Методологические и дидактические аспекты формирования понятия поля в курсе физики технического вуза

Методологические и дидактические аспекты формирования понятия поля в курсе физики технического вуза.

 

Севрюк Анна Владимировна

 

Общенаучные дисциплины обеспечивают фундаментальные знания, формируют научную картину мира. Прочные и глубокие знания основных законов науки создают основу фундаментального образования, обеспечивают усвоение знаний смежных дисциплин, помогают осваивать теоретические и практические дисциплины. 

Понятие – это одна из высших форм мышления, форма отражения материальной действительности. Содержание курса физики представляет систему взаимосвязанных понятий, составляющих основополагающие знания о свойствах вещества, физических полей, форм движения материи, фундаментальных взаимодействий. Без усвоения понятий не может быть сознательного усвоения законов и теорий, поскольку они выражают связь между понятиями. 

Одним из фундаментальных физических понятий, играющим определяющую роль в структуре современного научного знания, является понятие поля. Представление о веществе и физическом поле, как двух основных видах материи, является основополагающим компонентом современной физической картины мира. Категориально-понятийный аппарат концепции эволюции физической картины мира (ФКМ) представлен в работах Мостепаненко М.В. и Ефименко В.Ф. 

Содержание того или иного физического понятия в физической теории не тождественно содержанию этого понятия в ФКМ, поскольку они выполняют там разные функции. В ФКМ понятия в гораздо большей степени выполняют свои методологические и мировоззренческие функции, характеризуются большей общностью, чем в физической теории [1].

Большая степень общности понятийной структуры картины мира, по сравнению с конкретными теориями, выражается в ее непосредственной близости к категориям философии, хотя в определенном смысле (если учесть, что философские категории выражают универсальные формы мышления) любые научные понятия выступают как своеобразная конкретизация философских категорий [2].

Понятие обладает не только многогранностью предметного содержания. Научное понятие обладает и разнообразными категориальными значениями, фиксируя в особенной, предметной форме взаимосвязь всеобщих форм бытия. Поэтому, как любая категория опирается на спектр предметных понятий, так и предметное понятие содержит систему категориальных значений. Анализ понятия под углом зрения его категориальных значений, то есть раскрытие его философского содержания, является важным аспектом процесса развития понятия, обобщения и систематизации знаний в процессе обучения.

Содержание понятия физического поля определяется такими понятиями, как материя, взаимодействие, прерывность и непрерывность. 

Материя (как философская категория) – объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания и отражается им. Материя существует в бесконечном множестве конкретных форм различных объектов и систем мира. Материя бесконечна в своих структурных проявлениях, неразрывно связана с движением.

Структура и сущностное содержание понятия материи в рамках физической науки являются естественнонаучной базой философского обобщения этого понятия как философской категории.

Материя в физике делится на два основных вида: вещество и физические поля. Соответственно, физическое поле определяется как один из основных видов материи, относительно отличный от вещества в макроскопических явлениях. Поле является материальным носителем передачи взаимодействия и обладает свойством связывать частицы вещества в физические системы [1]. Все многообразие форм и видов материи, ее неисчерпаемое разнообразие свойств и отношений обусловлено взаимосвязью, взаимодействием и взаимопревращением вещества и физических полей.

Таким образом, строение материи на уровне макро- и микромира отражается  структурно-логической  схемой.

 Категории прерывности и непрерывности также имеют основополагающее значение для анализа содержания понятия физического поля. Исследования в области микромира по-новому раскрыли сущность, природу исследуемых материальных микрообъектов. Это особенно ярко проявляется в свойствах прерывности и непрерывности.

Прерывность и непрерывность, как философские категории, характеризуют структуру материи, а также процессы развития в живой и неживой природе, в обществе и мышлении. 

