X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В соответствии со стандартом основного общего и среднего (полного) общего образования [10] основными целями преподавания физики, которые должен ставить перед собой каждый учитель, являются:

усвоение основ физики как фундаментальной науки;

формирование физической картины мира;

усвоение основ физики как прикладной науки.

Достижение этих целей происходит в процессе обучения физике, в результате которого у учащихся должна быть сформирована система физических понятий.

Понятия формируют основу научного знания, качество их усвоения зависит не только от эффективности формирования системы научного знания, но и от уровня развития учащихся.

Формирования научных понятий у учащихся является одной из ведущих целей процесса образования. Поэтому все учителя должны овладеть знаниями психолого-дидактические основ формирования понятий, а также знать закономерности этого процесса.

Огромный вклад в развитие проблемы формирования понятий у учащихся средней школы вносят труды A.B. Усовой, С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой, В.Г. Разумовского, Т.Н. Шамало и др.

Цель:разработать упражнения для усвоения существенных признаков понятий раздела «Электрические явления».

В соответствии с предметом и целью были определены следующие задачи:

1. Выполнить анализ логической и методической литературы в контексте формирования у школьников физических понятий.

2. Разработать упражнения на усвоение существенных признаков понятий раздела «Электрические явления».

Теоретическая основа:

Логика исследования (Е.К. Войшвилло, М.Г. Дегтярев, А.А. Ивин, Н.И. Кондаков, В.И. Ленин, Б. Фогараши);

Методология исследования (С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева, С.А. Суровикина, А.В. Усова).

Практическая значимость состоит в том, что разработанные упражнения позволят учителю в процессе формирования того или иного понятия раздела «Электрические явления» выявить существенные свойства объектов, входящих в это понятие, и закрепить их в памяти учащихся.

Основными формами логического мышления являются: понятия, суждения и умозаключения.

В логике большое внимание уделяется понятию. Учение о понятии составляет один из главных разделов традиционной логики.

По Ленину В. И. понятие есть «высший продукт мозга, высшего продукта материи» [5, с. 149].

По Кондакову Н.И., понятие есть «целостная совокупность суждений, т.е. мыслей, в которых что-либо утверждается об отличительных признаках исследуемого объекта, ядром которой являются суждения о наиболее общих и в то же время существенных признаках этого объекта» [4, с. 457].

Использование понятий в мышлении необходимо всегда, когда к мышлению предъявляются требования определенности, точности и особенно аргументации. Специфика этой формы мышления заключается в том, что она в первую очередь является результатом мышления и, следовательно, вербально-языкового отбора объектов какого-то класса, то есть объектов, качественно сходных в некотором отношении. Распределение осуществляется в соответствии с определенным набором характеристик, отличительных от данных элементов, таким образом, чтобы все элементы агрегата были достаточными для отличия этих элементов от других. Это означает, что каждый объект этого набора необходим для выделения данного класса. Но, для того чтобы выбрать класс объектов некоторым набором признаков, необходимо обобщить данные предметы по этим признакам. Обобщение заключается в том, что мы отвлекаемся от всех индивидуальных и иных различий внутри класса. В результате объекты мыслятся абстрактно: обладающие исключительно указанной отличительной совокупностью признаков.

Обобщив все вышесказанное, Войшвилло определяет понятие как форму мысли, результат обобщения предметов некоторого вида и мысленного выделения соответствующего класса по определенной совокупности общих и отличительных для предметов этого класса признаков [2].

Данное определение очень близко к определению понятия, приводимое Б. Фогараши, по которому понятие «путем обобщения выделяет общие элементы объективного внешнего мира, предметов и существующих между ними связей, резюмирует их и таким образом отражает в мыслях определенные части и связи объективной действительности» [1, с. 150].

Обобщение предметов в понятии по некоторой совокупности предметов называется содержанием данного понятия, а если быть точнее основным содержанием. При выборе правильный пути образования понятия основное содержание его – это совокупность признаков, которые все вместе достаточны, а каждый необходим для того, чтобы выделить данный класс предметов, то есть, чтобы отличить эти предметы от других. Класс обобщаемых в понятии предметов называется его объемом.

По объему понятия можно разделить на единичные, общие и категории. Понятия, объем которых равен единице, называют единичными. Общими называют понятия, объем которых более единицы. У учащихся при изучении физики обычно формируются общие понятия. Понятия предельной степени общности относят к категориям, которые отражают наиболее общие черты реальности.

Рис.1 [9]

Классическая структура определения понятий[7]:

Видовое понятие = Ближайшее родовое понятие + Существенное видовое отличие

При введении понятия менее общего даются так называемые родо-видовые определения понятий (рис.1): указывается ближайший род понятия, то есть понятие более общее по отношению к новому понятию, такое чтобы между ним и определяемым понятием невозможно было «подставить» еще одно понятие, промежуточное по степени общности, и видовые отличия нового понятия.

Понятия, имеющие общее ближайшее родовое понятие и их видовые признаки совпадают частично или полностью, называются совместимыми. Отсюда следует, что объемы совместимых понятий могут совпадать частично. Совместимые понятия делятся на 3 вида (рис.2): равнозначные (а), перекрещивающиеся (б), подчиненные (в) [9].

Отношения между объемами понятий можно наглядно представить с помощью круговых Эйлера. Каждая точка круга представляет один предмет, входящий в объем рассматриваемого понятия. Точки вне круга представляют предметы, не входящие в объем данного понятия.

а б в

Рис.2 [6]

Таким образом, анализ логической и методической литературы показал, что понятие является одной из высших форм мышления. Понятие – это очень сложная логическая категория, возникнув, оно уже само становится объектом познания. Понятие есть знание существенных признаков предметов и явлений окружающего мира, а также знание существенных связей и отношений между ними. Процесс усвоения научных понятий очень сложный, поэтому следует выделить значение процесса выявления существенных признаков понятий в ходе их формирования.

А.В. Усова [8] выделяет следующие этапы формирования понятий:

1.Чувственно-конкретное восприятие, которое осуществляется в различных условиях – это могут быть: домашние наблюдения; наблюдения за объектами, демонстрируемыми учителем в процессе фронтального эксперимента, или во время работы с раздаточными материалами; просмотр кинофильмов, передач по телевидению. Знаковые изображения объектов на схемах, графиках, в формулах также относятся к числу воспринимаемых объектов. Данный этап является целенаправленным и сопровождается анализом, сравнением, сопоставлением.

Учитель, например, может задать на дом учащимся проведение домашнего наблюдения. Ученики в тетрадях должны написать, что они при этом наблюдали. На слайде или же на раздаточном материале учитель дает план проведения наблюдения: 1) положите на деревянную доску два сло­женных листа бумаги, затем прогладьте их горячим утюгом. Попробуйте разъединить листы. Что вы при этом наблюдаете? 2) Возьмите резиновую трубку и несколько раз ударьте ею по деревянной доске, затем поднесите ее к мелким клочкам бумаги. Что вы при этом наблюдаете?

2. Выявление общих существенных свойств класса наблюдаемых объектов. На этом этапе учащиеся делают вывод, что все наблюдаемые объекты обладают общим свойством, которое характерно каждому из них.

3. На этапе абстрагирования вводится термин для обозначения общего, существенного для всех тел свойства, которое дальше должно быть отделено от несущественного.

4. Этап определения понятия, на котором учащимся предлагается дать определение нового понятия путем указания ближайшего рода и существенных видовых отличий. Родовыми понятиями являются свойства, явления, процессы, величины и т.п.

Видовое понятие – электризация.

Ближайший род – свойство.

Существенные видовые отличия: происходит при соприкосновении тел.

Как мы уже знаем, не все понятия можно определить, следовательно, здесь ограничиваются указанием, перечислением существенных свойств предметов, охватываемых данным понятием.

5. Уточнение и закрепление в памяти существенных признаков понятия. Данный этап достигается организацией специальных групп упражнений – это могут быть различные упражнения по варьированию несущественных признаков, по дифференцировке сходных понятий и применением контробраза. Суть таких упражнений состоит в том, что в объектах, предлагаемых вниманию учащихся, при наличии общих существенных признаков имеются свои индивидуальные различия, несущественные признаки. Учащимся из всего разнообразия признаков следует выделить существенные.

Учитель может также задавать вопросы учащимся по уточнению существенных признаков понятия:

- Какое свойство тел характеризует электрический заряд?

- Почему, когда мы расчесываем волосы, они прилипают к пластмассовой расческе?

6. Этап установления связей данного понятия с другими понятиями осуществляется различными методами в зависимости от типа понятия, а именно при формировании понятия о величине, о свойстве, о явлении или же, о процессе. Построение графиков зависимости между величинами и их анализ, а также анализ формул, полученных на основе опытов или теоретических рассуждений, способствует выявлению связей между величинами.

7. Применение понятий в решении элементарных задач учебного характера. Целью данного этапа является выработка у учащихся умения оперировать понятием в решении качественных и количественных задач, засчет которых также происходит одновременное закрепление предыдущего этапа.

8. Классификация понятий. Этот этап имеет целью ознакомление учащихся с сущностью и правилами научной классификации, раскрытие значения классификации в упорядочении и систематизации накопленных знаний. При классификации очень важно правильно определить основание деления – существенный признак, по которому родовое понятие делится на виды.

9. Этап применения понятия в решении задач творческого характера, целью которого является включение формируемого понятия из какой-либо темы курса в более широкую систему понятий раздела или целого курса, установление связей между понятиями различных разделов, а также между понятиями, формируемыми на уроках по различным предметам.

10. Этап обогащения понятия – это выявлениеновых существенных свойств объектов, отражаемых в сознании с помощью данного понятия.

При изучении взаимодействия заряженных тел выявляют, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются.

11. На этапе вторичного более полного определения понятия дается новое более полное определение понятия или вводится новое определение, дополняющее первоначальное и раскрывающее новые стороны понятия.

12. Опора на данное понятие при усвоении нового понятия. Например, при усвоении понятий проводники и непроводники, следует обратить внимание учащихся на то, что в опытах по электризации как правило, используют палочки из диэлектрика, а не из проводника.

13. Новое обогащение понятия, происходит выявление новых существенных признаков объектов, входящих в это понятие.

14. Установление новых связей и отношений данного понятия с другими. На этом этапе формируемое и непрерывно развивающееся понятие включается в новые, более широкие связи – связи с понятиями, формируемыми в процессе изучения новых тем или разделов курса, а также с понятиями, формируемыми при изучении других учебных дисциплин.

Для теории и практики обучения большое значение имеет изучение основных путей формирования понятий, определение принципов отбора наилучшего для каждого конкретного случая способа формирования, особенностей усвоения понятий учащимися различных возрастных групп.

А.В. Усова [8] выделяет два способа формирования понятий:

традиционный процесс познания, который проходит по схеме "от конкретного к абстрактному";

на основе анализа похожих свойств, явлений, процессов и величин проводится обобщение.

По В.В. Давыдову [3] учащимся вначале дается определение понятия, а затем уже его отношение к явлениям и объектам природы.

Таким образом, формирование физического понятия имеет свою специфику, этапы его формирования связаны с активной познавательной деятельностью учащихся.

В усвоении понятий важную роль играют различные упражнения, активизирующие внимание учащихся и направленные на уточнение и закрепление в памяти существенных признаков понятий. Обязанностью учителя в формировании физических понятий является соблюдение условий успешного усвоения этих понятий в сознании учеников.

Понятия являются одними из основных структурных элементов системы научных знаний. Понятиями могут быть структурные формы материи, свойства, явления, процессы и величины. Рассмотрим понятия, изучаемые в разделе «Электрические явления» и для удобства представим их в таблице 1.

Таблица 1 – Понятия, изучаемые в разделе «Электрические явления»

Структурные формы материи	Материальные объекты	Свойства	Процессы	Явления	Величины
электрическое поле	- проводники, - непроводники	- электризация, - электрический заряд, - электрическое сопротивление	- работа электрического тока	- взаимодействие заряженных тел (частиц), - электрическая сила, - электрический ток, - короткое замыкание	- электрический заряд, - электрическая сила, - сила тока, - напряжение, - электрическое сопротивление, - работа электрического тока, - мощность электрического тока

На основе приведенной таблицы представим несколько видов упражнений на выявление существенных признаков понятий, уточнение их признаков, сравнение и сопоставление признаков вновь формируемого понятия с признаками ранее усвоенных, установление связей и отношений данного понятия с другими.

1. На рисунке 3(1- 3) показано несколько примеров движения электрических зарядов. Какой из примеров представляет собой электрический ток.

Рис.3 Молния (1); тепловое движение электронов в металле (2); поток электронов, которые вызывают изображение на экране телевизора (3) [12]

2. Укажите существенные признаки понятий:

Сила тока: физическая величина; измеряется в амперах; характеризует электрический ток в проводнике; прибор для измерения – амперметр; в цепи 2 А; определяется отношением электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения; обозначается I; мгновенное значение силы тока обозначается I_M.

3. Сконструируйте определение каждому понятию:

Последовательное, параллельное соединение проводников[11]: напряжение на участке цепи и на концах всех проводников одно и то же; общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников; полное напряжение цепи равно сумме напряжений на отдельных участках цепи; сила тока в любых частях цепи одна и та же; общее сопротивление цепи уменьшается и становится меньше сопротивления каждого из проводников, входящих в цепь; сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных проводниках.

4. Из каких элементов состоит элементарная электрическая цепь: вольтметр, гальванометр, лампочка, 2 лампочки, источник тока, амперметр, ключ, резистор.

Список использованной литературы

Бела Фогараши Логика. – М.: Изд-во Иностранной литературы, 1959. – 496 с.

Войшвилло Е.К. Логика: учеб. для вузов. – М.: Владос, 1998. – 527 с.

Давыдов В.В. Понятие деятельности как основание исследований научной школы Л.С. