Кучинский В.И. и др. Рекомендации по гуманитаризации процесса преподавания физики-1

Ни у кого не вызывает сомнений, что центральной фигурой гуманитарной физики должен быть человек. Эту истину можно рассматривать с разных позиций.

Для того чтобы осваивать физические знания, необходимо прежде всего ПОНИМАТЬ изучаемый материал: текст учебника, изложение учителя, реальные физические демонстрации и т.д. Понимание — это всегда диалог: с самим собой, другими людьми — одноклассниками, учителем, ученым — создателем той или иной физической теории, с автором учебника, представителями физико-технических профессий. Безусловно, это и диалог с природой, со Вселенной в самом широком смысле слова. Таким образом, гуманитарная физика предоставляет широкие возможности для ДИАЛОГА с миром и самим собой. Содержанием этого диалога является предмет «физика».

В любом диалоге средствами обмена информацией являются слово и образ. От того, насколько учитель и ученики овладели этими средствами познания, зависят:

С учетом этих подходов можно представить себе следующую схему дальнейшей гуманитаризации процесса изучения физики.

Рассмотрим кратко предложенные варианты диалога.

ДИАЛОГ С УЧЕНЫМ, ИЗОБРЕТАТЕЛЕМ

Что может быть предметом такого диалога? Прежде всего история открытий и изобретений, их интеллектуальные и нравственные аспекты. К примеру, в учебнике физики для VIкласса (Л.А. Исаченкова, Ю.Д. Лещинский) достаточно подробно описано открытие броуновского движения. Конечно, английский ботаник Р. Броун сделал свое открытие давно — в 1827 году, но мысленный диалог с ним провести можно. Давайте предложим ученикам задать Броуну вопросы, связанные с этим открытием. Заметим, что на первых порах вопросы могут быть подсказаны учителем.

– Знает ли мистер Броун, что в современной науке есть понятие «броуновское движение»?

– Чем мистер Броун заслужил такую славу?

– Как, с точки зрения Р. Броуна, можно было объяснить движение частичек цветочной пыльцы под микроскопом?

– Без какого изобретения его открытие было бы невозможным? (Имеется в виду изобретение микроскопа.)

Сложность вопросов диалога с ученым нарастает от класса к классу. Допустим, если такой диалог проводится с А. С. Поповым, круг вопросов может быть и научно-предметным, и личным.

– Кого из ученых своего времени Вы считаете своими предшественниками на пути к созданию приемника радиоволн?

– В устройствах, которые до Вашего изобретения предложили Эдуард Бранли и Оливер Лодж, а также в Вашем грозоотметчике есть одинаковые элементы: когерер у француза Бранли, когерер и электрический звонок у англичанина Лоджа. Можно ли в таком случае утверждать, что Вы создали принципиально новый прибор?

– Как Вы в 1896 году отнеслись к известию, что итальянский инженер Г. Маркони патентует в Англии устройство для беспроводного телеграфирования?

– Как с помощью Вашего искрового передатчика можно было передавать тексты? (И т.п.)

Вариантами такого диалога могут быть урок — пресс-конференция, урок «В лаборатории ученого».

ДИАЛОГ С АВТОРОМ УЧЕБНИКА (ПОСОБИЯ)

Как правило, об авторе учебника или другой учебной (учебно-методической) книги знают и помнят лишь учителя. Ученики же очень редко заглядывают в те места книги, где упомянуты авторы: эти взрослые люди, существующие вне ученического пространственно-временного континуума, совершенно не интересуют ученика. Заметим, что и учителя физики, читающие данный текст, вправе задать вопрос (уверены, что некоторые задают): «А надо ли ученикам знакомиться с авторами?» Надо, потому что в мысленном или даже реальном общении с авторами (например, через переписку) рождаются новые пласты понимания.

Возьмем учебное пособие для VIIIкласса 12-летней школы (авторы Л.А. Исаченкова, Ю.Д. Лещинский, художник Е.Г. Дашкевич). Начав изучение механических явлений, ученики получают задание: после изучения темы «Механическая работа» им будет предоставлена возможность пообщаться с авторами. Ученики готовят свои вопросы и предложения, как лучше построить текст параграфов 1 и 2? После того как собраны вопросы и предложения учащихся, на их основе составляется письмо к авторам (примерный вариант приведен ниже).

Уважаемые Лариса Артемовна и Юрий Дмитриевич! Мы с интересом начали работать по Вашему учебнику, У него даже внешний вид праздничный. Так и хочется рассмотреть яркие и красочные страницы! И еще: вопросы на засыпку перед каждым разделом. Прочтешь и задумаешься: правда, а могут ли бревна плыть стоя, «солдатиком»? И сразу понятно, что пока не изучишь этот раздел, на такие вопросы не ответишь. Спасибо за хороший учебник!