Признаком дискретности служит изолированность объектов друг от друга, отсюда вытекает их замкнутость и конечность. Непрерывность есть отрицание прерывности, следовательно, характерным проявлением непрерывности служит наличие связи между объектами. В физике система многих частиц с сильной связью рассматривается не как дискретное множество, а как множество непрерывное, как поле. Поле - непрерывный объект - имеет определенные значения в каждой точке; у частицы в определенных ситуациях некоторые параметры являются неопределенными.

Прерывность и непрерывность отражают противоположные, но взаимосвязанные свойства материальных объектов. Категории прерывности и непрерывности – это понятия, отражающие некоторые всеобщие свойства движущейся материи и ее атрибутов. Эти категории применяются ко всем взаимосвязям, отношениям, изменениям, превращениям материальных объектов, характеризуя, таким образом, как формы их существования и изменения, так и формы их пространственного и временного бытия. 

Прерывность и непрерывность неотделимы друг от друга и объективно существуют только в своем единстве. Однако, это не исключает выдвижения на первый план в различных объективных ситуациях и на различных уровнях нашего знания то прерывности, то непрерывности. 

Диалектика прерывности  и непрерывности пронизывает всю историю познания. Для метафизического материализма было характерно обособленное рассмотрение прерывности и непрерывности. Противопоставление волн и частиц в ходе познания свойств материальных объектов постепенно размывалось. Оптико-механическая аналогия, известная еще в первой половине XIX в., дает возможность сопоставить друг с другом некоторые корпускулярные и волновые параметры. 

Введение в физику представления об электромагнитном поле, как реального объекта природы, привело к выводу, что всякая электрически заряженная частица (дискретный объект) неразрывно связана с непрерывным объектом – электромагнитным полем. Затем и гравитационное поле стало рассматриваться в физике как непрерывный объект, связанный с любым дискретным материальным объектом. Таким образом, представление о полях как непрерывных материальных объектах, связанных с дискретными материальными объектами, давало основание для более общего вывода о том, что дискретность и непрерывность всегда связаны друг с другом [3]. 

Установление единства прерывности и непрерывности на материале единства частиц и волн стало достоянием квантовой физики. Традиционная дилемма дискретного и континуального («или – или») преобразуется в форму, в общем фиксирующую единство противоположностей прерывного и непрерывного («и – и»).

Дальнейшее развитие и утверждение идеи корпускулярно-волнового дуализма (сопоставимой с теми же категориями) связано с именем Луи де Бройля, который придал идее универсальный характер, экстраполировав дуализм света на вещество. 

Экспериментальное доказательство существования волновых свойств у микрочастиц не являлось доказательством того, что они волны. Частицы остаются частицами, и свести их к волнам совершенно невозможно, как невозможно свести прерывность к непрерывности. Микрочастица квантовой физики является совершенно новой сущностью по сравнению с материальной точкой классической физики. Соответственно, строится структурно-логическая схема эволюции представлений о прерывности и непрерывности.

При изучении квантовой теории в курсе физики, понятие электромагнитного поля углубляется, обогащается новым содержанием. Электромагнитное поле представляется как совокупность фотонов (статистический ансамбль), квантов поля. Соответственно, в процессе эволюции физического знания происходит дальнейшее расширение и углубление понятия взаимодействия, которое является одним из наиболее фундаментальных понятий, отражающим механизм взаимосвязи разнообразных материальных систем. Взаимодействие, как философская категория, отражает процессы воздействия различных объектов друг на друга, их взаимную обусловленность, изменение состояния, взаимопереход, а также порождение одним объектом другого. 

Свойства объекта могут проявиться и быть познанными только во взаимодействии с другими объектами. Познание вещей означает познание их взаимодействия, и само является результатом взаимодействия между субъектом и объектом. Каждая форма движения материи имеет  в основе своей определенные типы взаимодействия структурных элементов. Сложные формы взаимодействия характеризуют жизнь общества.

Категория взаимодействия неразрывно связана с такими основополагающими категориями, как материя и движение, пространство и время, структура, взаимосвязь, информация и т.д. Современное естествознание показало, что всякое взаимодействие связано с материальными полями и сопровождается переносом материи, движения и информации.

