Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Развитие субъекта образования проблемы, подходы, методы исследования
.pdf
101
Истинный ответ (для представлений на данном уровне
изучения материала, т.е. в рамках механической картины
мира) должен включать в себя следующие положения: объек
тивно существуют инертность и взаимодействие, масса и сила
их характеризуют; названия величин могли бы быть и другими.
Приведем сначала ответы учащихся.
Надежда Ж.: «Они существуют, ведь каждый предмет имеет массу, а
Валентин В.: «Существуют такие явления, а названия, естественно,
Ангелина А.: «Конечно же, существуют. Если не было бы массы, то все
Полина К.: «Нет, таких величин не существует, мы не можем их уви
Дмитрий М.: «Они существуют. Только можно их называть поразному.
Павел А.: «Таких величин на самом деле не существует. Человек на
каждое тело обладает какойто силой, которую он приме
няет к другим предметам».
придумали люди. Системы измерения тоже были приду
маны человеком, чтобы замерять, рассчитывать процессы
с участием этих явлений».
бы стало как в космосе, не было бы силы притяжения, все
люди улетали бы кудато. Возможно, даже не было бы све
та и мира в целом».
деть или потрогать. Эти понятия были введены челове
ком».
Ведь, например, если бы не открыли закон всемирного
тяготения, то это не значит, что его бы не было».
протяжении своей истории видел различные явления и
пытался их объяснить. Так возникло большинство физи
ческих величин. Затем их связывали друг с другом, вво
дили новые. Тем не менее, в природе ничего само по
явиться и исчезнуть не может. Количество определенно
го вещества на Земле может лишь прибавиться за счет
превращений, но количество всего во Вселенной оста
нется постоянным».
В ответах учеников прослеживаются те же психологические
эффекты внутренней нерасчлененности физического явления и ве
личины ее характеризующей, что мы наблюдали и в ответах на
предыдущий вопрос. Здесь мы наблюдаем также различные интер
претации, проявляющие субъектную позицию ученика, причем они
построены либо на правильном, либо неправильном понимании суще
ства вопроса.
102
3. Что Вы ответите Вашему собеседнику, если он станет
утверждать: «Все наши знания по механике нельзя считать
правильно отражающими мир, потому что мы сами ввели та
кие понятия, как сила, масса, ускорение, а ведь ни сила, ни мас
са, ни ускорение самостоятельно в природе не существуют»?
Заметим, что второй и третий вопросы по своему глубинно
му смыслу совпадают. Но поверхностная когнитивная структура
в третьем вопросе сформулирована таким образом, что в нем
дается в скрытой форме подсказка (или можно сказать в вопро
се содержится часть ответа) — «мы сами ввели такие понятия
как сила, масса, ускорение, а ведь ни сила, ни масса, ни ускоре
ние самостоятельно в природе не существуют».
Проанализируем ответы испытуемых в соотнесении с пра
вильным представлением о сущности предлагаемого вопроса.
Павел А.: «Нет, это неверное утверждение, т.к. все процессы, проис
Дмитрий М.: «Все названия в физике условны. От того, как мы помеча
Полина К.: «Я не соглашусь со своим собеседником, ведь несмотря на
Ангелина А.: «Я бы с ним не согласилась. Да, сила, масса, ускорение са
Валентин В.: «Я стану доказывать, что он прав только лишь наполови
Надежда Ж.: «Почему же, ведь любой предмет имеет массу и обладает си
ходящие вокруг нас все равно необходимо каклибо опи
сывать. Без введения величин это было бы невозможно. В
физике существуют определенные точки, от которых ведут
начало все другие формулы. К ним относится и масса».
ем названия, суть самого явления не меняется».
то, что люди сами ввели понятия, это не значит, что они
неверны. Ведь ученые не просто взяли ниоткуда такие
слова как «сила», «масса». Они пытались объяснить про
исходящее вокруг явления и процессы. Со временем, раз
ные понятия становились все точнее, проводилось много
опытов».