А теперь позвольте задать Вам несколько вопросов.

1. На с. 4 говорится, что именно в тех случаях сила совершает работу, когда она вызывает разгон тела (увеличивает модуль его скорости). А уже на с. 6-7 оказывается, что сила может уменьшать модуль скорости тела — тормозить его. Не лучше ли было бы сразу давать общее определение и для разгона, и для торможения? Вправе ли мы сами делать это, рассказывая о понятии «механическая работа»?

2. Второй вопрос — об определении джоуля (с. 5). Оно завершается словами «при условии, что направление движения силы совпадает с направлением движения тела». А если оно противоположное? Тогда, что ли, «антиджоуль» (отрицательный джоуль)?

3. Не проще ли было вычислять суммарную работу сил, действующих на ракету (с. 7), через отыскание равнодействующей силы тяги, силы тяжести и силы сопротивления и вычисление работы этой силы на пути в 1 метр?

Заранее благодарны за ответ.
Ученики школы.

При мысленном диалоге с авторами «ответ» может быть подготовлен группой учащихся, выступающих в роли авторов.

Для реального диалога могут быть использованы следующие варианты:

ДИАЛОГ СО СПРАВОЧНИКОМ, СЛОВАРЕМ

Один из путей реализации такого диалога — организация целенаправленного словарного поиска, в ходе которого раскрываются значение и смысли ряда понятий. Речь идет о понятиях, не только являющихся физическим терминами, но и о множестве других, непосредственно или даже опосредованно связанных с физикой. Благодаря такому поиску прежде всего расширяется действенный, активный словарь учащихся, интегрируются знания из разнообразных сфер человеческой деятельности. Но, пожалуй, самый существенный эффект словарного поиска — прирастание чувства слова, чувства языка. В качестве примера мы приводим под заголовком «Словарь «Понимание»» варианты вопросов и заданий, которые могут предлагаться учащимся.

Словарь «Понимание»

С каким современным устройством связано слово «акведук»?

В переводе с латинского он звучит как «собиратель».

Древние греки называли его «неделимый», а мы — ...

Переведите с греческого языка слова «аэродром» и «аэростат».

Греческое слово halloозначает «бросаю, мечу». Название какой науки родилось с опорой на это слово?

Греческое слово barosпереводится как «тяжесть». Назовите три технических устройства, которые получили название от этого слова.

В словах «батискаф» и «батисфера» вторые части означают «судно», «шар». С учетом этого переведите на русский язык греческое bathys.

Что испускается при b-распаде?

Как дословно переводится на русский язык слово «бинокль»?

Какое физическое явление лежит в основе названия второго месяца французского революционного календаря — брюмера?

Какое физическое явление лежит в основе железнодорожного термина «букса»?

Переведите на латинский язык слово «пустота».

В латинском языке он имеет значение «везущий, несущий».

Французское glisser означает «скользить». В каком устройстве используется такое скольжение?

Что означает слово «график» в переводе с греческого?

Где в физике нашло свое место греческое слово «дейтерос» — «второй»?

Каким латинским словом обозначается распространение, растекание чего-либо?

Греческое isos(«равный») дало название ряду физических терминов. Назовите их и поясните, что они означают. Аналогично: химические, географические термины.

Латинское inductio— это возбуждение. В каких областях науки и для чего используется слово «индукция»?

Латинское inertia— неподвижность, бездеятельность. Достаточно ли точно это слово взято физиками для использования в обозначении соответствующего явления?

Латинские inter(«между») и ferentis(«несущий») породили слово «интерференция». Попытайтесь связать эти значения с известным вам физическим явлением.

Зная, чем отличается звук слышимый от инфразвука, попробуйте сформулировать, что означает латинское infra.

Всего три буквы в этом слове. В греческом языке оно означает «идущий».

Тепло, жар — в латинском языке ...

Объясните с помощью словаря, почему катод носит такое название.

Воспользовавшись знанием значений слова «квартал», переведите на русский язык латинское quartа (кварта).

Латинское laborans переводится как «работающий». Что вы в связи с этим можете сказать о словосочетании «лабораторная работа»?

В архитектуре прежних веков мы нередко встречаемся с понятием «кариатида». Что оно обозначает? Какова роль кариатид в строительстве с точки зрения физики?

Слово «каскадер» известно любому нашему современнику — любителю приключенческих фильмов. Проанализируйте этимоны, т.е. его начальные формы и значения. Какое физическое явление лежит в основе этого слова?

Греческое kataозначает «через», apallo— «бросать, метать». Что и через что метала древняя катапульта? Где и с какой целью применяют современные катапульты? Какие физические явления связаны с применением катапульты?

