2. У зош як елемент знань, навколо якого об’єднується навчальний матеріал, вибрано фізичну теорію.

Фізична теорія – це відносно замкнена система понять, яка в узагальненій формі представляє нам сукупність даних експерименту, встановлює зв’язки між ними у формі законів, передбачає нові явища.

При цьому важливо, що теорія дозволяє не тільки пояснити процеси і явища, але і передбачити їх хід, встановити нові закономірності. Тому об’єднання матеріалу навколо фізичних теорій дає можливість передати учням не тільки певну суму знань, а й сформувати у них уміння використовувати ці знання для пояснення і передбачення явищ.

Крім того, так як фізичні теорії входять у фізичну картину світу, така система знань сприяє формуванню у учнів цілісного уявлення про фізичну картину світу і наукового світогляду.

Структура фізичної теорії складається із 3-х компонентів: основа, ядро, висновки (інтерпретація).

Основа	Ядро	Наслідки і інтерпретація
Емпіричний базис: спостереження явищ; Моделі: матеріальна точка, абсолютно тверде тіло і т.д.; Система понять: шлях, переміщення , і т.д.	Закони (наприклад руху Н’ютона); Закони збереження; Постулати; Принципи; Постійні.	Пояснення різних видів руху; Розв’язання задач; Використання в техніці; Передбачення нового; Межі використання.

Якщо порівняно недавно матеріал об’єднувався по класам явищ: механічні, теплові, електричні, магнітні, світлові, тяжіння і ін., то зараз навчальний матеріал курсу фізики явно об’єднується по 4 фундаментальним теоріям:

1. Класична механіка;

2. Статистична фізика і термодинаміка;

3. Електродинаміка;

4. Квантова фізика.

Порівнюючи структуру теорії з циклом пізнання у навчальному процесі, можна сказати, що основа теорії відповідає першому етапу пізнання – «факти», ядро – другому етапу («модель-гіпотеза»), висновки – третьому етапу («наслідки», сходження від абстрактного до конкретного), після чого цикл завершується поверненням до предметно-матеріального світу фізичних об’єктів у практичних застосуваннях («експеримент»).

Таким чином, узагальнення на рівні теорії розгортається у відповідності з циклом пізнання і відрізняються від узагальнень на рівні понять і законів об’ємом.

Застосування узагальнень на рівні теорії дало б можливість розв’язати питання генералізації знань. Але воно зустрічає у школі ряд труднощів, головною з яких є невідповідність математичних знань учнів складному математичному апарату, що використовується у фізичних теоріях.

Генералізація навчального матеріалу навколо фізичних теорій (хоча б на якісному чи неповному рівні) дозволяє успішніше розв’язати задачу формування наукового світогляду, політехнічної освіти, прикладного значення фізики.

Але, крім генералізації матеріалу навколо фізичних теорій можна виділити ще декілька ідей, навколо яких об’єднується навчальний матеріал.

Це:

1. Ідея будови матерії. Формування у учнів уявлень про будову матерії починається з самого початку вивчення курсу фізики, а далі вони знайомляться з польовим її видом.

2. Весь курс пронизує ідея збереження енергії: уявлення про закон збереження енергії учні отримують вже в курсі 7 класу і цей закон успішно використовується при поясненні явищ різної фізичної природи – механічних, теплових, електромагнітних, квантових.

3. Ідея відносності – вперше вона вводиться у механіці, потім розвивається в електродинаміці, при вивченні відносності електромагнітного поля і основ спеціальної теорії відносності.

Об’єднання навколишнього матеріалу навколо ведучих фізичних ідей дозволяє укрупнити розділи і теми курсу фізики, представити у єдності класичну і сучасну фізику, відібрати основний матеріал, звільнити курс від другорядного матеріалу, а учнів від необхідності запам’ятовувати дуже велику кількість фактів.

В результаті вивчення курсу фізики у учнів повинно сформуватися уявлення про систему знань про оточуючий світ, тобто, про фізичну картину світу (ФКС).

Фізична картина світу – це ідеальна модель природи, що включає в себе загальні поняття, принципи, гіпотези фізики і характеризує певний етап її розвитку.

У ФКС конкретизуються філософські уявлення про матерію і рух, простір і час, взаємозв’язок і взаємодію.

ФКС є частиною природничонаукової картини світу, яка являє собою вищій рівень узагальнення і систематизації всієї сукупності природничих знань, яка, в свою чергу, є частиною загальнонаукової картини світу.

Компонентами структури ФКС є: висхідні філософські ідеї і поняття про матерію, простір і час, взаємодію; фізичні теорії, а також система фундаментальних фізичних принципів, які відображають зв’язки між теоріями.

Принцип відповідності припускає, що теорія, справедливість якої була встановлена для тієї чи іншої предметної області, з появою нових теорій не відкидається як невірна, а зберігає своє значення для попередньої області як граничний випадок і частковий випадок нової теорії. Наприклад, зв’язок між рухом електрона в атомі і випромінюванням атома, між класичною і релятивістською механікою і т.д.

Цей принцип було введено Н.Бором. До речі, він працює і в математиці (геометрія Лобачевского і Евкліда), в біології (хромосомна теорія і теорія Менделя).

Принцип доповнюваності – розумівся Бором (який ввів і цей принцип) як доповнюваність хвильових і корпускулярних уявлень, причому «доповнюваність» означає, що кожен із доповнюваних аспектів не має сенсу без іншого (термодинамічний і статистичний методи, теорія Максвелла, Лоренца-Друде і термодинаміка).

Принцип симетрії – це поняття, пов’язане із поняттями однорідності і неоднорідності, ізотропності і анізотропності, рівномірності і нерівномірності, порядка і безпорядка. Всі фізичні закони пронизані принципом симетрії. З симетрією безпосередньо пов’язані закони збереження.

Принцип причинності – складається з динамічної причинності згідно з якою існують однозначні зв’язки між причиною і наслідком; і імовірнісної причинності, суть якої полягає у неможливості однозначного визначення стану системи по заданому початковому стану і закону його зміни. Статистичні теорії і закони глибше відображають причинно-наслідкові зв’язки і тому є фундаментальними у порівнянні з динамічними.