Осипенко Л.Е. Почему школьники не любят физику и как бороться с этой «нелюбовью»?

Одной из проблем, стоящих перед современным учителем физики, является формирование познавательного интереса учащихся. Она предполагает поиск средств обучения, привлекающих ученика, располагающих его к совместной деятельности с одноклассниками и учителем, активизирующих его учение.

К сожалению, многие ученики считают уроки физики довольно скучными, непонятными и по этим причинам — ненужными. Опросы, проведёнными нами среди более чем 500 белорусских и российских школьников, позволили констатировать достаточно низкий уровень познавательного интереса старшеклассников к изучению физики. Так, только 9 % опрошенных отметили, что им нравится физика, и они с удовольствием изучают данный предмет.

Среди наиболее значимых причин, по которым школьники не любят физику, были указаны следующие: «Физика — это только сплошное решение задач, особенно в 10-11 классах» (53%); «Не понимаем, каким образом знания, приобретённые на уроках физики, пригодятся на других предметах и в дальнейшей жизни, которая не будет связана с физикой» (37%); «Неинтересные лабораторные работы, на которых нужно всё делать по инструкции, особенно не задумываясь» (26%); «Хотел бы заниматься исследованиями по физике, однако для меня одного эта работа непосильна» (21 %).

Такое отношение учащихся вполне правомерно, поскольку из класса в класс материал, изучаемый на уроках физики, всё усложняется, и соответственно ничем не подкрепляемый интерес подростков всё более гаснет. Этому весьма способствует и формализованное преподавание физики, которое, увы, не является редкостью как в российских, так и в белорусских школах.

Обозначенные выше факты стали основаниями для размышлений и попыток если не радикально изменить данную ситуацию, то хотя бы частично её нивелировать.

Как утверждают психологи, интерес развивается в реальной деятельности человека и всегда имеет определённую предметную направленность. В практике традиционного школьного обучения познавательный интерес детей к конкретной учебной дисциплине связан прежде всего с её содержанием. При формировании познавательного интереса к изучению физики сложность заключается в том, что процесс приобщения детей к миру развивающейся техники весьма противоречив. Современная наука и техника развиваются быстрее, чем способность отдельного человека овладеть ими. Отсюда констатируемое падение интереса к изучению физики и стремления к овладению профессиями, связанными с нею.

Чтобы вызвать познавательный интерес, необходимо создать специальные условия. Например, чтобы у ребёнка появилось желание рисовать, вокруг него должно быть достаточно карандашей и бумаги. Многие взрослые, равнодушные к музыке или живописи, могут подтвердить, что причиной их «нелюбви к искусству» было отсутствие условий для возникновения интереса. Физика, как и искусство, не является исключением.

В данной публикации мы представляем накопленный нами опыт работы в белорусских и российских школах по разработке условий, способствующих формированию познавательного интереса подростков к изучению физики.

При формировании познавательного интереса школьников к изучению физики невозможно обойтись без связи с историей предмета. Опыт нашей работы показал чрезвычайную действенность в данном аспекте интересных фактов из истории физики. Например, удивительным для детей стало сообщение о том, что свою первую научную работу Максвелл выполнил в возрасте 14 лет, придумав оригинальный способ вычерчивания овальных фигур. Краткое изложение этой работы было опубликовано в 1846 году в «Трудах Эдинбургского королевского общества». Однако в полном объёме работу юного автора зачитал на одном из заседаний этого почтенного общества профессор Форбс, поскольку считалось, что подростку выступать перед учёными мужами неприлично [1].

Леонардо да Винчи, одарённый художник и музыкант, кроме этого был одержимым естествоиспытателем — анатомом, геологом, ботаником, зоологом. В его работах также много примеров, демонстрирующих роль методов исследования в изучении окружающего мира. В частности, для доказательства того, что муха производит жужжание крыльями, он предлагал сказать их мёдом. Звук при этом становился глуше и ниже.

Неизгладимое впечатление на учащихся оказывают сообщения об измерениях, которые без преувеличения можно назвать великими. В качестве примера можно привести опыты, проведённые учёным аль-Бируни в 973 году в Южном Хорезме. Он измерил угол наклона эклиптики к небесному экватору, построив первый в мире неподвижный квадрант радиусом 7,5 м [2].

