Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методологические основы курса физики. Учебно-методичеcкое пособие
.pdf
Рис. 1. Основные структурные элементы системы научных знаний
Научные
факты
Понятия
Законы
Теории
Основные структурные элементы системы
научных знаний
Выделенные элементы знаний находятся в тесной взаимосвязи, меж-
ду ними трудно установить резко очерченные границы. Так, например,
теорию нередко рассматривают как развитое понятие, а понятие как закон.
Тем не менее в литературе по вопросам теории познания указанные эле-
менты считают возможным рассматривать как относительно самосто-
ятельные структурные единицы знания, которые можно выделить в содер-
жании всех наук.
Указанные структурные элементы знаний являются общими для всех
естественнонаучных, а также общественных наук. Все науки имеют дело с
научными фактами, системой научных понятий, законов и теорий.
В системе знаний понятия играют важнейшую роль. Образуются они
в результате анализа вновь открытых научных фактов. Через системы на-
учных понятий формулируются законы. Любой закон выражает связь меж-
ду понятиями. Нельзя сформулировать ни один закон, не оперируя поня-
тиями. Если не усвоены соответствующие понятия, не могут быть усвоены
и законы. Изучение теории также требует усвоения понятий. Научные теории - это развитые системы научных понятий.
Предпринято множество попыток дать определение понятия.
121
Наиболее распространенным в логике и философии является опреде-
ление понятия как формы мышления или формы мысли, представляющей
собой отражении предметов и явлений со стороны их существенных при-
знаков. Так, М.С. Строгович называет понятием форму мышления, отра-
жающую и фиксирующую «существенные признаки вещей и явлений объ-
ективной действительности» . В.Ф. Асмус считает, что понятие - это
«мысль о предмете, выделяющая в нем существенные признаки» . К.С. Ба-
крадзе определяет понятие как мысль, отражающую существенные при-
знаки предмета. Причем под существенными признаками одни авторы по-
нимают те, которые необходимо принадлежат предмету, выражают его
внутреннюю природу, его сущность; другие - существенными считают
признаки, которые все вместе достаточны, а каждый необходим для выде-
ления данного класса предметов. Е.К. Войшвилло в своей монографии,
анализируя подобные определения, замечает, что «во всех этих определе-
ниях понятие не выделяется из множества других форм мысли, в частно-
сти, не отличается от суждения, т.е. признаки понятия как логической категории являются общими с признаками суждения» . В.К. Войишилло дает
свое определение «Понятие как форма (вид) мысли, или как мысленное
образование, есть результат обобщения предметов некоторого класса и
мысленного выделения самого этого класса по определенной совокупности
общих для предметов этого класса - и в совокупности отличительных для
них признаков. С таким трактованием термина «понятие» соглашаются и
В.А. Бочаров, В.И. Маркин .
В философии и логике до сих пор дискутируется вопрос о том, что
же все-таки первично - суждение или понятие? Что является более высо-
кой формой мышления? Одни ученые считают, что исходны понятия, а
суждения являются более высокой формой мышления, обосновывая это
тем, что суждение состоит из понятий, выражается через связанные между
122
собой понятия. Другие, наоборот, считают, что т.к. само понятие образует-
ся в результате суждений и умозаключений и само содержание понятий
раскрывается с помощью суждений, то понятие - высшая форма мышления.
Между тем некоторые философы трактуют понятие как один из осо-
бых по своему содержанию видов суждения. Например, по определению
П.В. Коппина; понятие - это суждение, предикатом которого является
мысль о всеобщем в явлении . П.C. Попов считает, что понятие в тесном
или научном смысле слова есть суждение, в предикате которого раскрыва-
ется сущность некоторого предмета, мыслимого в субъекте суждения .
В психологии понятие определяют как уровень обобщения: «Поня-
тие - одна из логических форм мышления, высший уровень обобщения, характерный для мышления словесно-логического». «Понятие - это средство
мысленного воспроизведения какого-либо предмета как целостной системы. Иметь понятие о предмете - значит владеть общим способом мысленного построения этого предмета» .
В педагогике: «Понятие – форма рационального познания, психиче-
ское явление, присущее только человеку как элемент мышления и элемен-
тарная форма существования мысли: отражение наиболее существенных
свойств, связей и отношений предмета, явления, закреплѐнное словом» .
Обобщив всѐ вышесказанное, можно так охарактеризовать понятие.
Понятие – очень сложная логическая, гносеологическая категория.
Это продукт, результат некоторого этапа в развитии наших знаний о тех
или иных объектах материального мира. Возникнув, понятие уже само
становится объектом познания. С другой стороны, понятие является одной
из форм мышления, и в этом смысле оно выступает как орудие (средство)
познания.
123
Понятие является одной из высших форм мышления, форм отраже-
ния материальной действительности. Но понятие является не просто фор-
мой отражения действительности. Оно является такой формой отражения,
которая раскрывает сущность вещей, внутренние, коренные, определяю-
щие свойства предметов, их внутреннюю противоречивую природу. По-
этому понятие есть знание существенных свойств предметов и явлений ок-
ружающей действительности, знание существенных связей и отношений
между ними.