мостоятельно не существуют. Но ведь все это выводится
из формул, в которых есть и другие элементы. Так что он
неправильно рассуждает. Люди отражают мир в законах
таким, каким его видят. Никто еще не сказал, что мы ви
дим мир неправильным».
ну. Понятия же придумали люди, а за измерительную
шкалу были взяты числа, которые были еще давно; есте
ственно, они были взяты сравнительно спонтанно, ведь
60 секунд в минуте когдато имело религиозное значение.
Но названия даны реальным процессам».
лой. При движении этот предмет может ускоряться при дей
ствии на него внешних факторов или другого предмета».
103
Если на второй вопрос почти все ребята ответили, что та
кие понятия как сила, масса и ускорение существуют объек
тивно в природе, то в ответе на третий вопрос они были бо
лее осторожны и признали, что в природе существуют явле
ния, а понятия как характеристику явления вводит человек.
О чем это говорит? — О том, что репрезентация эксплициро
ванных внутренних, глубинных структур физического знания
о таких свойствах физических объектов как инертность и вза
имодействие носит неустойчивый характер благодаря внут
ренней неотделенности свойств объектов от их характеристи
ки (инертности от массы, силы от взаимодействия). Более
того, ребята вообще не связывают массу, ускорение и силу с
инертностью и взаимодействием, а указывают на некие гло
бальные явления (что как раз и является недифференциро
ванным исходным целым): «действие внешних факторов или
другого объекта», «происходящие вокруг действия и явле
ния», «процессы, происходящие вокруг нас», «названия даны
реальным процессам». Или усматривают в понятиях лишь
формальные знаковые аспекты: «все это выводится из фор
мул, в которых есть и другие элементы», «в физике существу
ют определенные точки, от которых ведут начало все другие
формулы, к ним относится и масса».
В порядке краткого отступления напомним мысль Г. фон
Гельмгольца о том, что знания о физическом мире впервые
появляются у ребенка, когда он начинает экспериментиро
вать с миром, манипулируя теми предметами, которые его
непосредственно окружают.
К этой мысли близко утверждение Ж.Пиаже о том, что
дети не имеют репрезентаций в сознании связей и отноше
ний реального мира, показателем чего является отсутствие
понимания ими причинности. Способность к репрезента
ции образа этих отношений отсутствует до тех пор, пока их
сенсомоторная активность не станет скоординированной и
интериоризированной. Иными словами, он полагает, что
репрезентация возникает тогда, когда действия необходимо
соотносить друг с другом, при этом в интериоризованном
плане у ребенка возникает понимание того, что за чем сле
104
дует, что является причиной, а что следствием. Таким обра
зом, возникает ментальная репрезентация как актуальный
умственный образ того или иного конкретного объекта. Од
нако это первоначальное понимание положения вещей в
мире у ребенка носит эгоцентрический и синкретический
характер, рассуждения ребенка носят псевдологический или
псевдопричинный порядок, «мысль ребенка и вообще эго
центрическая мысль постоянно руководимы потребностью
обоснования, во что бы то ни стало» (Пиаже, 1999. С.118).
Далее Пиаже подчеркивает, что потребность в обосновании
во что бы то ни стало есть общий закон «вербального» пони
мания ребенка, что также вытекает из синкретизма детско
го рассуждения. «В то же время синкретизм — это продукт
детского эгоцентризма, ибо именно привычки мыслить эго
центрически заставляют избегать анализа и удовлетворять
ся индивидуальными и произвольными схемами целого»
(Пиаже, 1999. С.121).
Возвращаясь к ответам учащихся IX класса (15—16 лет),
мы наблюдаем, что выявленные Ж.Пиаже особенности детс
кого мышления, которые, по его мнению, дети преодолева
ют к 7—10 годам, свойственны им и в дальнейшем, а по дан
ным Н.А.Подгорецкой (1980), сохраняются и у взрослых.
Мы, конечно, далеки от мысли, что синкретизм у дошколь
ника, подростка и взрослого — это одно и то же явление по
происхождению и механизмам. Но можно утверждать, что
это — синкретизм на новом «витке спирали» — с поправкой
на возраст, опыт, круг представлений и знаний.