Для развития интереса школьников к различным историческим фактам можно, изучая тему «Скорость света», предложить им заполнить сюжетную таблицу, вписав в неё измерения, проведённые А. Физо, О. Ремером, А. Майкельсоном (см. таблицу).

Сюжетная таблица по теме «Скорость света»

Эйнштейн, Галилей, Ньютон, супруги Кюри — имена этих и других учёных стали известны благодаря их выдающимся научным свершениям. Истории их жизни демонстрируют наличие у человека величайших ресурсов, наполнены примерами, достойными подражания. К сожалению, результаты проведённых нами опросов среди 500 подростков, которые хотят связать свою жизнь с физикой, показали, что среди них лишь 2 % знают Нобелевских лауреатов и других выдающихся деятелей науки. Поэтому важно знакомить школьников с учёными, прославляющими отечественную науку, с их достижениями и биографиями, являющимися образцами успеха в научной карьере. Опрошенные нами школьники — участники научно-практических конференций, где в качестве членов жюри выступали учёные из ведущих вузов, отмечали важность публичной поддержки видными деятелями науки их вклада, пусть пока скромного, в развитие того или иного направления исследования.

Эффективная организация процесса обучения школьников, нацеленная на формирование у них познавательного интереса к изучению физики, может быть достигнута средствами междисциплинарной интеграции. Целесообразность обучения школьников посредством межпредметных связей отражена во многочисленных исследованиях, где особый акцент делается на том, что междисциплинарная интеграция активизирует познавательную деятельность учащихся, повышает их мыслительную активность в процессе переноса, синтеза и обобщения знаний из разных дисциплин. Однако, как показывает практика, многие учителя ограничиваются лишь фрагментарным включением в обучение межпредметных связей. Программы по естественно-научным дисциплинам не согласованы по времени, и, как следствие, учителя физики вынуждены многие понятия формировать без опоры на другие предметы. В ряде случаев их коллеги-биологии, наоборот, забегают вперёд, знакомя учащихся с различными физико-химическими процессами, протекающими в живых организмах, без опоры на физические и химические понятия. Многие понятия (например, масса, энергия, вектор, скорость, атом, функция и др.) многократно излагаются на различных дисциплинах, причём, по мнению педагогов, это мало что прибавляет к знаниям учащихся, поскольку одно и то же понятие авторами различных учебных курсов интерпретируется неодинаково. Учебники пестрят терминами, мало известными учащимся. Как отметила одна из наших коллег, «межпредметные связи в современных школьных учебниках превратились в межпредметные перегородки».

Однако междисциплинарная интеграция может стать эффективным педагогическим условием формирования познавательного интереса школьников к изучению физики. Так, на основе межпредметных связей возможно формирование у них диалектико-материалистических взглядов на природу, современных представлений об её целостности и развитии, поскольку межпредметные связи способствуют отражению в обучении школьников методологии современного естествознания, развивающегося с позиций системного подхода к познанию природы по линии интеграции идей и методов.

В экспериментальных школах при выполнении школьниками наблюдений учителя физики, химии, биологии заостряли их внимание на том, что, хотя наблюдения и характеризуются различными внешними показателями, они обладают внутренним единством. В частности, наблюдение как метод научного познания представляет собой последовательность следующих операций: выбор объекта наблюдения; формулирование цели наблюдения; предварительная разработка плана проведения наблюдения; непосредственное наблюдение; фиксирование и обработка полученных результатов; объяснение увиденного; формулирование выводов [3].

В качестве ещё одного примера междисциплинарной интеграции физики с другими предметами приведём фрагмент урока по теме «Измерения величин». После введения системы единиц СИ можно вспомнить о таких единицах измерения, как верста, локоть, пядь, сажень, дюйм, фут, ярд и т.д.

Интересными для учащихся стали следующие задания:

• Определите, кто выше: Дюймовочка или Мальчик-с-пальчик?»

• Объясните смысл поговорок: «Семь пядей во лбу», «Видно за семь вёрст», «Косая сажень в плечах», «Семь футов под килем».

