УДК 53(07)

МЕТОДОЛОГИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

¹Атаманчук П.С., ²Бордюг О.В., ¹Павлюк А.Н., ³Самойленко П.И.

¹Каменец-Подольский национальный университет имени Ивана Огиенко

²Каменец-Подольский аграрный университет

³Московский государственный университет технологий и управления

Аннотация: в статье рассмотрены вопросы усовершенствования структуры методологического содержания физического образования; выделены основные операции модельного эксперимента.

Ключевые слова: физическое образование, модельный эксперимент, методы познания.

В своей «базовой» части вопросы методологи физического образования достаточно разработаны в методике обучения физике – к числу наиболее значительных имен ученых данного направления относятся В.Т.Разумовский, С.В.Бубликов, В.Н.Мощанский, В.Ф.Ефименко, В.В.Мултановский, Л.С.Хижнякова, Н.В.Шаронова, Г.М.Голин, Н.Е.Важеевская и многие другие исследователи. Можно уверенно утверждать, что является общепризнанным явленим, о понимании необходимости отражения в содержании физического образования таких конструктов, как структура научного знания (научный факт, гипотеза, теория и др.) элементы его генезиса, теоретический и эмпирический уровни познания, методы получения научного знания, а также основных законов диалектики (единство и борьба противоположностей; переход количественных изменений в качественные; отрицание отрицания) и важнейших диалектических категорий: причина и следствие, сущность и явление, форма и содержание, дискретное и непрерывное, случайное и необходимое, возможное и действительное.

Прежде чем говорить недостаточно подробно разработанных аспектах проблемы, приведем структуру методологического компонента физического учебного знания [1]. Из работ цитированных выше авторов вытекает, что эта структура может быть выражена следующими тезисами:

1. Наука как система знания, которая представлена в теориях различной степени обобщенности.

2. Элементы генезиса научного знания, проблема его истинности.

3. Принципы научного познания (причинность, дополнительность, соответствия, симметрия).

4. Уровни научного познания (теоретический и эмпирический), методы, соответствующие каждому из этих уровней.

5. Основные формы научного познания: научный факт, научная гипотеза, закон, теория.

В соответствии с требованиями стандартов общего среднего и высшего образования студенты и школьники должны быть ознакомлены и должны владеть методами физического познания.

Как известно, методы естественной науки принято делить на методы, характерные для эмпирического и для теоретического уровней познания. Эти методы по-разному отражены в школьном и в вузовском физическом образовании.

Эмпирическому уровню познания соответствуют такие методы, как наблюдение, эксперимент, измерение [2].

К теоретическим методам исследования соответствующим теоретическому уровню познания, относятся моделирование, идеализация, индукция и дедукция, анализ и синтез и т. д. (Безусловно, подобное деление весьма относительно, так как, и на эмпирическом уровне при получении нового знания так же могут использоваться анализ и синтез, индуктивный вывод и пр.). С некоторыми из этих методов школьники и студенты знакомы, и мы в вправе говорить о формирования у них умений сравнивать, анализировать, классифицировать, обобщать и пр., иными словами, о формировании у студентов логического мышления, соответствующего определенным интеллектуальным умениям. Гораздо хуже обстоит дело с другими познавательными умениями, которые необходимы в процессе научного познания, в процессе исследования я получения новых естественнонаучных знаний.

Понятие модели, подобно понятию моделирования, также очень многогранно. Зачастую понятием модели, как в философской, так и в специальной научной литературе, заменяются другие понятия, содержание которых в достаточной степени строго определенно. Термин «модель» выступает порой в качестве синонима гипотезы, теории, образа и пр. При этом содержательно не происходит искажения смысла модели. Модельный характер имеют и научная теория, и гипотеза, и научный факт и т.д. Однако процесс моделирования, в результате которого возникает и исследуется та или иная модель, обладает вполне определенными функциями в процессе познания.

В самом широком смысле под моделью в науке понимают любой «заместитель» изучаемого объекта, который воспроизводит свойства, существенные особенности, закономерности последнего. Подобным объектом может быть какой-либо механизм (реально существующий заместитель), идеальная модель (некий умозрительный образ), математическая, символическая модель т.д. В любом случае по результатам опытов над моделью (и реальных и умозрительных) можно получить ответ о характеристических особенностях закономерностях поведения реального (моделируемого) объекта или явления.

Итак, модель может быть определена как «мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее излучение дает нам новую информацию об этом объекте.

Для построения научной классификации моделей в качестве основания целесообразно использовать характер отношения к реальному объекту и уровень сходства модели и замещаемого образа.

По способу репрезентации, форме воспроизведения модели мог быть разделены на материальные и мысленные.

Различие между материальными и мысленными моделями носит исключительно гносеологический характер; оно связано с тем, являются ли модели материальными аналогами изучаемых явлений или же они представляют собой мысленные образы последних.

Особо выделяются исследователями методологии естествознания математические модели - дифференциальные и алгебраические уравнения, их системы, графики, гистограммы и т.д. В подобных случаях модель является свое рода промежуточным звеном между теорией и изучаемой реальностью, она создает возможность определения путей применения научной теории на практике, указывает пути ее возможной проверки на практике.

Возвращаясь к исходному понятию – понятию моделирован следуем остановиться еще на одной процедуре, часто обсуждаемой рамках разговора о моделировании. Речь идет о модельном эксперименте.

Структура модельного эксперимента существенно отличается от структуры традиционного эксперимента. Если в обычном эксперимент объект исследования и прибор находятся в непосредственно взаимодействии (экспериментатор с помощью прибора прямо воздействуй на исследуемый объект), то в модельном эксперименте внимание экспериментатора сосредоточено на изучении модели, которая подвергается воздействиям и исследуется с помощью прибора. Сам объект непосредственно в эксперименте не участвует.

Для модельного эксперимента характерны следующие основные операции: 1) переход от натурального объекта к модели - построение модели (моделирование в собственном смысле слова); 2) экспериментальное исследование модели; 3) переход от модели натуральному объекту, состоящий в перенесении результатов, полученных при исследовании, на этот объект [1].

Таким образом, можно считать, что структура методологического компонента физического учебного знания является достаточно разработанной.

Однако при этом, на наш взгляд, требуют разработки вопросы, которые можно объединить термином «глубинный пласт методологического знания», органично объединяющие методологический и мировоззренческий аспекты физики - к ним относятся: связи между физическими теориями и их субъединицами, недостаточно предоставленные в школьному вузовском курсах физики; особенности интерпретации физических фактов, законов, теорий, результатов экспериментов, роль и функции математических средств; познания в процессе такой интерпретации; мысленный эксперимент как основа смысловой деятельности субъекта познания.

Литература

1. Атаманчук П.С., Самойленко П.И. Дидактика физики (основные аспекты). Монография. Московский государственный университет технологий и управления. – Московский государственный университет технологий и управления, РИО, 2006. – 254 с.

2. Друянов Л.Л. Законы природы и их познание М.: Наука, 1982. – 111 с.

3. Кузнецов К.М. Взаимосвязь физических теорий // Избр. Труды по методологии физики М.: Наука, 1975.

4. Мякишев Г.Я. Динамические и статические закономерности в физике. М.: Наука, 1983. – 272 с.

5. Огородиков В.П. Познание необходимости. М.: Мысль, 1985. – 206 с.

6. Пахомов Б.Л. Становление современной физической картины мира. М.: Мысль, 1985. – 268 с.