Физически взаимодействие выступает  как близкодействие, скорость распространения которого в предельном случае равна скорости света в вакууме. Близкодействие и       дальнодействие – противоположные концепции, призванные объяснить общий характер взаимодействия физических объектов. Представления о взаимодействии можно систематизировать в виде структурно-логической схемы эволюции понятия взаимодействия.

Таким образом, формирование понятия физического поля предполагает:

1) определение понятия физического поля;

2) раскрытие объема понятия (характеристика номенклатуры объектов или явлений, обобщенных понятием, и их классификация). 

На основе рассмотрения фундаментальных взаимодействий раскрывается объем понятия физического поля. 

Реализация структурно-логических схем в соответствии с анализом понятий, а также рассмотрение понятий в процессе эволюции физического знания, устанавливают логику взаимосвязей между понятиями в концептуальной системе и систематизируют материал. При этом знания формируются не как набор разрозненных сведений, а как цельная система. Такой подход также помогает осуществлению взаимосвязи изучаемого материала с ранее изученным. 

Таким образом, одним из способов систематизации и обобщения знаний является составление систематизирующих схем. Цель данных схем - свести знания в целостную систему при рассмотрении таких понятий, как материя, прерывность и непрерывность, взаимодействие. 

Рассмотрение физических понятий и их философское обобщение, то есть обращение к философским категориям (переход от конкретного к абстрактному) в процессе обучения продолжает формирование теоретического, индуктивно-дедуктивного мышления. 

Структурно-логическая схема развертки структуры материи (рис.1) рассматривается при изучении темы «Элементарные частицы и их классификация». Раскрывается структура   материи  на макро- и микроуровне, показывается, что структурными элементами как  поля , так и  вещества , являются элементарные частицы. При изучении темы «Корпускулярно-волновой дуализм свойств  вещества » анализируются понятия прерывности и непрерывности. Структурно-логическая схема эволюции представлений о прерывности и непрерывности (рис.2) отражает представления классической и квантовой теории. 

Рассматривая ядерные силы и обменный характер взаимодействия, также используем систематизирующую схему эволюции понятия взаимодействия (рис.3), согласно которой определяется понятие взаимодействия в классической  механике  (МКМ),  электродинамике  (ЭДКМ) и квантовой теории (КПКМ). 

Структурно-логические схемы, рассматриваемые в процессе формирования понятия поля, используются с целью:

для раскрытия содержания и объема понятия поля;

для проведения ретроспективного анализа;

обобщения и систематизации знаний.

В процессе усвоения понятий структурно-логические схемы выступают в качестве наглядного способа компактного представления, изображения знания. Использование этих схем выступает и как средство активизации психических функций учащихся, в первую очередь мышления, кроме того, облегчает понимание изучаемого материала. В схемах абстрактно-логическая информация переведена в зрительный образ, так, чтобы этот образ способствовал переводу его в развернутую словесно-логическую форму. Данные схемы – средство теоретического мышления. Они предполагают обобщение явлений, помогают раскрывать научные понятия, подводят учащихся к пониманию понятий и закономерностей, сущность которых преподаватель раскрывает словесно-логическим способом. 

Гносеологическая роль абстрактной наглядности иная, чем конкретной. Делая знание легко обозримым, быстро схватываемым, она убыстряет мышление человека. Вместо длинной цепи рассуждений и умозаключений, сопровождаемых развернутыми предложениями, в мышлении используются сокращенные обороты, состоящие из пространственно легко представляемых знаково-символических обозначений, слов или групп слов.

Упорядочение учебного материала при анализе понятий, прерывность и непрерывность, материя, взаимодействие с одной стороны раскрывает содержание понятия поля, а с другой является способом систематизации и обобщения знания. При изложении материала согласно схеме проводится ретроспективный анализ 

Рассмотрение в заключение изучения курса физики этапов эволюции понятия физического поля и взаимодействия на основе структурно-логической схемы эволюции понятия физического поля также преследует цель обобщения и систематизации знаний.