• Определите, какая страна описывается в «Путешествиях Гулливера»:

«Парадные залы имеют по большей части 240 футов высоты и соответствующую длину и ширину»;

«Цепь, к которой я был прикован, была длиной около двух ярдов, и я имел возможность не только прохаживаться взад и вперёд, описывая полукруг, но и заползать в храм и лежать в нём, вытянувшись во весь рост»;

«Изгородь была высотой не менее 120 футов».

Совместно с учителями математики можно провести ярмарку, где «купцы» будут предлагать товар, используя различные меры измерения.

Как показал наш опыт работы, формированию у школьников познавательного интереса к изучению физики способствует ориентация педагогов на эвристические методы обучения [4; 5; 6] и др. В результате проведённого нами педагогического эксперимента наиболее эффективными для формирования познавательного интереса к изучению физики были признаны следующие.

Метод гиперболизации. Его сущность состоит в том, что надо спрогнозировать ситуацию, когда объект познания либо его отдельные части существенно изменяются. Например, «Предположите, что будет, если увеличится в 100 раз сила гравитации».

На рисунке 1 приведена иллюстрация к повести К. Э. Циолковского «Грёзы о Земле и небе». Мы предлагали учащимся составить рассказ о том, что могло бы произойти, если бы сила тяжести исчезла.

Рисунок 1 — Иллюстрация к повести К. Э. Циолковского «Грёзы о Земле и небе»

Метод сравнения позволяет сопоставлять версии учеников с кулътурно-историческими аналогами, сформулированными великими учёными. Например, в 1958 году группой советских учёных, возглавляемых академиком С. Н. Верновым, было установлено, что в области пространства, где расположены силовые линии магнитного поля Земли, находится радиационная зона, названная впоследствии внешним радиационным поясом. Установлено, что высота пояса колеблется от 12 тыс. до 36 тыс. км от поверхности Земли. Предложите, учащимся высказать собственную версию Происхождения радиационного пояса и сравнить её с существующими в настоящее время теориями.

Метод агглютинации. Ученикам предлагается соединить несоединимые в реальности качества, свойства, части объектов и описать, например, горячий снег, чёрный свет и пр.

Метод морфологического ящика (многомерных матриц) направлен на формирование у учащихся умения находить неожиданные и весьма оригинальные идеи путём составления различных комбинаций известных и неизвестных элементов. Например, предложите учащимся изготовить источник света, воспринимаемый глазом как серый, или создать устройство, осушающее мокрый песок с помощью электрического напряжения без значительного нагревания [6].

Интересные идеи для развития нестандартного мышления приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 — Фотографии для развития нестандартного мышления учащихся

Для формирования познавательного интереса учащихся к изучению физики весьма эффективной является организация учебноисследовательской деятельности школьников. Её различные аспекты изложены в фундаментальных работах В. И. Андреева [4], Н. И. Запрудского [5], В. В. Майера [6], В. Г. Разумовского [7] и др. В них отмечено, что в основе исследования по физике лежит познавательный цикл:

ФАКТЫ →ПРОБЛЕМА → ГИПОТЕЗА → МОДЕЛЬ → СЛЕДСТВИЯ → ЭКСПЕРИМЕНТ.

Исследование, как правило, начинается выбором группы фактов из наблюдений или измерений. Они становятся основанием для формулирования проблемы, которая постепенно уточняется, конкретизируется, наполняется более глубоким содержанием. В результате поиска решения проблемы зарождается первоначальное предположение, дальнейшее развитие которого приводит к формулировке гипотезы. Однако истинность гипотезы необходимо доказать. Этого можно достичь путём теоретического объяснения полученных ранее фактов на основе построенной модели. Математические преобразования или логические умозаключения позволяют вывести из модели следствия, нуждающиеся в экспериментальной проверке. Если они экспериментально подтверждаются, то модель, принятая за основу теории, адекватно отражает изучаемые свойства явления.

В экспериментальном преподавании мы предлагали учащимся темы для исследований, которые носили как предметный, так и межпредметный характер. При выборе тем учебных исследований придерживались рекомендаций, сформулированных А. И. Савенковым:

• тема должна быть интересной ученику, она должна его увлечь;

• тема должна быть выполнимой, её решение должно принести реальную пользу участникам исследования;

• тема исследования должна быть оригинальной, в ней должен быть элемент неожиданности, необычности;

• тема должна вызывать интерес не только у ученика, но и у его руководителя;

• работа над темой должна быть обеспечена ресурсами [8].

Наш многолетний опыт работы показал, что формированию познавательного интереса школьников к изучению физики может способствовать совместная работа над учебным исследованием. Возможная ролевая структура детских исследовательских коллективов изложена нами в публикации [2]. Отметим лишь, что для успешной реализации исследовательского проекта хорошо, чтобы детский исследовательский коллектив имел гетерогенный характер, т.е. состоял из детей, по-разному проявляющих себя в исследовании. А распределение ролей участников исследования, разработка средств, оборудования и т.п. — это дело самих участников исследовательского коллектива. Всё зависит от творческого потенциала личности, её интересов, степени подготовки и пр.

Необходимо отметить, что в процессе проведения совместного исследования учащимися различных возрастов повышался объём усвоенного материала и глубина его понимания; менялся характер взаимоотношений школьников друг с другом в сторону товарищеских и коллективистских; возрастала познавательная активность и самостоятельность каждого ученика. В разновозрастном коллективе происходила эффективная передача опыта проведения исследований посредством обязательного шефства старших школьников над младшими. Совместная исследовательская деятельность по физике наглядно демонстрировала учащимся необходимость получения разносторонних знаний, давала возможность увидеть непосредственные результаты их практического применения.

Результаты анкетирования учащихся экспериментальных классов показали, что обучение по экспериментальной методике для 96 % респондентов сделало учёбу более интересной; более половины из них стали лучше учиться, 86 % стали более активными, 83 % — более уверенными в себе, 88 % — более самостоятельными. В экспериментальных школах активизировалась работа научных обществ учащихся, увеличилось количество участников научно-практических конференций школьников.

На уроках учителя физики отмечали высокую самопроизвольную познавательную активность учащихся, их неподдельный интерес к сущности явлений, процессов, к их взаимосвязям и закономерностям. Учащиеся экспериментальных классов при выполнении исследований пользовались дополнительной литературой, интенсивно общались в познавательных целях как со взрослыми, так и со школьными товарищами.

Таким образом, преподавание физики с опорой на историю предмета, связь с учёными, прославляющими современную отечественную науку, ориентация учителей физики на эвристические методы и междисциплинарный подход в обучении школьников, а также организация совместной учебно-исследовательской деятельности способствуют формированию познавательного интереса школьников к изучению физики.

 Список использованных источников

1. Энциклопедия для детей. Физика. — Т. 16. — М.: Аванта, 2000.

2. Слободянюк, А. И. Организация исследовательской деятельности учащихся по физике / A. И. Слободянюк, JI. Е. Осипенко, Т. С. Пролиско. — Минск: Красико-Принт, 2008.

3. Лавриненко, А. В. Организация исследовательской деятельности школьников по физике на основе традиций современных научных школ / А. В. Лавриненко, JI. Е. Осипенко // Фізіка: праблемы выкладання. — 2010. — № 6. — С. 32-38.

4. Андреев, В. И. Педагогика творческого саморазвития / В. И. Андреев. — Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1998.

5. Запрудский, Н. И. Технология исследовательской деятельности учащихся // Современные школьные технологии—2 / Н. И. Запрудский. — Минск: Сэр-Вит, 2010. — С. 123-170.

6. Майер, В. В. Элементы учебной физики как основа организации процесса научного познания в современной системе физического образования: автореф. дис. ... д-ра пед. наук / В. В. Майер. — М., 2000.

7. Хуторской, А. В. Развитие одарённости школьников: методика продуктивного обучения: пособие для учителя / А. В. Хуторской. — М.: ВЛАДОС, 2000.

8. Разумовский, В. Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике / B. Г. Разумовский. — М.: Просвещение, 1975.

9. Савенков, А. И. Психология детской одарённости: учеб. пособие / А. И. Савенков. — М.: Генезис, 2010.