Формирование естественнонаучного мировоззрения учащихся гимназии на раннем этапе обучения физике и астрономии в 5-6 классе

ФОРМИРОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО МИРОВОЗЗРЕНИЯ УЧАЩИХСЯ ГИМНАЗИИ НА РАННЕМ ЭТАПЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ И АСТРОНОМИИ В 5-6 КЛАССЕ

THE FORMATION OF NATURAL SCIENTIFIC WORLDVIEW OF GYMNASIUM STUDENTS AT AN EARLY STAGE OF TEACHING PHYSICS AND ASTRONOMY IN THE 5-6 FORMS

Ю. В. Масленникова

Выделены основные аспекты авторской концепции создания образовательного пространства в гимназии, способствующего формированию естественнонаучного мировоззрения учащихся: 1) изучение физики с 5-го класса; 2) введение курса дополнительного образования по астрономии в 6-м классе 3) изучение факультативного курса «Экспериментальное естествознание» в 7-8-м классе, синхронизированного с курсом физики.

Ключевые слова: опережающее обучение, дополнительное образование, многосторонний подход к изучению предметов естественнонаучного цикла.

Yu. V. Maslennikova

We have distinguished the main aspects of the author's conception of educational area in the gymnasium which promote the formation of natural scientific outlook of students: 1) study of physics since 5 form; 2) introduction of additional educational course on astronomy in 6 form; 3) study of optional course "Experimental natural science" in 7-8 forms, synchronized with the course of physics.

Keywords: outstripping teaching, additional education, versatile approach to natural science study.

Одна из тенденций современного российского образования состоит в постепенном вымывании из программ средней школы предметов естественнонаучного цикла. Это чревато развитием поверхностных, упрощенных, а то и просто неверных мировоззренческих позиций учащихся.

Многие учащиеся гимназии живо интересуются природными процессами, но большинство из них склонны к образному мышлению, словесной и наглядной интерпретации изучаемых понятий и законов и не способны овладеть сложным математическим аппаратом физико-математических дисциплин. Кроме того, в старших классах гимназии, как гуманитарном учебном заведении, не удается выделить необходимое число часов для полноценного систематического изучения физики, химии и биологии. Это является важным аргументом к сосредоточению существенной доли элементарного естественнонаучного образования в основной школе, и даже в начальном ее звене - 5-6-х классах, когда учащиеся проявляют к этим дисциплинам повышенный интерес [1-4]. Следует учесть, что именно из числа выпускников гимназий выходят работники средств массовой информации, освещающих не только политические события. Это предполагает достаточно серьезную естественнонаучную подготовку, а главное, сформированное научное мировоззрение.

Эти важные аспекты определили основные положения нашей концепции формирования естественнонаучного мировоззрения учащихся гимназии [5], в основе которой лежит объемная, содержательная методическая система, надстраивающаяся над базовыми гимназическими курсами, дополняющая их актуальными и специфическими предметами, отражающими место науки в системе культуры. Мы исходим из необходимости активной, интересной,

посильной познавательной деятельности учащихся на соответствующем научном предметном материале в специально сконструированных условиях, способствующих систематичности и последовательности формирования естественнонаучного мировоззрения. Методика организации занятий предусматривает расширение и усложнение объектов исследовательской деятельности учащихся по мере продвижения от начальной к базовой школе, включая этап профильного гимназического образования. Реализация разработанной системы, начинающаяся на ранних этапах обучения физике и астрономии в 5-6-м классе [6-7], позволяет заложить основы естественнонаучного мировоззрения, а на завершающем этапе обучения (в 10-11-м классе) обобщить знания, полученные в ходе изучения отдельных естественнонаучных дисциплин.

Чрезвычайно важной в разработанной нами системе представляется роль курсов астрономической направленности в силу полного исключения астрономического знания из программ школы и значения этого предмета в формировании мировоззрения и кругозора учащихся [8]. Лидирующее положение физики в системе естественнонаучного знания обусловлено не только ее фундаментальностью, но и последовательным использованием метода научного познания мира, а это также требует опережающего изучения физики по отношению к другим дисциплинам естественнонаучного цикла. Именно поэтому курс физики в гимназии № 2 г. Н. Новгорода уже в течение 10 лет преподается с 5-го класса, вызывая интерес у большинства учащихся. В 4-м классе многие учащиеся посещают кружок «Занимательная физика», где во время занятий им прививаются первые навыки экспериментальной деятельности. В качестве основного пособия мы используем известное издание А. Мейяни [9]. Учебная

деятельность учащихся на занятиях в 4-м классе сводится к постановке простейших экспериментов, созданию рисунков и моделей, иллюстрирующих изучаемые физические явления.

Рассмотрим последовательное усложнение материала и этапы формирования естественнонаучного мировоззрения на примере изучения закона прямолинейного распространения света.