Усложняющаяся научная картина мира, которую необ
ходимо постичь учащимся в процессе изучения физики,
требует от них постоянного усилия по преодолению соб
ственного эгоцентризма, то есть постоянного соотнесения
собственной картины мира, опирающейся на «житейские
представления», с новыми научными фактами и их научны
ми обоснованиями. Синкретизм нового знания проявляет
ся в том, что сначала строится схема целого, относительно
правильная, или как предпонимание полного знания, но
опирающаяся всего на несколько пунктов, связанных
105
спонтанно. Такая схема предшествует аналитическому по
ниманию.
Например, при ответе на вопрос: «При каких условиях
тело изменяет скорость своего движения?» Ангелина А. от
ветила: «На скорость тела действует сила, ускорение (из За
конов Ньютона), импульс тела». Здесь мы видим, связанные
несколько понятий: сила, ускорение, импульс тела в их син
кретическом единстве. У Ангелины создался целостный об
раз, что законы Ньютона оперируют данными понятиями,
однако различения их в анализе причинноследственных
связей не просматривается. Практически правильный ответ
дает Полина К.: «Тело изменяет свою скорость, если на него
начинает воздействовать другое тело с определенной си
лой». Здесь четко просматривается понимание того, что
причиной изменения скорости тела (а это и есть ускорение
тела) является воздействие на него другого тела (правильнее
сказать при взаимодействии с другим телом) с определенной
силой. Это и есть сущность второго закона Ньютона. Уско
рение (из ответа Ангелины) не может воздействовать на ско
рость, так как само является величиной быстроты измене
ния скорости. Тем более на скорость не может воздейство
вать импульс тела, так как, вопервых, это физическая
величина, которая количественно есть произведение массы
и скорости тела; вовторых, второй закон Ньютона может
быть сформулирован следующим образом: изменение импуль
са тела равно изменению импульса силы. Таким образом, у
Ангелины в сознании есть общее представление, что им
пульс тела связан с законами Ньютона и со скоростью тела,
однако, это представление является синкретическим, об
щим, предшествующим анализу, который Ангелина не пы
талась сделать с позиций научных представлений, руководи
мая потребностью обоснования, она «обосновывает, во что
бы то ни стало», избегая анализа соотношения понятий и
удовлетворяясь индивидуальными и произвольными схема
ми целого.
Сходная картина складывается и по ответам учащихся на
следующий вопрос.
106
4. Верно ли утверждение: «Для того чтобы тело двигалось,
на него должно действовать другое тело». Ответ поясните.
Полина К.: «Нет, это утверждение неверно, т.к. тело может двигать
Надежда Ж.: «Не обязательно, тело может двигаться под воздействием
Ангелина А.: «Да, утверждение верно. При взаимодействии тел изменя
Валентин В.: «Да, т.к. воздействие оказывает, в основном, другое тело.
ся по инерции или под воздействием какихлибо вне
шних факторов, к примеру, ветра».
внешних факторов (ветра)».
ется состояние 1го, из покоя оно переходит в движение.
Но на 2е тело, которое действует на первое, должна дей
ствовать первоначальная сила».
Чтото должно передать ту энергию, которая сдвигает
тело из неподвижного состояния».
Тело действительно может двигаться по инерции, однако,
здесь не проведен анализ ситуации, когда тело движется по
инерции, собственно явление инерции — сохранения скорости
постоянной — возникает в случае, когда на него не действуют
другие тела или действие других тел компенсировано. При этом,
в ответах просматриваются и житейские представления («ветер
как внешний фактор», «энергия, которая сдвигает тело из не
подвижного состояния»). Если абстрагироваться от физико
климатических причин возникновения ветра (их не изучают в
курсе физики), то с точки зрения физики ветер есть среда как
материальный объект, значит физическое тело, которое на наше
тело действует с определенной силой (сила сопротивления сре
ды). Значит, в данном случае, мы не можем приводить пример
воздействия ветра на тело для опровержения выдвинутого ут
верждения. Таким образом, ошибка в рассуждениях учащихся
возникла в следствии синкретичности представлений о вне
шних факторах, действующих на тело, это общее представление
в сознании учащихся не расчленено, не проведен анализ возни
кающих при взаимодействии причинноследственных связей
между объектами.
Обратимся теперь непосредственно к мировоззренческо
му значению законов Ньютона. Н.И.Чуприкова приводит в
своей книге (1989) мнение учителя физики А. Кальфа, что из
трех законов Ньютона ученики запоминают лишь второй.
Первый и третий законы, как правило, не запоминаются или
107
считаются тривиальными. Мы согласны с этим мнением. Не
обходимо лишь заметить, что это происходит потому, что
ученики не постигают ни связи законов, ни глубочайшего их
теоретического содержания, поэтому они и остаются в их со
знании на уровне общей глобальной нерасчлененной целост
ности, которая не проявляется во взаимной связи этих зако
нов друг с другом.
5. Сравните силы, с которыми взаимодействует Земля и
мяч, падающий на Землю.
При анализе взаимодействия Земли и мяча, необходимо
было в первую очередь связать первый, второй и третий зако
ны Ньютона. Следуя последнему можно говорить о том, что
силы, действующие со стороны мяча на Землю и со стороны
Земли на мяч, имеют одну природу — это гравитационные
силы, они равны по модулю и противоположны по направле
нию. Исходя из первого и второго законов Ньютона можно
сказать, что мяч, будучи во много раз менее инертен нежели
Земля, имеет меньшую массу, а значит при взаимодействии с
более инертной Землей приобретет большее ускорение, уско
рение Земли при этом будет существенно незначительным.
В ответах ребят мы находим следующее:
Дима М.: «Сила притяжения Земли больше, т.к. масса Земли боль
Павел А.: «Эти силы равны по модулю, но противоположны по на
Полина К.: «На мяч действует притяжение Земли, также сила сопро
Надежда Ж.: «Мяч падает на Землю, т.к. у него есть сила тяжести и вес.
Ангелина А.: «Силы равны по модулю».
Валентин В.: «Земля притягивает мяч, но так же и мяч притягивает Зем
ше массы тела, поэтому на мяч воздействует большая
сила, чем мяч на Землю, поэтому мяч притягивается к
Земле».
правлению».
тивления среды, а на Землю — сила притяжения мяча».
Земля силой земного притяжения не дает мячу остаться в
воздухе».
лю, т.к. нам это известно по закону Ньютона, но вполне
ясно, что мяч притягивает к себе Землю незначительно».
В ответах прежде всего не просматриваются связи между
законами И.Ньютона. Более того, не разобравшись во взаи
мосвязях этих законов ученики допускают фактические
108
ошибки (Дима М., Валентин В.), демонстрируют неопреде
ленность объяснения (Полина К., Надежда Ж.) или дают не
полные ответы (Павел А., Ангелина А.). А как ребята могли
выявить такую связь, если в учебнике она не раскрывается,
нет ссылок на инертность Земли, понятие гравитационного
поля вообще не вводится, поэтому и неизвестен характер гра
витационных сил, действующих в этом поле. Наконец, не
разграничиваются понятия инертной и гравитационной мас
сы тела, сами эти понятия не вводятся.
Анализ ответов ребят на вопросы, связанные с формиро
ванием представлений о действии законов Ньютона, имеет
мировоззренческое значение. Неординарность законов, их
общая связь несут в себе в историческом плане драму идей
Аристотеля, Галилея и Ньютона, и эти идеи должны постичь
и современные ученики. В будущем, возможно, их жизнь не
будет связана с физикой, но дух общих законов, которым
подчиняется окружающий мир, связи между явлениями и за
конами их описывающими, должны остаться в их сознании
навсегда. Каким же образом избежать возникновения у уча
щихся искаженной картины мира, которую мы наблюдали в
тех ответах, которые мы привели?
3.6. Психодидактические условия
формирования у школьников
когнитивных структур
естественнонаучного миропонимания
и мировоззрения
На основе анализа ответов учащихся на поставленные нами
вопросы можно сделать следующие выводы.
1. Между пониманием и интерпретацией действительно
существует различие, и ответы учащихся на нетипич
ные, нестандартные вопросы подтверждают это.
2. Для грамотной интерпретации того или иного физи
ческого (природного) явления весьма существенны
109
раздельность, дифференцированность, знания о явле
ниях и обозначающих их понятиях, но, прежде всего,
актуализация связи между понятиями и через них вне
шних и внутренних связей самого физического фено
мена.
3. Интерпретация физического знания детьми свидетель
ствует о том, что на предварительном и пока грубом
уровне школьники дифференцируют саму естествен
нонаучную реальность, мысль о ней, связанную с по
нятийным аппаратом науки и знаковосимволическим
выражением этой мысли, достигнутого наукой.
4. В возрастном плане уровень интерпретации, достигну
тый семиклассниками, фактически не прогрессирует,
ответы девятиклассников мало отличаются от ответов
семиклассников.
5. Для развития позитивных функций интерпретаций
знания детям недостает не столько информации о фи
зической реальности, сколько метазнаний, позволяю
щих анализировать, оценивать и регулировать соб
ственный процесс познания и видеть погрешности в
своих рассуждениях.
6. Естественнонаучная картина мира так или иначе скла
дывается в сознании учащихся, а естественнонаучное
миропонимание и мировоззрение школьников совре
менное обучение не обеспечивает. Между тем полно
ценное изучение естественнонаучных дисциплин тре
бует как того, так и другого как необходимых новооб
разований в сознании и мышлении современного
человека.
Для устранения ошибок, свидетельствующих о несфор
мированности у школьников когнитивных структур, адекват
ных пониманию основных закономерностей природных яв
лений в курсе физики, необходимо, на наш взгляд, двигать
ся одновременно по двум направлениям. Первое: построение
курса физики, написание текста учебников и объяснение
учителя должны строиться на принципе системной диффе
ренциации. Исходная дифференцированная структура — это
110
отделение в сознании учащихся сущности физических явле
ний и динамических взаимодействий от их описания языком
физики и математики. Знаковое восприятие физических от
ношений не должно «затемнять» сущность физических явле
ний. Иными словами, необходимо дифференцировать а) объ
ективно существующий физический мир, представленный в яв
лениях и взаимодействиях; б) язык физики, который вводит
определенные характеристики этих явлений на уровне поня
тия и обозначающего его словатермина, а далее на уровне
физических величин и, наконец, в) на уровне их обозначения
условным знаком, который в свернутом виде несет в себе и
сущность явления и его характеристику. Именно неструкту
рированность, недифференцированность, неотделенность
друг от друга этих трех составляющих физического знания в
школьных текстах по физике и в речи учителя ведет к слитно
сти, недифференцированности, несформированности струк
тур физического знания, которые и эксплицируются в оши
бочных интерпретациях учащихся.
Реализация принципа системной дифференциации в
процессе формирования естественнонаучного миропонима
ния учащихся выдвигает определенные требования к струк
туре предъявляемой учащимся естественнонаучной картины
мира. Важнейшими из них являются следующие.
1. Обучение физике должно начинаться с усвоения школь
никами знаний, имеющих обобщенный и теоретический ха
рактер. При этом необходимо ориентироваться на выявление
и первоочередное раскрытие базовых, существенных и всеоб
щих отношений, определяющих содержание и структуру со
временной физической науки. Если говорить о механической
картине мира, то такими структурными единицами и линия
ми, вдоль которых может идти формирование мировоззрения
учащихся, являются понятия динамики: действие и взаимодей
ствие; действие и движение; гравитационное поле и гравитаци
онные силы; инертная масса и гравитационная масса и, наконец,
1, 2, 3 законы Ньютона и закон Всемирного тяготения.
Во многих случаях такие отношения имеют абстрактный ха
рактер и представляют определенную трудность для понимания
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]