Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методологические основы курса физики. Учебно-методичеcкое пособие
.pdf
Министерство образования и науки России
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет»
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КУРСА ФИЗИКИ
Учебно-методическое пособие
Комсомольск-на-Амуре
2011
УДК 378: 53
ББК 74.58+22.3
П 14
Рецензенты:
Анисимов А.Н., старший преподаватель кафедры информатики
АмГПГУ;
Кравченко О.В., доцент кафедры физики КнАГТУ, кандидат тех-
нических наук;
Поздеева О.В., методист высшей категории по физике, математике,
информатике и ИКТ ГИМЦ отдела образования г. Комсомольска-наАмуре
Палыгина А.В. Методологические основы курса физики: учебнометодичеcкое пособие /авт-сост. А.В. Палыгина. – Комсомольск-наАмуре: Изд-во АмГПГУ, 2011. – 256с.
ISBN 978-5-85094-442-1
В учебном пособии представлен теоретический и практический
материал по профессиональному становлению будущего специалиста
через усиление методологического компонента знаний в процессе
обучения физике в вузе. Пособие включает вопросы и задания, тесты,
творческие задания студентов исследовательского характера.
Предназначено для студентов дневного и заочного отделения, преподавателей высших и средних профессиональных учебных заведений,
специалистов системы подготовки и повышения квалификации.
УДК 378:53
ББК 74.58+22.3
ISBN 978-5-85094-442-1 ©Палыгина А.В., 2011
©Издательство АмГПГУ, 2011
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 5
Введение 8
Глава 1. Методологическое и мировоззренческое содержание
научного знания 11
Тема 1. Методология науки. Уровни методологических знаний 11
Тема 2. Методологическое и мировоззренческое содержание научных
понятий 20
Тема 3. Методологические принципы обобщения, систематизации
и анализа научного знания 38
Глава 2. Методологические знания в школьном курсе физики 48
Тема 4. Воспитательные и образовательные функции методологии науки 48
Тема 5. Система методологических знаний и умений в школьном курсе
физики 62
Тема 6. Формирование знаний о научном эксперименте 74
Тема 7. Формирование знаний о теории и методах теоретического
познания 88
Тема 8. Формирование знаний о фундаментальных идеях физики 102
Тема 9. Основные закономерности развития физики 116
Глава 3. Формирование некоторых фундаментальных физических
понятий в курсе физики 120
Тема 10. Фундаментальные понятия в системе научного знания 120
Тема 11. Энергия. 133
Тема 12. Закон сохранения энергии 143
Тема 13. Масса 152
Тема 14. Температура 158
Тема 15. Материя 173
3
Глава 4. Обобщение и систематизация знаний об общенаучных
понятиях в физике 183
Тема 16. Фундаментальные идеи и принципы в физике 183
Тема 17. Постулаты и гипотезы в физике 193
Тема 18. Фундаментальные эксперименты в физике 197
Заключение 210
Приложения «Обобщающие таблицы по фундаментальным физическим
понятиям» 212
Глоссарий 243
Библиографический список 251
4
Предисловие
В современных школьных учебных программах большое внимание
уделяется методам научного познания и методологическим вопросам со-
временной физики. Прежде чем знакомить учащихся с методологическими
основами естественно-научного и гуманитарного познания, учителю необ-
ходимо самому познакомиться с методологическими основами физики как
науки и предмета. В пособии рассмотрены методологические основы фи-
зики как науки и как предмета, определены методологические принципы
обобщения, анализа и синтеза физического знания, рассмотрены основные
фундаментальные научные понятия и законы, принципы, идеи и гипотезы,
фундаментальный физический эксперимент.
Уровень подготовки будущего учителя характеризуется его способностью выполнять следующие виды деятельности:
- знать методологические проблемы формирования физических по-
нятий в курсе физики;
- уметь делать методологический анализ любого физического по-
нятия;
- знать методологические принципы эволюции физической картины
мира;
- использовать знания общей и экспериментальной физики для ме-
тодологического анализа теорий, законов, принципов, постулатов;
- уметь применять методологические принципы обобщения, систе-
матизации и анализа физического знания при рассмотрении отдельных
разделов курса физики.
Теоретический материал пособия посвящен вопросам:
методологического и мировоззренческого содержания научных
понятий;
методологических принципов анализа физических понятий;
5
формирования фундаментальных физических понятий в курсе
физики.
В приложении пособия предлагается система лабораторных работ по
обобщению и систематизации знания по определенному понятию
В качестве отчетной работы студентов является создание элемента
электронной гипертекстовой энциклопедии по фундаментальным поняти-
ям. Методологический анализ физических понятий, который составляют
студенты в ходе практических занятий, включает выяснение следующих
вопросов:
содержание, структура и трактовка понятия;
роль и значение понятия в рассматриваемой физической тео-
рии;
расширение и углубление содержания и объема понятия при
изучении нового материала, анализ истории развития и углубления содер-
жания (эволюции) понятия;
границы применимости изучаемого понятия;
взаимосвязь конкретно-научного, общенаучного и философ-
ского содержания понятия.
Изучение вопросов пособия повышает методологический уровень
будущих учителей физики и позволяет свободно ориентироваться в сле-
дующих вопросах:
методы научного познания;
роль эксперимента и теории в процессе познания природы;
методологические принципы обобщения, систематизации и
анализа научного знания;
фундаментальные физические теории;
фундаментальные физические понятия;
6
физические идеи, принципы, постулаты, гипотезы;
фундаментальные физические законы;
фундаментальные физические постоянные;
фундаментальные физические эксперименты.