 

Литература

Ефименко В.Ф. Физическая картина мира и мировоззрение. - Владивосток: Изд-во ДВГУ,1997. - 160с.

Степин В.С., Кузнецова Л.Ф. Научная картина мира в культуре техногенной цивилизации. – М.: Российская академия наук,1994. – 274с.

Готт В.С. Философские вопросы современной физики. -М.: Высш.школа,1988. - 343с.

 

Вещество

Изучение химии в 8-м классе средней школы начинается с введения понятия «вещество». К сожалению, это понятие не всегда раскрывается в школьных учебниках надлежащим образом.   Вещество  и  поле  как  виды  непрерывно и вечно движущейся  материи  имеют точные характеристики, понятные специалистам. 

 Веществом  называют  вид   материи , обладающий массой покоя (m0 0). В такой формулировке для восьмиклассника может оказаться непонятным слово « материя » и словосочетание «масса покоя». Приведем сокращенный вариант определения: веществом называют все, что обладает массой. Возможно и такое определение: веществом называют все, что слагается из протонов, нейтронов и электронов, масса которых довольно точно измерена.

Добавим, что для рассмотрения химических превращений достаточно знания трех из многих элементарных частиц. Протон, электрон, нейтрон – строительный материал вещества любой степени сложности. На вопрос: является ли протон (нейтрон, электрон) веществом? – ответ ученика должен быть положительным. Да, протон – это вещество потому, что обладает массой. И отдельный атом – вещество, и отдельная молекула – вещество. Кристалл, жидкость, газ, тоже вещество. Планеты, галактики, метагалактика – вещество. Все перечисленное объединяет одно общее для них свойство – масса.

Рассмотрим понятие «вещество» с позиций системного анализа. Наш мир – это иерархическая система систем [1]. Мироздание существует в виде систем разной степени сложности. Ничего не существует вне систем. Одно из определений системы гласит: система – это совокупность взаимосвязанных частей, выделенных из окружающей среды и выступающих по отношению к ней как целое.

Для понимания смысла слова «система» нет необходимости знать определение. Мы на каждом шагу сталкиваемся с множеством естественных и искусственных систем. Автомобиль, велосипед, самолет, человек, солнечная система, растение состоят из частей. Любая из систем ограничена в пространстве и составляет некое целое. 

На основании собственного опыта и с помощью учителя школьники способны выделить признаки системы (часть, целое, взаимосвязь) и выстроить иерархию систем. Для этого им надо сообщить, что иерархия представляет некоторый ряд, в котором каждый новый член ряда главенствует над предыдущим. Достаточно, например, предложить построить последовательный, все усложняющийся ряд, начинающийся с буквы. Они назовут его хотя бы в такой последовательности: буква–слог–слово–предложение–текст.

При построении иерархического ряда используется принцип системного анализа – принцип иерархичности: система состоит из частей, но сама является частью большей системы. Воспользуемся этим принципом для построения одного из возможных иерархических уровней организации вещества (схема).

Предлагая ученикам такую иерархию систем, не сосредоточиваем внимание на структуре ни одной из них. Она нужна, чтобы определить место химии среди естественных наук, точнее определить предмет ее интересов как науки. Предметом изучения химии являются атомы, молекулы и превращения множества взаимосвязанных атомов и молекул, представляющих твердое, жидкое и газообразное состояние вещества [2]. 

Подразумевается, что школьники имеют некоторое представление о микро- и макросистемах. Несколько слов об этом можно сказать и показать на схеме границу, разделяющую микро- и макросистемы. Элементарные частицы, а также отдельный атом и отдельная молекула – это микросистемы. Газ, жидкость, твердое тело, плазма и все, что составлено из них, представляет собой макросистемы.

Все уровни организации вещества объединяет общее свойство – масса. Именно масса придает каждому из уровней статус вещества. Деление вещества на уровни его организации обусловлено особенностями структуры, состава и характера взаимодействия составляющих вещество частей. Это, соответственно, приводит к набору свойств, отличающих один уровень организации вещества от другого. 

