формулюють.

4. Визначити відносини між фактами.

5. Переформулювати судження (крок 2) з урахуванням кроків 3 і 4.

6. Сформулювати закон (означення) з огляду на крок 5.

Яким чином студент може використовувати запропоновану методику, розглянемо на прикладі засвоєння означення поняття "магнітне поле". З вузівських підручників [6; 8; 9] були виділені наступні формулювання цього означення:

1. Взаємодія струмів здійснюється через поле, назване магнітним [6, с. 110].

2. Магнітне поле - поле, створене зарядами, що рухаються [8, с. 199].

3. В усіх точках простору, що оточує довільний струм, завжди існує обумовлене цим струмом поле сил - це поле називається магнітним полем струму [9, с. 200].

Виділимо елементарні факти, на які спирається кожне із суджень, та занесемо їх до таблиці.

ФАКТИ	1	2	3	
Заряди рухаються	-	+	-	+
Поле створене зарядами	-	+	-	+
Поле створене струмом	-	-	+	-
Взаємодія струмів здійснюється через поле	+	-	-	-
Заряди електричні	-	-	-	+
Поле називають магнітним полем	+	+	+	+

Якщо факт присутній у даному означенні, то напроти даного факту у відповідному стовпчику ставимо знак “+”, а якщо цього факту немає в означенні, то ставимо знак “-”. Наприкінці таблиці є стовпчик “”, де також напроти кожного факту стоїть або “+”, або “-”. Напроти фактів, які є необхідними при складанні загального означення поняття, стоїть знак “+”.

При складанні остаточного (узагальненого) означення треба спиратися на факти: “заряди рухаються”, “поле створене зарядами” і “поле називають магнітним полем”. Не потрібно враховувати факти “поле створене струмом”, “взаємодія струмів здійснюється через поле”, тому що ці факти містять у собі факти “поле створене зарядами” і “заряди рухаються” (за означенням струм – це спрямоване переміщення електричних зарядів). У жодному з виписаних означень не сказано, що “заряди електричні”, однак магнітне поле створюється тільки навколо електричних зарядів, що рухаються, то цей факт є необхідним і був включений у означення магнітного поля.

З урахуванням цих фактів можна записати наступне формулювання означення: “Магнітне поле – це поле, створене електричними зарядами, що рухаються”.

Як свідчить досвід практичної діяльності, запропонована методика дозволяє навчити студентів критично ставитися до будь-якої інформації, яку вони отримують. Це є дуже важливим вмінням, оскільки основна мета формування більшості наукових понять полягає в тому, щоб навчити людину орієнтуватися за допомогою цих понять у відповідній області дійсності: розпізнавати явища, зіставляти їх, знаходити властивості, характерні для об'єктів даного класу, тощо, тобто використовувати набуті знання в діяльності. З точки зору навчальної діяльності, запропонована методика дозволяє навчити студентів виділяти необхідні та достатні ознаки понять та необхідні та достатні умови застосування законів, і на їхній основі формулювати судження, що означують поняття та формулюють закони.

Тільки поступово, через ряд перехідних етапів, у результаті власної практики з відповідними предметами, студенти навчаються орієнтуватися на істотні ознаки предметів. Таким чином, словесне знання означення поняття чи формулювання закону, не змінює, власне кажучи, процесу засвоєння цього означення чи формулювання, що переконливо доводить неможливість їх передачі в готовому вигляді.