Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ФОРМИРОВАНИЕ ФИЛОСОФСКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ

Елканова Т.М. 1
1 Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова Министерства образования и науки РФ
Для современного этапа развития цивилизации характерно новое понимание специфики и особенностей процесса познания, определяющего требования к единству онтологического и гносеологического аспектов фундаментального образования. В соответствии с этим образовательная парадигма предусматривает овладение методами и содержанием познания, методологическими, регулятивными принципами и нормами. Поэтому обязательным структурным элементом общегуманитарного базиса образования является философско-методологический компонент, который формирует способы мышления и деятельности, а также предусматривает выявление и всесторонний анализ философского содержания различных теоретических положений, способов согласования концептуальных структур с физической реальностью. Философско-методологические знания вводятся в учебно-воспитательный процесс с помощью разных форм включения. В процессе изучения отдельных тем курса физики можно рассмотреть большое количество фактов, свидетельст¬вующих о влиянии философии на ученых, ведущих экспериментальные исследования и создающих физические теории, и влиянии открытий физики и философских работ ученых-физиков на развитие философии. В статье рассмотрены также активные методы формирования научного мировоззрения, применение которых позволяет изменить ролевую позицию студента в учебном процессе, переводя его из объекта обучения в субъект деятельности. Для обеспечения возможностей эффективной реализации пред¬лагаемых методов разработана типология философских, методологических заданий и вопросов, созданы учебные пособия оригинальной структуры.
высшее образование
общегуманитарный базис
философско-методологические компетенции
научное мировоззрение
физика
1. Борн М. Физика в жизни моего поколения. – М.: ИЛ, 1963. – 536 с.
2. Гейзенберг В. Роль феноменологических теорий в системе теоретической физики // УФН. – 1967. – 91. – № 4. – С. 731-733.
3. Елканова Т.М. Концептуально-теоретическая модель общегуманитарного базиса образования // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2; URL: www.science-education.ru/122-18809 (дата обращения: 06.09.2015).
4. Елканова Т.М. Методы формирования научного мировоззрения в процессе изучения физики // Физическое образование в вузах. – 2012. – № 2, т. 18. – С. 7-17.
5. Елканова Т.М. Практикум по курсу «Электричество и магнетизм»: учебное пособие / Допущено УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 010700.62 – Физика. – Владикавказ: СОГУ, 2010. – 252 с.
6. Елканова Т.М. Электростатика: задачи, тесты, вопросы: Учебное пособие / Допущено УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки ВО 03.03.02 – Физика. – Владикавказ: СОГУ, 2015. – 267 с.
7. Мигдал А.Б. Физика и философия // Вопросы философии. – 1990. – №1. – С. 5-32.
8. Развитие современной физики. – М.: Наука, 1964. – 331 c.
9. Штофф В.А. Моделирование и философия. – М.: Наука, 1966. – 304 с.
10. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. Т. IV. – М.: Наука, 1967. – 599 с.
Для современного этапа развития цивилизации характерно новое понимание специфики и особенностей процесса познания, определяющего требования к единству онтологического и гносеологического аспектов фундаментального образования. Онтологический аспект связан с познанием окружающего мира, гносеологический - с освоением методологии и приобретением навыков познания.   В соответствии с этим новая образовательная парадигма предусматривает формирование в процессе обучения научного понимания самого процесса познания, овладение методами и содержанием познания, методологическими, регулятивными принципами и нормами. Это обусловливает необходимость отражения в содержании профессионального образования вопросов формирования методологической культуры, включающей методы познавательной, профессиональной, коммуникативной и аксиологической деятельности. Поэтому мы считаем, что обязательным структурным элементом в разработанной нами модели общегуманитарного базиса образования [3] является философско-методологический компонент, который формирует способы мышления и деятельности, т.е. процедуры рефлексивного характера, а также предусматривает выявление и всесторонний анализ философского содержания различных теоретических положений, способов согласования концептуальных структур с физической реальностью. Философско-методологический компонент призван раскрыть особенности современного мышления, адекватного новым условиям и задачам, стоящим перед обществом XXI века и связанным с необходимостью обеспечения не только выживания, но и развития человечества. Этот компонент приобретает особенно важное значение в связи с формированием на современном этапе развития науки новой эволюционно-синергетической картины мира, требующей освоения понятийно-категориального аппарата эволюционной концепции научной картины мира, характеризующегося таким уровнем обобщения и систематизации научного знания, при котором наиболее полно представляется взаимосвязь конкретно-научных концепций  и философии. Формирование философско-методологических компетенций в учебном процессе необходимо для развития целостного научного мировоззрения, системного взгляда на текущее состояние своей профессиональной области, на цели, предмет, характер и результаты своей профессиональной деятельности (решение задач совершенствования, рационализации научной деятельности, опираясь на разрабатываемые философией мировоззренческие и методологические ориентиры и основные положения, способность отображать свойства и отношения предметов независимо от частных и случайных условий их наблюдения, способность переноса знаний в незнакомые проблемные ситуации).

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: 22.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074