Внутри отдельного уровня организации вещества существуют разнообразные состояния. Элементарные частицы отличаются массой, знаком заряда или его отсутствием. Атомный уровень организации вещества насчитывает, по современным данным, 110 видов атомов, различающихся зарядом ядра, числом нейтронов в ядре, устойчивостью. Многообразие структур и состояний молекулярного уровня организации вещества достигает порядка 107. 

Макроуровни открываются твердым, жидким и газообразным состояниями вещества. Более крупный уровень организации вещества представляет планета Земля. Солнечная система – лишь одна из многих подобных по структуре в галактике и т. д. Общность частей одного уровня очевидна. 

Нас интересуют те уровни организации вещества в различных состояниях, которые являются объектами изучения химии. Это атомный, молекулярный и макроуровень, соответствующий твердому, жидкому и газообразному состояниям вещества.

Отдельный атом соответствует атомному уровню организации вещества. Кроме общего для любого вещества свойства – массы – у атома есть специфические свойства, обусловленные взаимодействиями ядро–электрон, электрон–электрон: способность отдавать и присоединять электроны (энергия ионизации и сродство к электрону), поглощать и испускать энергию квантами.

Отдельная молекула соответствует молекулярному уровню организации вещества. Молекула «наследует» свойства атома – способность отдавать и присоединять электроны, поглощать и испускать энергию квантами. Однако в молекуле, в состав которой входит как минимум два ядра, возникает дополнительное взаимодействие ядро–ядро. Молекула приобретает специфические свойства, отсутствующие у атома, – способность, например, совершать колебательные движения, изменяя положение ядер в пространстве.

Множество взаимосвязанных атомов и молекул образует качественно новое состояние вещества, отличающееся от систем микромира (одиночного атома или одиночной молекулы). Макроуровень организации вещества, соответствующий твердому, жидкому и газообразному состояниям, «наследует» некоторые свойства отдельного атома и отдельной молекулы: поглощает энергию квантами (дискретно), отдает и присоединяет электроны, распадается или объединяется в различные молекулярные агрегаты. Появление межмолекулярного или межатомного взаимодействия, которое отсутствовало у одиночного атома или молекулы, приводит к появлению специфических свойств макросистемы, таких, как твердость, пластичность, текучесть, теплоемкость, прозрачность, плавкость, электропроводность, теплопроводность.

Не могут отдельный атом или молекула быть ни твердым, ни жидким, ни газообразным образованиями. Но отсутствие этих свойств не лишает атом и молекулу статуса вещества. Разделим кристалл, жидкость или газ на атомы. Свойства, присущие макросистеме, исчезли, а вещество (в виде отдельного атома или молекулы) осталось. Поведение отдельной молекулы или отдельного атома напоминает движение одного человека, но не движение толпы. Один человек не может проявить свойство, присущее толпе, – толкаться. Именно множество людей, составляющих толпу, проявляет это свойство. Разделим толпу на индивидуумы, и свойство толпы исчезнет. Следует вспомнить один из принципов системного анализа – принцип целостности системы: свойства целого не сводятся к сумме свойств его частей и не выводятся из них. Именно этот принцип позволяет исключить путаницу между частью и целым, осознать, что свойства частей в целом не арифметическая сумма этих свойств, а скорее их произведение.

Приходится подробно писать об очевидном в силу того, что в некоторых учебниках встречаются неточные высказывания. Разграничивать разные уровни организации вещества необходимо, но говорить, что «отдельные молекулы – это еще не вещество» [3, 
с. 93] или «молекула – наименьшая частица вещества, имеющая его состав и определяющая его свойства» [3, с. 94], – значит вводить в заблуждение ученика при рассмотрении таких фундаментальных понятий, как «вещество», «молекула», «атом».

