В настоящее время проблема исследования педагогических условий и методов формирования философско-методологических компетенций в процессе изучения отдельных дисциплин, в частности, физики, является достаточно актуальной. Однако, несмотря на наличие ряда разработок, потенциальные возможности физических дисциплин по формированию научного мировоззрения используются в недостаточной степени, взаимосвязь конкретно-научных знаний и философских, методологических проблем физики не находит адекватного отражения и реализации ни в программах, ни в учебниках, ни в методических разработках, в которых преобладают объяснительно-иллюстративные, декларативные методы предъявления информации. Поэтому проблему углубленного исследования мировоззренческого потенциала физики и разработку методов его эффективной реализации на основе системного подхода мы считаем актуальной.
Философско-методологические принципы начинают играть существенную роль в развитии физики, начиная с работ Галилея. Галилей провозгласил главенствующую роль причинного объяснения природы и показал, как можно конкретизировать философские идеи в их методологическом качестве применительно к физическому познанию. И. Ньютон, синтезировав накопленные и вновь полученные им знания на соответствующей методологической и философской основе, поставил и сформулировал проблему создания на едином методологическом основании единой научной механистической картины мира, охватывающей все многообразие явлений. Существенный вклад в философию, в ее категориальную матрицу, в определение видов и уровней структурной организации материи внесли работы физиков XIX века, в частности, Ампера, Фарадея, Максвелла и других.
Физика ХХ века с особенной ясностью обнаруживает свои прочные связи с философией, которые раньше едва сознавались. «В наше время, - писал А. Эйнштейн, - физик вынужден заниматься философскими проблемами в гораздо большей степени, чем это приходилось делать физикам предыдущих поколений. К этому физиков вынуждает трудность их собственной науки» [10, с. 248]. Большинство создателей современной физики (Эйнштейн, Бор, Гейзенберг, Борн, Вернадский, Винер, Пригожин и др.) сознательно использовали когнитивные ресурсы философии и при выдвижении, и при обосновании новых исследовательских программ, демонстрируя необходимость и эффективность обращения естествоиспытателей к профессиональным философским знаниям. Отметим, что все создатели квантовой механики наряду с естественнонаучными исследованиями вынуждены были размышлять над философскими проблемами, поставленными новой физикой, что новая естественнонаучная проблематика привела их к переосмыслению фундаментальных философских понятий, таких, как «реальность», «мир», «действительность», «сознание», «познающий субъект», «нравственный закон» и др.
Философско-методологические знания вводятся в учебно-воспитательный процесс с помощью разных форм включения. Почти каждая тема курса физики дает возможность акцентировать внимание на стратегии, уровнях и методах научного познания, общенаучных и общеметодологических принципах симметрии, причинности, сохранения, дополнительности, соответствия и т.п. Мы считаем, что необходимо уделить особое внимание проблемам, связанным с формированием и эволюцией физических картин мира, так как именно в научной картине формируется понятийно-категориальный аппарат эволюционной концепции картины мира как высшего уровня обобщения и систематизации знания, где наиболее полно находят свою конкретизацию общенаучные понятия: материя, пространство, время, взаимодействие, развитие, самоорганизация и др. Многие авторы отмечают, что один из основополагающих принципов современного научного познания - принцип глобального эволюционизма - радикально изменил общенаучную картину мира, придав ей отчетливо выраженную эволюционно-синергетическую направленность, ориентированную на изучение объектов процессов и явлений окружающего мира как сложных, исторически развивающихся систем.
В развитии физики можно указать на ряд факторов, свидетельствующих о влиянии философии на ученых, ведущих экспериментальные исследования и создающих физические теории. Так, например, академик И. Е. Тамм писал о Фарадее, «который, находясь под влиянием шеллингианской философии учившей, что все сущее едино, всю жизнь искал взаимосвязи различных физических явлений» [8, с.13]. Отправными философскими принципами для Р. Майера при открытии закона сохранения и превращения энергии были: «причина - следствию» и «из ничего ничего не бывает».