Как связаны между собой раздел физики «кинематика» и кино?

Какие этимоны легли в основу термина, обозначающего приемную электронно-лучевую трубку?

Латинское clavisозначает «ключ». Какие известные вам слова происходят от него? В чем их ключевой смысл?

Немецкое klеттеп означает «цапать, стискивать, сдавливать». Какое физическое устройство имеет соответствующие характеристики?

Назовите физические явления, которые используются для коммуникации.

Назовите английские и латинские «корни» компьютера.

Польское condycia, как и латинское conditio, обозначает «условие, договор». Как с учетом этого вы растолкуете значение слова «кондиционер»?

Исследуйте происхождение слова «константа». Согласуется ли оно с известными вам из физики константами?

Он рожден латинским словом, которое обозначает «прикосновение». Используется в физике, технике, дипломатии, психологии.

Как с точки зрения физики можно назвать лейденскую банку?

Какое физическое явление «используют» макароны?

Чечевица, используемая в оптических приборах.

Латинское localis означает «местный». В каком устройстве это понятие используется?

Переведите дословно, что значит «люминофор».

О нем греки говорили: magnetislithos.

Греческое manos «редкий, неплотный». Какой прибор занимается измерением этого редкого, неплотного?

При электрических разрядах в воздухе образуется озон. Как вы его обнаруживаете? С учетом этого, что означает греческое слово ozon?

Латинское oscillum — «качание, колебание» в сочетании с греческим grapho«пишу» дало название физическому прибору и тому, что он позволяет наблюдать. Назовите соответствующие слова.

Греческое руr означает «огонь». Что, соответственно, можно измерить пирометром?

Какие сателлиты вам известны?

Из каких греческих слов родилось слово «синхротрон»?

Докажите спортивное происхождение слова «слайд».

Переведите на русский язык дословно слова «телескоп», «телеграф», «телевизор».

Латинское tornare означает «круглить». Какие физические понятия с ним связаны?

Переведите без словаря слово «факультатив» (латинское, позднее французское facultatif).

Каким словосочетанием можно заменить термин «фотон»?

Зная составные части слова «хронограф», опишите соответствующий прибор.

Найдите в мифологическом словаре имя Эхо. Как оно связано с явлением эхо?

К заданиям такого рода примыкает поиск учащимися Поля Незнания. Пути такого поиска через словарную работу мы предлагаем в виде «Вопросов о непознанном».

– Объясните термин «левитация». Можно ли его относить к числу физических понятий?

– На картинах, написанных на религиозные темы, – иконах святые изображены с золотистым свечением вокруг головы – нимбом. Предложите свои варианты объяснения, толкования, что такое нимб и каково его происхождение.

– В литературных источниках порой встречается слово «биолокация» (иногда его называют «лозоходство»). О каких способностях лозоходцев идет речь? Есть ли физическое объяснение биолокации?

– Реально ли существования биополя у живых существ?

– Знакомо ли вам понятие «биоэнергетика»? Часто это термин используют представители нетрадиционной медицины. Какие вопросы возникают у вас, когда речь идет о биоэнергетике?

– Вампирами называют людей, которые сознательно или неосознанно «питаются энергией» других людей, забирая у них жизненную силу. Как вы считаете, это физический эффект или его можно объяснить с помощью психологии?

– В словаре «Азбука непознанного» под редакцией А. Свияша говорится о том, что в состоянии расслабления человек может, держа в руке маятник, получить ответы на все вопросы своего внутреннего Я. Можно ли проверить возможность получения таких ответов?

– Фантасты пишут о телепортации – перемещении живых объектов на любые расстояния, причем о перемещении мгновенном. Есть ли в физике законы, допускающие явление телепортации?

ДИАЛОГ С ТЕКСТОМ

Возведение текста в контекст

Обычно учебные тексты строго целенаправленны, в них идет речь об одном понятии (законе, явлении, процессе, устройстве). Но в научно-популярной литературе, в художественных текстах, газетных статьях чаще всего можно помимо основной (ведущей) мысли найти и другие, которые читающий не всегда замечает. Научить искать и выделять эти «побочные» элементы содержания и означает выделение дополнительных смыслов и значений. Это и есть возведение текста в контекст.

Для примера рассмотрим текст об истории карандаша (О самых первых и самых-самых / сост. А. Ф. Космач. — Минск, 1993. — С. 110-111.).

