Некоторые аспекты образовательного стандарта по физике

Некоторые аспекты образовательного стандарта по физике   

    Говоря о стандарте школьного физического образования, необходимо дать ответы на следующие вопросы: зачем нужен такой стандарт? Кому он нужен? Каким должно быть его конкретное содержание?

   Ответ на первый вопрос обусловлен тем, что ранее существовала общегосударственная программа по физике, на которой, собственно и строилось все физическое образование; но все большая самостоятельность субъектов Российской Федерации в условиях многообразия культур и традиций привела к определенной «дисперсии» содержания школьной физики. Ведь нельзя одинаково обучать детей различных районов страны. Поэтому и необходим стандарт, который позволил бы объективно (в соответствии с единым государственным документом) оценит качество полученного в той или иной школе начального, базового или полного среднего образования. Он особенно необходим сейчас, когда выявилась тенденция к деградации образования. Введение стандарта поможет противостоять этой тенденции, и в этом многие видят его вторую, важнейшую в нынешних условиях функцию.

    Встает, однако вопрос, возможен ли единый стандарт для всех школ и классов, независимо от их профиля. По моему мнению, такой стандарт не желателен,  да и не реален. Он хорош только для начальной школы, которая дает практически общую для всех основу образования  - навыки чтения, письма, счета, первоначальные представления о природе  и обществе. Уже в базовой школе можно выделить два  различающихся уклона – природоведческий и обществоведческий, для которых целесообразен свой стандарт, а на старшей ступени необходимы четыре стандарта физического образования в соответствии со сложившимися на практике основными профилями обучения: физический (физико-математический), технический, химико-биологический и гуманитарный.

  Необходимость нескольких стандартов образования получает дополнительную аргументацию  при ответе на вопрос: кому нужен такого рода стандарт?

    Если отвлечься от узкого круга составителей программ и авторов учебников, то в стандарте, соответствующем гуманитарному профилю, заинтересовано общество в целом. Которому нужно, чтобы его члены имели  бы минимальные научные представления об окружающем мире. Разумеется, в этом стандарте, как и в остальных, нуждаются конкретные пользователи – средние и высшие учебные заведения, которые должны строить обучение на фундаменте того или иного базового или полного среднего образования.

    Наиболее сложен вопрос о том, что должно включаться в стандарт школьного физического образования. По моему мнению:

1)   Основные физические представления (молекулярные, полевые, квантовые, релятивистские) с различной степенью экспериментального обоснования и теоретической разработанности;

2)      Системы физических понятий (механических, термодинамических,  электрических, оптических, атомных, ядерных) в различном числе и  с различным содержанием (глубиной трактовки);

3)      Расчеты физических величин разной степени сложности;

4)      Представления о технических приложения физики (от простого упоминания для гуманитариев до анализа работы и устройства того или иного узла машины или механизма);

5)      Измерения физических величин и обработки полученных результатов (сложность операций зависит от профиля);

6)      Объяснение с той или иной глубиной обоснования природного явления (грозы, циклона, землетрясения и др.)

      Для реализации ранее рассмотренных вопросов можно выделить 4 принципа, на которых основываются теоретические исследования:

1.    принцип детерминизма (на основании физической теории можно однозначно предсказать состояние физической системы и проверить его на опыте);

2.    принцип инвариантности (из физических теорий должны следовать выводы, не зависящие от субъективных факторов — выбора системы отсчета, используемых экспериментальных средств и т.д..);

3.    принцип соответствия (любая завершенная физическая теория имеет пределы своей применимости);

4.    принцип дополнительности (возможны альтернативные теории одного и того же явления).

       Разумеется, в школе не предполагается излагать эти принципы в их обобщенной форме; достаточно раскрыть их сущность на более или менее обширном фактическом материале, причем делать это необходимо в классах любого профиля. Ниже указан тот фактический материал, который может служить базой для формирования представлений школьников об общих принципах при  том или ином профиле среднего образования.

·      Гуманитарный профиль. В этом случае указанные выше принципы вступают лишь  в качестве общих идей, с которыми учащиеся знакомятся при изучении конкретных вопросов физики. Так идея детерминизма раскрывается на примере классической механики, газовых законов, законов электрического тока, геометрической оптики; она выступает как выражение причинно-следственных связей в реальном мире. Идея инвариантности «скрыта» в законах  сохранения импульса, энергии, электрического заряда и при их изучении может быть представлена ученикам. Идея соответствия иллюстрируется примером соотношения между геометрической и волновой оптикой. Идея дополнительности показывается на примерах термодинамического и статистического описания тепловых процессов и корпускулярной теории света.

·      Биолого-химический профиль. При изложении физики в классах этого профиля общие принципы выступают в качестве методологических предписаний. К механическому  детерминизму здесь добавляется детерминизм статистических процессов (в рамках статистики), находящий свое выражение во втором законе термодинамики. Принцип инвариантности выступает как запрет на процессы, протекающие с нарушением закона сохранения импульса, энергии, электрического заряда. Дополнительность иллюстрируется теми же примерами, но к ним добавляются статистическое  и термодинамическое описание химических реакций. Идея соответствия раскрывается еще и на примере учета внутренней структуры атомов и молекул в тех или иных физических процессах.