Любая учебная дисциплина представляет весьма сложную систему,
важнейшими элементами которой являются понятия. Они связаны друг с
другом, образуя понятийную структуру, остов учебной дисциплины.
Понятийная структура учебного предмета представляет систему
взаимосвязанных понятий разной сложности: понятия-элементы, понятия-
комплексы и фундаментальные понятия, составляющие своеобразную пи-
рамиду понятий. В основании этой пирамиды лежат, во-первых, так назы-
ваемые «интуитивно данные» понятия (как, например, понятия «время» и
«пространство») и, во-вторых, понятия-элементы, образованные из «ин-
туитивно данных» (например, «скорость», «ускорение» и т. п.). Из поня-
тий-элементов образуются понятия-комплексы, составляющие второй ряд
пирамиды (например, из понятий «перемещение», «время», «скорость»,
«ускорение», «система отсчета» образуется понятие «механическое пере-
мещение» и т. п.). Наконец, из понятий-комплексов и понятий-элементов
образуется вершина пирамиды — фундаментальное понятие.
В системе научных знаний фундаментальные понятия занимают осо-
бое место, т.к. они обладают достаточно большой степенью общности и
формируются на всѐм протяжении курса физики как многоуровневые тео-
ретические понятия. Проблема формирования фундаментальных понятий
широко представлена работами Д.Х. Рубинштейна, который их определяет
124
как центральные понятия, возникающие «в результате разрешения объек-
тивной проблемной ситуации в науке, связанной с новой фундаментальной
идеей, лежащей в основе новой теории или существенно новой интерпре-
тации старой теории … содержание этого понятия существенным образом
определяет структуру модели реальной действительности …» .
По мнению Петрова А.В., это определение дает слишком большую
свободу в выборе таких понятий. Он определяет их как философские кате-
гории, спроектированные на конкретную науку. В рамках рассматриваемо-
го подхода можно дать следующее определение фундаментальным физи-
ческим понятиям: «Это центральные теоретические понятия, являющиеся
непосредственной проекций философских категорий, определяющих в са-
мом широком плане содержание НКМ, на физику как науку и составляю-
щие сущность ФКМ как с качественной, так и с количественной ее сторо-
ны». .
Исходя из материалистических диалектических взглядов на природу: «В мире нет ничего, кроме движущейся материи, и движущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и во времени» [15, c.56],
можно выделить пять философских категорий, которые в самом общем и
широком плане описывают содержание научной картины мира: материя;
взаимодействие; движение; пространство; время.
В конкретной науке эти категории теряют философскую общность и
приобретают конкретность, определяемую рассматриваемой наукой. Так,
«материя» в рамках физики рассматривается через конкретные виды еѐ
проявления: вещество и поле, которые являются фундаментальными физи-
ческими понятиями.
Однако перечисленными понятиями не ограничивается круг фунда-
ментальных понятий. Физика – наука точная, количественная, поэтому,
она должна оперировать понятиями, отражающими не только свойства ма-
125
терии и формы еѐ существования, но и понятиями о величинах, являющих-
ся количественными характеристиками свойств объектов, их взаимодейст-
вий, явлений и процессов . Считаем целесообразным, оправданным не
только с научной, но и с методической точки зрения считать фундамен-
тальными величины, являющиеся по существу универсальными при опи-
сании свойств материи и форм еѐ существования: энергию, импульс, мо-
мент импульса, электрический заряд и др. . К фундаментальным физиче-
ским величинам можно отнести и фундаментальные константы (гравита-
ционную постоянную (G), постоянную Хаббла, постоянную Планка (h),
предельную скорость распространения сигнала (C) и элементарный электрический заряд (e)), учитывая их большое самостоятельное значение как в
научном познавательном плане, так и в методическом при рассмотрении
эволюции картины мира . Предлагаемый подход позволяет непротиворе-
чиво и последовательно определить фундаментальные понятия в курсе
общей физики и представить их в виде схемы 1.
2. Отличительные черты фундаментальных понятий
Отличительными чертами фундаментальных понятий является:
1. Фундаментальные понятия очень близки к общефилософским поня-
тиям, стоят на границе между философией и физикой, являются гранич-
ными, переходными понятиями. Это свидетельствует об их большой общ-
ности и об особом их значении для формирования мировоззрения;
2. Фундаментальные понятия по сути дела представляют собой итог
формирования системы понятий. Это значит, что фундаментальное поня-
тие формируется в результате длительного процесса, состоящего в по-
следовательном формировании очень большого числа взаимосвязанных
понятий более «низкого ранга» (эту совокупность понятий мы называем
понятийным аппаратом фундаментального понятия). Таким образом, фор-
мирование фундаментального понятия есть итог формирования многих
126
взаимосвязанных понятий, иногда многих систем их. Поэтому для его ус-
воения очень важно обеспечить усвоение этих предшествующих понятий.
Совершенно ясно, что характер этого усвоения, последовательность и
взаимосвязи усвоенных понятий являются характеристикой памяти ученика, структуры памяти;
3. Фундаментальное понятие отличается от других понятий тем, что
оно является определяющей основой целостного учебного курса. Дело в
том, что усвоение фундаментального понятия является итогом изучения
ряда учебных предметов или их значительной части. Так, например, фор-
мирование понятия «вещество» является итогом изучения физики, химии,
биологии, это понятие может считаться сформированным лишь в конце
изучения этих учебных предметов. Таким образом, формирование фундаментального понятия в определенной степени регулирует по-
следовательность и объем содержания нескольких (или одного) учебных
предметов (или их значительной части), определяет направления меж-
предметных связей.
Итак, формирование фундаментальных понятий требует по-
степенного формирования системы взаимосвязанных понятий, образую-
щих структуру — понятийный аппарат фундаментального понятия.
Таким образом, фундаментальное понятие обеспечивает целостность
всего главного понятийного аппарата, благодаря нему связаны разделы и
темы предмета, усвоение его, по сути, является конечным продуктом обу-
чения. Поэтому фундаментальное понятие по своему существу представ-
ляет инвариант учебной дисциплины, его содержательный материал и есть
ядро учебного содержания, в процессе формирования фундаментального
понятия ученики усваивают другие составные части ядра - теории, идеи и
научную картину мира.
127
Таким образом, возникает важная проблема выделения системы
Уровень сложности
Общенаучные
понятия
первый
второй
третий
Вещество
Поле
Физический объект
Состояние
физического объекта
Взаимодействие
Масса
Сила
Фундаментальные
физические
постоянные
Гипотеза
Теория, закон
Научная картина
мира
взаимосвязанных фундаментальных понятий и анализ процесса их форми-
рования.
Определение того, какие из формируемых у учащихся понятий яв-
ляются фундаментальными, происходит следующим образом:
1. Осуществляется сравнительный анализ содержания науки и содержа-
ния школьного учебного предмета;
2. Выделяются понятия, формирование которых происходит в течение
всего времени обучения;
3. Проверяется, являются ли отобранные понятия общенаучными, связа-
ны ли они с основными идеями науки;
4. Проверяется, являются ли эти понятия итогом формирования ряда бо-
лее простых понятий, составляющих его понятийный аппарат;
5. Проверяется, служит ли содержание этих понятий получению разнооб-
разных следствий, включенных в программу школьного курса физики.
В итоге осуществления такой процедуры были выделены следующие
фундаментальные понятия школьного курса физики (табл. 3).
Таблица 3
Фундаментальные понятия школьного курса физики
Можно дать следующее определение фундаментальным физическим
понятиям: это центральные теоретические понятия, являющиеся непо-
средственной проекцией философских категорий, определяющих в самом
128
широком плане содержание научной картины мира, на физику как науку и
Фундаментальные физические величины (понятия III ранга)
Вещество
Поле
Физические формы существования вещества и поля (понятия II ранга)
Время
Пространство
Взаимодействие
Движение
Основные формы взаимодействия
(движения)
Пространство - время
Сильное
Электромагнитное
Слабое
Гравитационное
Электрослабое
Единая теория поля (в узком смысле)
Структурные виды материи (понятия I ранга)
Объективная реальность – материя.
Способ и формы существования материи:
1. Движение
2. Взаимодействие
3. Пространство
4. Время
Философские понятия – категории, определяющие НКМ (Понятия «0» ранга).
составляющие сущность физической картины мира как с качественной,
так и с количественной еѐ стороны. Учитывая функциональную роль
фундаментальных понятий различного вида в учебном процессе, целесо-
образно провести среди них ранжирование по степени значимости их в на-
учном и учебном познании.
Схема 1.Выделение фундаментальных понятий в курсе физики и их
ранжирование по степени значимости в научном и учебном познании
Философские понятия – категории, определяющие в широком плане
содержание НКМ, принимаем за фундаментальные понятия нулевого ран-
га; фундаментальные понятия, определяющие структурные виды материи,-
129
первого ранга; отражающие свойства материи и свойства ее существования
– второго ранга; фундаментальные физические величины – третьего ранга.
Фундаментальные понятия нулевого ранга определяют верхний уровень
сформированности понятия; первого ранга – отражают всю объективную
реальность, данную нам в ощущениях, фундаментальные понятия второго
и третьего рангов отражают свойства и формы существования объективной
реальности (материи).
В процессе формирования фундаментальных понятий необходимо
выделять этапы, которые должны учитывать проявление объективных и
закономерных (преемственных) связей в их развитии от одной теории к
другой как внутри того или иного раздела, так и между разделами курса
физики.
Сам процесс формирования фундаментальных понятий первого ран-
га можно представить в виде сложного, многоаспектного процесса:
формирование понятий в рамках исходных моделей и теорий;
увеличение содержания и объема понятия внутри данной теории за
счет расширения информационной емкости физических моделей;
развитие понятия за счет построения новых более адекватных физиче-
ских моделей в рамках прежних теорий (качественные изменения);
построение новых моделей и теорий на базе качественно иных принци-
пов с последующим повторением всех выше указанных этапов;
развитие представлений о фундаментальном понятии в процессе эво-
люции ФКМ.
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]