3.4.1. Вивчення фізичних теорій

Фізичні теорії будуються або по методу принципів, або по методу модельних гіпотез. До теорій, побудованих по методу принципів відносяться класична механіка, термодинаміка, спеціальна і загальна теорії відносності. Молекулярно-статистична теорія, електронна теорія, теорія атома будуються по методу модельних гіпотез.

У разі "модельної" теорії основні її положення (ядро теорії) фіксують істотні властивості моделі, що вивчається, її структуру і основні закономірності, яким вона підкоряється. Це наочно виступає, наприклад, в теорії атома Резерфорда – Бора.

У теоріях, побудованих по методу принципів, основні положення теорії формулюються у вигляді постулатів або "начал". Наприклад, основу спеціальної теорії відносності складають два постулати:

1. Існування інерціальних систем відліку, в яких усі (а не тільки механічні) явища протікають однаково;

2. Незалежність швидкості світла від швидкості джерела (постійність швидкості світла в усіх інерціальних системах відліку).

Основу термодинаміки складають три начала термодинаміки, основу класичної механіки – три закони Ньютона і так далі

Цілком зрозуміло, що основні положення теорії не можуть виводитися дедуктивно, оскільки вони самі є гранично широкими узагальненнями і не існують інших положень, з яких вони можуть бути виведені дедуктивно. Вони не можуть бути введені і чисто індуктивно, оскільки, хоча початкові положення теорії часто спираються на дослідні факти, виявлення ядра теорії в умовах, коли цих дослідних даних не вистачає, коли деякі з них неповні, інші суперечливі, не є чисто логічним процесом (індукцією).

Основні положення теорії – твердження високого рівня узагальнення, до яких піднялася наука, – повинні викладатися учням без виводу і підтверджуватися досвідченими фактами, тобто на основі інформаційно-ілюстративного прийому. Це найбільш доцільний з методичної точки зору спосіб ознайомлення з основними положення теорії.

Викладачеві особливо велику увагу слід приділяти експериментальній основі фізичних теорій. При викладі курсу фізики важливо зробити не лише експериментальну основу теорії, але і її евристичну роль, її здатність пояснити відомі фізичні явища і передбачити нові.

3.4.2. Вивчення фізичних законів

Фізичні закони дуже різні по рівню узагальнень, що містяться в них. Одні фізичні закони (закон збереження і перетворення енергії, закон збереження заряду та ін.) є дуже широкими узагальненнями. Інші є дуже приватними твердженнями: закон сполучених посудин, закони плавання тіл (умови плавання), закон (умова) рівноваги важеля, умова рівноваги тіла на похилій площині і так далі. Є закони, істинність яких доводиться досвідом і тільки досвідом. Теоретичного пояснення вони не мають. До них відносяться закон Кулона. Інші закони, відкриті дослідним шляхом, нині мають теоретичне пояснення і можуть бути виведені на основі теорії (закон Паскаля, Архімеда, газові закони і так далі).

Через таку відмінність методика вивчення усіх фізичних законів не може бути однаковою. Так, наприклад, ознайомлення учнів з фізичними принципами (законами збереження, принципами суперпозиції, незалежності світлових пучків та ін.) доцільно проводити на основі інформаційно-ілюстративного прийому, тобто принципи слід повідомляти учням без висновку, а їх істинність підтверджувати достовірним числом експериментальних фактів.[20]

Вибір методу викладу визначається багатьма міркуваннями: структура курсу (наявністю або відсутністю теорії на початку розділу) і рівнем розвитку мислення учнів, завданням розвитку їх теоретичного або конкретно-образного мислення, доступністю теоретичного висновку та ін. Це питання повинне вирішуватися кожним учителем окремо відносно рівня розвитку свого класу.[20]