На первом этапе обучения (в 4-м классе) учащимся предлагается понаблюдать за свечением открытой электрической лампочки на подставке, сравнить его с видом солнца на небе в ясный день и проиллюстрировать увиденное. В ходе анализа изображений лампы и Солнца, нарисованных учащимися, выясняется, что они еще в раннем детстве эмпирически «установили» закон прямолинейного распространения света. Затем им предлагается подумать, какие следствия могут вытекать из установленного закона, и придумать способы его экспериментальной проверки. В ходе исследований они получают тень от предмета на экране, определяют причины изменения ее размеров. С помощью двух картонных образцов с отверстиями, источника света и экрана можно экспериментально проверить справедливость изучаемого закона. Учащиеся с увлечением участвуют в представлении «театра теней», организованного учителем с помощью проектора и большого экрана, демонстрируя одноклассникам образы различных животных. Использование игровых моментов способствует хорошему усвоению изучаемого материала и желанию поставить предлагаемые физические эксперименты в домашних условиях.

Цели курса физики в 5-м классе уже существенно меняются. Начинается формирование понятийного аппарата и привитие навыков постановки физических экспериментов с последующим анализом полученных результатов. Для повышения эффективности занятий на основе имеющихся изданий [10-13] нами разработано пособие для учащихся в форме учебника-тетради с компьютерным приложением, развивающим их кругозор и способствующим формированию естественнонаучного мировоззрения. В приложение входит подборка видеофрагментов и иллюстрирующие изучаемый материал презентации в формате Power Point.

Учебная деятельность учащихся на уроке по теме «Прямолинейное распространение света» (5-й класс) также усложняется. В ходе постановки ряда фронтальных экспериментов предполагается обработка их результатов, ответы на качественные вопросы и вопросы тестовых материалов. Например, помимо тени учащиеся получают на экране полутень, изучают условия получения тени от вертикального стержня и анализируют, почему она меняется в размерах. Результаты эксперимента позволяют им понять, как работает гномон. В ходе проведения эксперимента учащиеся строят ход лучей, что способствует развитию графических навыков и логического мышления. При достаточной математической подготовке (знаниях о подобии треугольников) можно более основательно подготовить их к восприятию на уроке астрономии вопросов, связанных с изучением условий возникновения солнечных и лунных затмений. Большой интерес у учащихся вы-

зывает эксперимент с камерой-обскурой. Его легко поставить, имея матовый стаканчик с небольшим отверстием в дне. После каждого урока учащиеся получают домашнее задание, которое обязательно проверяется и анализируется в начале следующего урока. Видеоприложение содержит богатый материал, позволяющий ознакомиться с историей создания солнечных часов и камеры-обскуры, провести наблюдения за образованием солнечных пятнышек под кронами деревьев и изменением размеров тени, отбрасываемой предметами в течение дня.

Курс «Путешествие в мир астрономии» призван дополнить физическую картину мира знаниями о ближнем и дальнем космосе и процессе эволюции Вселенной. Он снабжен пособием для учащихся [14] и пособием для учителя. Пособие для учителя включает в себя:

1. Основное содержание урока с методическими рекомендациями.

2. Презентацию к уроку в формате Power Point.

3. Видеофрагменты, вписанные в контекст содержания урока.

4. Текст записи в тетради учащегося.

5. Краткий тест для поурочной проверки знаний.

6. Дополнительные материалы к уроку.

Важным элементом формирования естественнонаучного мировоззрения учащихся и преподавания астрономии в гуманитарном учебном заведении является история астрономии. В данном курсе выделен достаточно большой блок, посвященный планете Земля, позволяющий представить Землю как уникальное космическое тело, которое за последнее время активно изучается в сравнительной планетологии, астрофизике, геологии, астробиологии и других науках. Знания, полученные в ходе изучения отдельных естественнонаучных дисциплин, позволяют учащимся понять, что все процессы в космосе и на Земле подчиняются единым законам природы и тесно взаимосвязаны. В ходе изучения курса постоянно выстраиваются логические цепочки, позволяющие систематизировать и закрепить материал, изученный не только на занятиях курса астрономии в 6-м классе и физики в 5-м классе, но на уроках истории, математики, географии, биологии, поднять вопросы экологии [15].

Межпредметные связи курсов физики и астрономии отражены в таблице.