В учебном пособии представлен теоретический и практический ма-
териал по профессиональному становлению будущего специалиста через
усиление методологического компонента знаний в процессе обучения фи-
зике в вузе. Материалы пособия могут быть использованы студентами
при изучении дисциплины «Методологические основы преподавания фи-
зики», «Современная физическая картина мира», «Естественнонаучная
картина мира». Пособие состоит из четырех глав, включающих общетео-
ретические основы вопросов программы, вопросы и задания, тесты, твор-
ческие задания студентов исследовательского характера, позволяющие
выявить и сформировать у студентов необходимые профессиональные
умения и навыки для дальнейшего формирования методологических зна-
ний у школьников.
Данное пособие предназначено для студентов дневного и заочного
отделения, преподавателей высших и средних профессиональных учебных
заведений, специалистов системы подготовки и повышения квалификации.
Материалы пособия будут полезны для учителей и слушателей курсов по-
вышения квалификации, желающих поднять уровень своей подготовки в
области методологических основ курса физики.
В основу настоящего пособия вошли материалы ученыхметодологов, таких как В.Ф.Ефименко, Н.В. Шаронова, Н.С. Пурышева,
В.Н. Мощанский, М.В. Мостепаненко, Голин Г.М., В.А. Сластенин, О.Н.
Шилова, А.Н. Ходусов и др.
7
Введение
Методология физики – учение о системе принципов и методов тео-
ретического и эмпирического исследования, об исходных положениях,
структуре, содержании и закономерностях внутренней логики развития
физического знания.
Повышение научного уровня специальной методологической подго-
товки студентов - одна из наиболее важных задач преподавания.
К основным задачам методологической подготовки студентов сле-
дует отнести:
Подготовку студентов к реализации принципа историзма в
преподавании физики.
Ознакомление с актуальными вопросами содержания физиче-
ского образования: разъяснение сути построения и содержательного на-
полнения курса физики основной и профильной школ в свете современных
научных достижений.
Формирование умений реализовывать теоретические основы
содержания физического образования в учебно-воспитательном процессе в
инновационных общеобразовательных учреждениях любого типа.
Систематизацию, углубление, расширение знаний о процессе
формирования основных понятий и концепций физики.
Рассмотрение природных явлений, фундаментальных экспери-
ментов, основных научных понятий и физических закономерностей через
основные этапы развития физической картины мира.
Построение и содержательное наполнение курса физики ос-
новной и профильной школ в свете истории и методологии физики.
В современном отечественном высшем профессиональном образова-
нии интенсивно формируется такой подход, в основе которого лежит идея
8
всестороннего развития личности студента - это личностно-
ориентированная парадигма, предполагающая перенос акцента с информа-
ционного, гностического подхода (ориентирующегося прежде всего на ус-
воение готовых знаний) на личностно-деятельностный, предполагающий
формирование личности, способной к активной, в том числе творческой,
деятельности.
Отказ от традиционной «знаниевой» парадигмы вузовского образо-
вания предполагает, что знания из единственной цели образования стано-
вятся средством, «орудием» деятельности, в процессе которой происходит
развитие и становление личности студента. Только в условиях, когда студент перестает чувствовать себя лишь объектом внешних воздействий пе-
дагога, а превращается в субъект образовательного процесса, способного
самостоятельно воспринимать, усваивать, оценивать и использовать зна-
ния, а также осознавать себя участником процесса учебного познания,
можно говорить о развитии его личности.
Одна из важных международных тенденций развития школьного об-
разования состоит в построении содержания учебного предмета и методи-
ки его преподавания на основе методов научного познания. Методология
изучаемой науки становится при этом одновременно и объектом изучения
и способом познания. Идея использования методологических знаний при
изучении конкретного материала нашла своѐ отражение в государственных
стандартах физического образования разных стран мира и программах по
физике. Сравнение различных стандартов и программ показывает, что со-
ставляющие их требования сходны и предусматривают овладение учащи-
мися всеми основными методами естественнонаучного познания. Требо-
вания стандартов школьного физического образования учтены авторами
современных учебников по физике. Они начинаются с введения, имеюще-
го методологический характер.
9
Исследование методологических основ преподавания физики имеет
своей целью применение материалистической диалектики как всеобщей
методологии к анализу содержания и структуры учебных курсов, их осно-
вополагающих идей, их понятийного аппарата, методов физического ис-
следования и физической теории, к выяснению и оценке мировоззренче-
ского содержания изучаемого материала.
Изучение и анализ научной литературы свидетельствуют о том, что в
теории и практике существуют ценные идеи, подходы к решению рассмат-
риваемой проблемы. Много внимания ученые уделяют методологической
компетентности учителя-исследователя (Г.Х. Валеев, В.И. Загвязинский,
В.В. Краевский, А.А. Кыверялг, И.Я. Лернер, В.М. Полонский, М.Н. Скат-
кин и др.). В ряде работ делается акцент на вопросы методологической
компетентности учителя-практика (Е.В. Бережнова, Б.С. Гершунский, А.М.
Новиков, В.А. Сластенин, А.Н. Ходусов и др.).
Школа нуждается в специалистах, обладающих методологической
компетентностью, которая предполагает наличие, а также использование
учителем методологических знаний, умений и навыков в педагогической
(практической и научно-исследовательской) деятельности. Поэтому мето-
дологические аспекты педагогического образования в последнее десятиле-
тие находятся в центре внимания.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]