В процессе изучения отдельных тем курса физики можно рассмотреть большое количество фактов, свидетельствующих о влиянии философии на ученых, ведущих экспериментальные исследования и создающих физические теории, и влиянии открытий физики и философских работ ученых-физиков на развитие философии. Исторически сложилось так, что чаще начальный период формирования принципиально новых теоретических концепций физики (с возможной сменой парадигмы) связан с разработкой новых методологических систем самими физиками - авторами новых физических теорий. Достаточно вспомнить такие основополагающие категории и принципы, как пространство и время, вещество и поле, детерминизм, принципы инвариантности, относительности, дополнительности, вариационные принципы, принципы сохранения энергии, необратимости, симметрии, инерции, дальнодействия, близкодействия и некоторые другие. В качестве примера приведем принцип дополнительности, представляющий собой одну из самых глубоких идей современного естествознания. В 1927 г. Н. Бор ввел «дополнительность» как принцип, согласно которому некоторые понятия в физике являются несовместимыми и должны восприниматься только как дополняющие друг друга. Рассуждая на основе метода аналогии и выявляя общие черты микрообъектов, живых организмов, сознания, общества и человеческих культур, Бор превратил свой принцип дополнительности из физического в универсальный философский принцип с наиболее общим методологическим значением. На протяжении всей своей научной деятельности ученый вносил в науку философские элементы, которые следовали из принципа дополнительности и могли бы установить логические связи ситуаций, встречающихся в квантовой физике, с ситуациями в других областях знания, а именно в психологии, этнографии, культурологии, истории, антропологии, биологии, химии и др.
Целесообразно в процессе изучения физики показать, что все глубокие физические идеи - всегда плод философского осмысления физики. Приведем в качестве примера несколько высказываний крупных физиков ХХ века. М. Борн: «... Физика на каждом шагу встречается с логическими и эпистемологическими трудностями ... каждая фаза естественнонаучного познания находится в тесном взаимодействии с философской системой своего времени: естествознание доставляет факты наблюдения, а философия - методы мышления» [1, с. 78-79]. Вернер Гейзенберг: «Философское мышление, господствующее в данном веке или в культурной сфере, определяет то развитие естествознания, которое становится решающим» [2]. Альберт Эйнштейн: «Замечательный характер имеет взаимосвязь, существующая между наукой и теорией познания. Они зависят друг от друга. Теория познания без соприкосновения с наукой вырождается в пустую схему. Наука без теории познания (насколько это вообще мыслимо) становится примитивной и путаной» [10, с. 310].
При изучении преобразований Лоренца, теории относительности в курсе общей физики целесообразно привести высказывание академика А.Б. Мигдала: «История создания специальной теории относительности (СТО) - один из лучших примеров того, как конкретная философия дает толчок науке. Идея о том, что в науке не должно быть понятий, которые нельзя сформулировать на языке реального или мысленного эксперимента - принцип наблюдаемости, - заставила Эйнштейна подвергнуть сомнению интуитивное понятие одновременности и ввести определение, проверяемое на опыте... Лоренц и Пуанкаре внесли глубочайший вклад в теорию относительности, но не сделали того переворота, который совершил Эйнштейн. После работы Пуанкаре 1898 г. и работы Лоренца 1904 г. оставалось сделать еще одно решительное усилие - принять относительность пространства-времени, но этот шаг требовал другого типа мышления, другой философии. Лоренцу помешала его глубокая приверженность философии физики прошлого века» [7].
Не затрагивая всего комплекса проблем, связанных с введением философско-методологических знаний в процесс обучения физике, остановимся на разработке и совершенствовании активных методов формирования научного мировоззрения, применение которых позволяет изменить ролевую позицию студента в учебном процессе, переводя его из объекта обучения в субъект деятельности; при этом студенту не просто предъявляется учебная информация, а его усилия направляются на непосредственное с нею взаимодействие. Предлагаемая нами система активных методов, конкретизированная применительно к курсу общей физики, предусматривает: широкое использование на лекциях, семинарах, практических и лабораторных занятиях проблемных методов обучения и воспитания как при изучении нового материала, так и при организации самостоятельной работы студентов; использование специальных проблемно-исследовательских заданий и вопросов философского, методологического характера, а также самостоятельное составление студентами вопросов такого типа к изучаемому теоретическому материалу; анализ содержания лабораторных работ (производится студентами самостоятельно и контролируется преподавателем во время допуска и защиты работ); анализ как содержания, так и полученного решения физических задач; составление и анализ причинно-следственных цепочек явлений, сопровождающих тот или иной рассматриваемый физический процесс. При этом развиваются навыки работы с учебной и научной литературой, различными источниками информации, и актуализируются такие понятия, как идеализация, формализация, абстрагирование, модель и т.д. Примеры реализации используемых нами методов при изучении нового материала приведены в [4].
Для обеспечения возможностей эффективной реализации предлагаемых методов нами разработана типология философских, методологических заданий и вопросов, включающая, в частности, задания, направленные: на формирование, развитие и конкретизацию общенаучных понятий; на формирование общенаучных и конкретно-научных методов познания; на усвоение методологических принципов физики; на выделение основных положений и важнейших характеристик физической картины мира, этапов ее эволюции; на раскрытие взаимообусловленности уровня развития науки и уровня развития производительных сил; задания и вопросы на конкретизацию философских законов и категорий, на раскрытие философских, мировоззренческих аспектов конкретно-научных явлений и процессов; задания, раскрывающие влияние мировоззрения на интерпретацию и применение открытий физики; задания на критический анализ выдержек из научных работ; задания, основанные на историко-методологическом материале; задания, касающиеся спорных, нерешенных проблем, стоящих перед физикой и др. В соответствии с разработанной типологией составлены учебные пособия, которые содержат около шестисот вопросов и заданий по философским проблемам физики. Практика показывает, что использование вопросов рассмотренного типа на лекциях, семинарских, практических и лабораторных занятиях предоставляет широкие возможности для создания проблемных ситуаций и управления ходом их разрешения. Это позволяет добиться высокой активности студентов на занятии, формировать у них способности самостоятельно ставить проблемы и находить пути их решения, в конечном же итоге это приводит к более глубокому усвоению научного метода познания.
Блок по философско-методологическим проблемам физики включен и в учебные пособия по физическому практикуму по курсам «Молекулярная физика», «Электричество и магнетизм» и «Оптика», в учебные пособия по семинарским занятиям (см., например, [5, 6]). В физическом практикуме эффективно реализуется принцип единства теории и практики, что открывает широкие возможности для формирования и развития современного научного стиля мышления студентов в процессе обучения. При соответствующей педагогической инструментовке выполнение и анализ лабораторных работ позволяет студентам актуализировать и конкретизировать ведущие мировоззренческие идеи: понятие о материальном единстве мира, о веществе и поле как видах материи, движении как всеобщем свойстве материи, о переходе одних форм движения в другие и т. д. Изучая экспериментально связь различных физических величин и явлений, студенты приобретают общепрофессиональные компетенции выделения и анализа причинно-следственных связей. При этом конкретизируется и углубляется понимание количественной и качественной сторон физических величин, их отношения к тем объектам и явлениям, которые они характеризуют. Овладевая научными методами исследования, такими, как наблюдение и различные виды эксперимента (исследовательский и критериальный, фактический, мысленный, численный, машинный), студенты убеждаются в познаваемости природы, а обобщение экспериментальных результатов, анализ причин их расхождения с теоретическими способствует осознанному овладению научными методами и средствами познания, такими, как анализ и синтез, индукция и дедукция, абстрагирование, идеализация, моделирование.
Современный этап развития физической науки характеризуется отчетливым осознанием на методологическом уровне модельного характера наших знаний о природе, поэтому в учебном курсе должны быть в максимальной степени задействованы задачи, решение которых с необходимостью требует построения и анализа физической модели явления. Модель «облегчает понимание формальных теорий и является особенно важной в процессе преподавания и обучения» [9, с. 280].
Диагностика и контроль сформированности системы философско-методологических компетенций предполагает выполнение студентами заданий специального характера в форме тестов разного типа и уровня и выполнение исследовательских экспериментальных работ. При этом критерием качества компетенций студентов выступает умение применять общие принципы, методологию познания конкретных физических явлений и процессов при решении возникающих проблемных ситуаций и учебных задач.
Накопленный в течение длительного времени опыт реализации предлагаемых активных методов формирования философско-методологических компетенций при преподавании курса общей физики показывает, что при этом достигаются следующие цели: осуществляется актуализация и эффективный перенос знаний из одной области знания (философии) в другую (физику), формируется научное мировоззрение; вырабатываются навыки ориентации в потоке научной информации, развиваются умения анализировать, сопоставлять, дискутировать, оценивать; происходит профессионализация знаний; увеличивается эмоциональность восприятия, развивается познавательная активность и творческая самостоятельность; осуществляется оперативная диагностика уровня сформированности научных понятий, реализуется возможность непрерывного контроля и самоконтроля; улучшается знание фактического материала курса физики.
Рецензенты:
Белогуров А.Ю., д.п.н., профессор, Московский институт развития образования Департамента образования, г. Москва.
Райцев А.В., д.п.н., профессор, Северо-Осетинский гуманитарный университет, г. Владикавказ.
Библиографическая ссылка
Елканова Т.М. ФОРМИРОВАНИЕ ФИЛОСОФСКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=21742 (дата обращения: 25.04.2024).