Красочные познавательные видеофильмы, где в доступной форме рассказывается о современной астрономии, позволяют активно использовать функции правого полушария головного мозга, направленные на эмоциональное восприятие учебного материала. Дополнительные материалы к уроку содержат большой массив видеоматериалов и вопросы к ним, которые могут быть использованы для контроля знаний учащихся. Приближенность предлагаемых форм работы к тем, которые активно используются в гуманитарных областях знаний, делает курс привлекательным для учащихся, которые в дальнейшем хотят связать свою жизнь с журналистикой, научной публицистикой или переводом научно-популярной литературы, где для грамотного освещения проблем требуется достаточно

Таблица

Межпредметные связи физики и астрономии

Физика Астрономия

Механические и тепловые явления Формирование, движение и строение планет. Тектонические процессы на планетах и их спутниках

Строение и свойства вещества Строение и эволюция планет и их атмосфер. Физические процессы в атмосферах планет и их спутников

Строение атома Эволюция Солнца и звезд. Определение возраста небесных тел

Электрические и магнитные явления Магнитное поле Земли, планет-гигантов и Солнца

Световые явления Солнечные часы. Солнечные и лунные затмения. Телескопы. Эволюция Вселенной

широкии кругозор и хорошие естественнонаучные знания. Учащиеся, больше склонные к наукам естественно-математического цикла, наИдут в нем простор для применения своих аналитических способностей и убедятся в универсальности законов природы, изученных на уроках.

Учебная деятельность учащихся на уроках астрономии существенно отличается от таковой на уроках физики, так как курс в большей степени носит информативный характер. Однако приобретенные знания по физике позволяют изучать его достаточно глубоко. Тема «Прямолинейное распространение света», изученная в 5-м классе, помогает учащимся разобраться с достаточно сложным вопросом, касающимся фаз Луны, и построить ход лучей, отражающий процесс возникновения солнечного и лунного затмения. Значительно оживляет урок демонстрация фрагмента DVD, иллюстрирующего процесс наступления фазы полного солнечного затмения. Дублирующий фрагмент в дополнительных материалах к уроку содержит гораздо больше информации и направлен на закрепление полученных знаний.

В 7-8-х классах, учитывая начавшееся изучение предметов естественнонаучного цикла, учащимся предлагается факультативный курс «Экспериментальное естествознание». Он является логическим продолжением материала уроков для обучающихся в гимназии, но увлеченных физикой учащихся. Учащиеся, склонные к экспериментальной деятельности, участвуют в работе Научного общества учащихся под руководством преподавателей физического факультета Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского.

Опыт работы в ходе реализации программы показывает эффективность подобного многостороннего подхода к изучению предметов естественнонаучного цикла и формированию естественнонаучного мировоззрения учащихся в учебном заведении гуманитарного профиля.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Степанова Г. Н. Раннее обучение физике // Физика в школе. 2007. № 4.

2. Тылец Н. Н. «Резонансный подход к построению обучения // Физика в школе. 2007. № 4.

3. Демидова М. Ю. Пропедевтические естественнонаучные курсы // Физика. 2010. № 11.

4. Шулежко Е. М. Раннее изучение физики // Физика. 2009. № 2.

5. Масленникова Ю. В., Гребенев И. В. Концепция формирования естественнонаучного мировоззрения в условиях гимназии // Наука и школа. 2012. № 3.

6. Масленникова Ю. В., Калинина Т. С. Развитие познавательного интереса учащихся на начальном этапе изучения физики и астрономии // Физика в школе. 2011. № 5.

7. Гребенев И. В., Масленникова Ю. В. Роль фронтального физического эксперимента в формировании первых представлений учащихся в 5-6 классах об исследовательской деятельности в науке // Наука и школа. 2009. № 3.

8. Масленникова Ю. В., Гребенев И. В. Роль курсов дополнительного образования астрономической направленности в формировании естественнонаучного мировоззрения учащихся гимназии // Наука и школа. 2011. № 3.

9. Большая книга экспериментов для школьников / под ред. А. Мейяни. М.: РОСМЭН ПРЕСС, 2003.

10. Шулежко Е. М, Никифоров Г. Г. Физика-5. Учебник-тетрадь для учащихся 5 класса / под ред. Ю. И. Дика. СПб.: Специальная литература. 1998.

11. Шулежко Е. М., Никифоров Г. Г. Физика-6. Учебник-тетрадь для учащихся 6 класса / под ред. Ю. И. Дика. СПб.: Специальная литература, 1998.

12. Даммер М. Д. Физика-5. Учебное пособие для учащихся 5 класса / под ред. А. В. Усовой. Челябинск: Версия, 2006.

13. Даммер М. Д. Физика-6. Учебное пособие по физике для учащихся 6 класса / под ред. А. В. Усовой. Челябинск: Версия, 2006.

14. Масленникова Ю. В. Путешествие в мир астрономии. Пособие для учащихся / под науч. ред. д. п. н. И. В. Гребенева. Н. Новгород, 2011.

15. Масленникова Ю. В. Реализация межпредметных связей в ходе изучения курса дополнительного образования «Путешествие в мир астрономии» / Физика в школе и вузе. Вып. 12. Между-нар. сб. науч. ст. СПб., 2012.