Утверждение, что отдельные молекулы – это еще не вещество, – ошибочно потому, что молекула в любом контексте – вещество, т. к. обладает массой. Настаивать на обратном – значит смешивать понятия «часть» и «целое», игнорировать очевидное – все существует в виде вещества и поля.

Определение «молекула – наименьшая частица вещества, имеющая его состав и определяющая его свойства», с успехом подходит для атома. Любой инертный газ представлен атомами, и атом также «наименьшая частица вещества, имеющая его состав и определяющая его свойства». Из определения невозможно понять, чем молекула отличается от атома.

Атом – это динамическая система, состоящая из ядра, в поле которого движутся электроны. Это сложная система, но она уступает в сложности молекуле. Возражения по поводу того, что ученик 8-го класса не знает смысла слова «поле», снимаются введением вместо слова «поле» словосочетания «вокруг которого движутся электроны». Замена не эквивалентная, но допустимая. Молекула – это динамическая система, состоящая из двух или большего числа ядер, в поле которых движутся электроны. Атомы в молекуле потеряли свою индивидуальность. Скорее молекулу можно назвать многоядерным атомом. 

Вернемся к определению понятия «вещество». В некоторых учебниках с небольшими вариантами оно дается такое: «вещество – это то, из чего состоят физические тела» [4, с. 3]. Что называется физическим телом, обычно не говорится. Подразумевается, что это известно из учебника физики. Приведем это определение: «Телом называется все то, что имеет массу и объем. Капли дождя, иней на ветках, туман над рекой – тела, состоящие из одного вещества – воды» [5, с. 5]. Образное и красиво сравнение тела и вещества. Правда, туман скорее смесь веществ. Представить капельки воды вне молекул азота и кислорода трудновато. Но если туман – это смесь веществ, ее можно разделить и получить тела, каждое из которых будет состоять из одного вещества.

Итак, физическое тело обладает массой. Но это определение вещества. Физическое тело не состоит из вещества, а само является веществом в том обличии, которое предстает перед нами. Определение «вещество – это то, из чего состоят физические тела» означает лишь, что «вещество – это вещество». Допущена логическая ошибка: определение подменяется изменением словесной формулировки определяемого понятия. Нелегко придется восьмикласснику, прежде чем он поймет, что тело – это другое обозначение вещества. Более того, его пытаются убедить в обратном. Например, в учебнике [3, с. 11] дается образец, по которому ученик может отличить вещество от тела.

Тело

Вещество

Кусочек сахара

Сахар

«Замечательный» образец. Если добавим к слову «сахар» слово «кусочек», получим тело; уберем слово «кусочек», получим вещество. Если проглотим кусочек сахара – съедим тело; если съедим сахар, не указывая, что он был в виде кусочка – съедим вещество. Других «комментариев» для этого примера и не требуется.

Еще труднее восьмикласснику разобраться со свойствами вещества и тела. Дается образец того, как это сделать [3, с. 11].

Свойство

Вещество

Тело

Температура 

-

+

Температура плавления

+

-

Из приведенного следует, например, что металл алюминий как вещество должен иметь температуру плавления, а алюминиевая кастрюля как тело таковой не имеет. Вероятно, по мнению авторов, не существует характеристики, которая бы обозначалась как температура плавления кастрюли.

Даже если кастрюля расплавится, то не она, а вещество, из которого она состоит. С другой стороны, у тела есть температура, а у вещества температуры нет. Непонятно, как можно обнаружить температуру плавления вещества, если у него нет вообще температуры. Такие попытки разделить вещество и тело приводят к абсурду. 

Понятие «физическое тело» используется в тех случаях, когда рассматривают, скажем, движение вещества как целого в пространстве и во времени, его механические свойства и т. д. В том случае, когда исследователей интересует не перемещение вещества, а его превращение, которое, как мы знаем, происходит на атомном и молекулярном уровнях его организации, вещество обозначают словосочетанием «химическое вещество». Физическое тело и химическое вещество – это вещество по-разному названное, чтобы выделить те свойства, которые будут рассматриваться (физические или химические).