Первым прообразом карандаша была, по-видимому, тростниковая палочка, которой писали древнеегипетские жрецы. В Ассирии письменные знаки выдавливались заточенной палочкой на табличках из мокрой глины, которые затем высушивались на солнце или обжигались. Потом долгие века господствовало гусиное перо. В XV веке в Европе появляются свинцовые и серебряные шрифты (стержни, палочки), оставляющие на бумаге темные следы. С XVI века в Италии начали применять графитовые стержни из черного глинистого сланца, называемого «карандаш» — «черный камень». От них и ведет свое происхождение современный карандаш в деревянной оболочке. Отсюда и пошло его название. В 1795 году почти одновременно француз Н. Конте и чех Й. Гармут открыли новый способ получения графитовых стержней. К графитовому порошку они добавили глиняные и клеящие вещества, затем массу эту обожгли. Такой способ в основном сохранился и поныне. В России первые карандаши из графита делал М. В. Ломоносов.

Понятно, что главный, основной контекст здесь — исторический (история восхождения человечества от тростниковой палочки для письма к современному карандашу). Однако можно выделить и ряд других контекстов:

Чем больше контекстов обнаружит ученик в тексте, тем более адекватным, полным, глубоким, интегративным является его понимание.

Самостоятельная формулировка вопросов на основе прочитанного текста

Самостоятельно заданный и сформулированный вопрос — довольно редкое явление в школьном обучении. Учащиеся привыкли, что им чаще всего приходится отвечать на вопросы (ученика, учителя, предложенной задачи). Согласитесь, это не очень гуманно, когда ученик «урезан» в праве поиска, формулирования, задавания вопросов. В лучшем случае многие школьники даже при предоставлении такой возможности задают вопросы, дублирующие тот же учебник, задачник и т.п.

На первых порах можно предложить учащимся следующее задание: на основе данного текста составить ряд вопросов с опорой на матрицу с ключевыми вопросительными словами. Продемонстрируем это на примере.

Яблоко Ньютона
(Позойский, С.В. Шаги истории: от Демокрита до Эйнштейна. Задачи по физике / С. В. Позойский. — Витебск, 1999. — С. 42, 136.)

Дерево в саду родового имения семьи Ньютонов в Вулеторне, неподалеку от Кембриджа, с которого сорвалось знаменитое яблоко, в течение многих лет, пока его не сломала буря, было музейным экспонатом. Согласно легенде, именно падение яблока с этого дерева привело к открытию закона всемирного тяготения.

Достаточно ли было упавшего яблока, чтобы Ньютона озарила гениальная мысль о всемирном тяготении? А был ли сам факт? Родственники и друзья Ньютона рассказывали об этом эпизоде, утверждая, что слышали о нем от самого Ньютона. Вольтер популяризировал этот эпизод. Сегодня большинство ученых считает, что если факт падения яблока имел место, то не он «повинен» в открытии закона всемирного тяготения.

До Ньютона проблему тяготения пытались решить Аристотель, его последователи в средние века, ученые разных стран: Коперник (Польша), Кеплер (Германия), Боре-ли и Буто (Италия), Буллиальд (Франция) и др. Ближе всех к открытию закона тяготения подошел Гук (Англия). Но сформулировать закон всемирного тяготения смог только гениальный И. Ньютон после нескольких лет напряженного труда с опорой на законы Кеплера, на заложенные Галилеем основы динамики, на качественную теорию центростремительной силы при круговом движении, построенную Гюйгенсом.

Вполне вероятно, что, увидев падающее яблоко, Ньютон задал себе вопрос о тождественности силы, заставляющей падать яблоко на землю, той силе, которая обуславливает «падение» Луны в направлении Земли и тем самым удерживает ее на траектории движения вокруг Земли. Решить эту проблему должен был сам ученый. И здесь уже яблоко ни при чем.

Матрица вопросов

Кто __________________________?

Где __________________________?

Почему __________________________?

Что __________________________?

Чем __________________________?

Какой __________________________?

Если ли __________________________?

Можно ли __________________________?

Каковы __________________________?

В какой мере справятся ученики с формулированием вопросов в рамках данной матрицы? Найдутся ли такие, которые смогут на одно вопросительное слово предложить 3-5 и более вопросов? Какие из предложенных учениками вопросов нестандартны, нетрадиционны? (В этом случае ученическую мысль надо оценить.) Дальше можно предложить расширить «веер» вопросительных слов: сколько? зачем? когда? для чего? и т.д. Найдут ли учащиеся нестандартные вопросы с новыми вопросительными словами?

Кстати, возможно и обратное задание: есть «веер» ответов на поставленные кем-то вопросы (по неизвестному заранее тексту). Требуется восстановить (сформулировать) вопросы. Наконец, может быть предложено задание воссоздать текст на основе имеющихся ответов на вопросы (сами вопросы формулировать не обязательно). Зато воссозданный текст сопоставляется с первоисточником.

Такая работа служит гуманитаризации и учебного процесса, и внеурочной деятельности, ибо ученик, который сам задает вопросы, учится в полном смысле этого слова (а не обучается).

(Продолжение следует .)