·      Физико-технический профиль. В классах этого профиля принципы можно рассматривать как руководящие предписания при создании «искусственной реальности»; круг соответствующих им явлений расширяется. К детерминизму классической  физики добавляется квантово-механический детерминизм (на примере физики твердого тела). Принцип инвариантности, наряду с законами сохранения, распространяется  на преобразования Галилея и Лоренца, причем законы сохранения выступают как частный случай проявления инвариантности; законы сохранения в квантовой теории и симметрия рассматриваются как пример инвариантных преобразований. Принцип соответствия в дополнение к выше названым примерам показывается на примерах соотношения моделей идеального и реального газов, инерциальных и неинерциальных систем отсчета, законов движения материальной точки и твердого тела, ньютоновой и релятивистской механики. К «действию» дополнительности присоединяются явления, связанные с соотношением неопределенностей, а так же модели атомного ядра.

·      Физико-математический профиль. Для обучающихся в классах этого направления общие принципы должны  выступать в своем законченном выражении — как предписания,  с которыми согласуется любое положение физики. Здесь рассматриваются соотношения между классическим и квантово-механическим детерминизмом, выявляется специфика детерминизма в статистических процессах. Принцип инвариантности подтверждается примерами преобразований, образующих группы; законы сохранения связываются со свойствами пространства и времени, рассматривается специфика этих законов в квантово-механических процессах, дается представление о законах сохранения в сильных и слабых  взаимодействиях. Принцип соответствия дополнительно к уже указанным вопросам физики предполагает рассмотрение соотношений  между классической и квантовой статистиками. В фактическую базу принципа дополнительности включается еще пример классической и квантовой теории поля.

       Однако на сегодняшний день существует много замечаний  по принятому образовательному стандарту. Следует приветствовать дифференциацию стандарта по ступеням обучения: базовая (основная) полная средняя школа и то, что начальная ступень физического образования представлена достаточно полно. Плодотворна и идея авторов о группировке системы знаний вокруг фундаментальных категорий физики.

       И что же в итоге? На мой взгляд, стандарт – это документ, и в нем не должно быть неоднозначных понятий и терминов, например, таких как «понять смысл» величины. Более уместен в этом случае термин «владеть понятием», который имеет вполне определенное содержание:

- умение рассчитать одни величины через другие;

- умение измерить ту или иную величину в эксперименте прямо или косвенно.

       Не конкретен критерий «умение обсуждать проблемы, связанные с получением электрической энергии», поскольку  обсуждение любого вопроса может вестись на совершенно разных уровнях. Речь лучше вести о наличии представлений об экономических и экологических преимуществах и недостатках тех или иных источников энергии.

           Вряд ли в стандарт нужно вносить объемы учебной нагрузки в часах, так как качество и объем усвоенных школьниками знаний  в конечном счете  определяется не временем, отводимым на изучением того  или иного предмета, а эффективностью использования этого времени, насыщенностью учебного материала, технологией учебного процесса и т. д..  Однако, в  федеральном компоненте ФБУП определено количество учебных часов на преподавание учебных предметов федерального компонента государственного стандарта общего образования. При этом установлено годовое распределение часов, что дает возможность образовательным учреждениям перераспределять нагрузку в течение учебного года, использовать модульный подход, строить рабочий учебный план на принципах дифференциации и вариативности.

            Следует отметить, что в предметную область физики входят не только «общие закономерности природы», но и методы познания. Без анализа последних вряд ли  можно серьезно говорить о формировании научного мировоззрения. Показывая роль физических методов в исследовании объектов Вселенной, в развитии техники (что сделано в стандарте), желательно добавить и рассмотрение значения физики для формирования интеллекта.

Достаточно спорны, на мой взгляд, является и то, что  проведена существенная разгрузка содержания курса физики. В обязательном минимуме содержания образования по физике в основной школе в 1998 г. было 117 предметных тем. В новом образовательном стандарте по физике 30 из них снято, но добавлено 13 новых тем. Таким образом, в требования к уровню подготовки выпускников основной школы включено 100 предметных тем. Это позволило без снижения уровня изучения физики сократить объем учебного материала, выносимого на итоговый контроль, и защитить учеников от чрезмерных требований к уровню их знаний и умений при итоговом контроле. Элементы знаний, выделенные курсивом, позволяют сохранить высокий уровень преподавания физики.

       Хотя при этом в государственной итоговой аттестации количество рассматриваемых тем  не уменьшается. А наоборот  - растет. И  экзамена становится все сложнее по содержанию.

          Концепция модернизации российского образования определяет цели общего образования на современном этапе. Она подчеркивает необходимость «ориентации образования не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, его познавательных и созидательных способностей. Общеобразовательная школа должна формировать целостную систему универсальных знаний, умений и навыков, а также самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, т.е. ключевые компетентности, определяющие современное качество образования». В Концепции определены также важнейшие задачи воспитания: «формирование у школьников гражданской ответственности и правового самосознания, духовности и культуры, инициативности, самостоятельности, толерантности, способности к успешной социализации в обществе и активной адаптации на рынке труда». А как показывай анализ, то эти цели далеко не новы и являлись таковыми еще за долго до введения ФГОСТ.

           Остается добавить, что из всех предметов именно физика дает основной мировоззренческий компонент образования выпускника, и как раз за счет наиболее  научного и системного подхода к изучению материала. В отсутствии возможности полноценного изучения курса физики, трудно найти какой-либо другой предмет, способный заменить физику в этой роли.

Сарычева Марина Александровна учитель физики МБОУ СОШ № 5 г Пятигорска