Вернемся к приведенному в начале статьи определению: веществом является все, что обладает массой. Понятие массы появляется при обсуждении атомной единицы массы, но при этом оно ассоциируется у школьников с газом, жидкостью или твердым телом. А атом или молекула – это... «это еще не вещество». Все дело, вероятно, в том, что такое представление о веществе формируется в начальных классах, поэтому так трудно отойти от привычного и ведущего к заблуждению представления о веществе и физическом теле.

Приведены ли правильные суждения о веществе в школьных учебниках? Да, например: «...вещество – это все, что имеет определенную массу и занимает тот или иной объем в окружающем пространстве» [6, с. 15].

Попутно выскажем некоторые соображения относительно определения атомной единицы массы. Нет необходимости указывать происхождение единицы измерения, которая, кстати, менялась неоднократно. Достаточно указать ее величину. Атомная единица массы (а. е. м.) равна 1,6605•10–27 кг. Тогда определение относительной атомной массы не будет громоздким [7, с. 25], а рассуждения [4, с. 20] о сравнении массы данного элемента с 1/12 массы изотопа углерода или с массой атома водорода становятся просто ненужными.

Вернемся к предмету изучения химии. Химия изучает движение и взаимодействие атомов и молекул в газах, жидкостях, твердых телах (химию плазмы обсуждать не будем), сопровождающиеся изменением не только структуры атомов и молекул, но и изменением состава и структуры макросистем.

Из представленной иерархии систем видно, что химия рассматривает ограниченный круг веществ, их свойств и превращений. Физика занимается превращением веществ на уровне составных частей атома. Изучение и изменение состава ядра позволило получить атомы ранее неизвестных элементов. Благодаря физическим исследованиям число элементов увеличилось до 110. Определение «химия – это наука о веществах, их свойствах и превращениях» в равной степени может быть отнесено к одному из разделов физики – ядерной. Биологи в не меньшей степени занимаются превращением вещества на клеточном и молекулярном уровнях его организации.

Следовало бы уточнить, какие из уровней организации вещества в иерархии систем представляют интерес для химии. Химия – наука о свойствах и состояниях атомов и молекул и их превращениях, происходящих в макросистемах. На приведенной схеме вертикальными стрелками отмечены уровни организации вещества, являющиеся объектами изучения физики, химии и биологии (в биологии собственная иерархия систем от макромолекулы типа ДНК до высших форм существования живого вещества на планете). 

В заключение скажем, что использование таких фундаментальных понятий, как «вещество» и «поле», требует немалых усилий, чтобы объяснить их на языке, доступном восьмикласснику. Такие попытки необходимо делать. Избежать этого нельзя, если мы хотим обеспечить понимание, а не механическое запоминание процессов и явлений, происходящих в макро- и микромире. Раскрытие сущности химических взаимодействий через электромагнитные взаимодействия позволило бы сократить долгий и порой трудный путь осознания того, что химия – это физика атомов и молекул.

С позиций методики преподавания учебной дисциплины допустимы модели разной степени приближенности объекта-заменителя к объекту-оригиналу. Но они должны давать правильные представления и определения изучаемых объектов и явлений, не запутывать, а помогать постигать красоту этого таинственного мира.

 

Л и т е р а т у р а

1. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа, 1989.
2. Яблоков В.А. Содержанию обучения – системную организацию. Химия в школе, 1997, N 4, с. 15–19.
3. Гузей Л.С., Сорокин В.В., Суровцева Р.П. Химия. М.: Просвещение, 1995.
4. Габриелян О.С. Химия. М.: Дрофа, 1997.
5. Химия: Справочные материалы. Под ред. Ю.Д.Третьякова. 2-е изд. М.: Просвещение, 1989.
6. Бердоносов С.С. Химия-8. М.: МИРОС, 1994.
7. Сатбалдина С.Т., Лидин Р.А. Химия. М.: Просвещение, 1993.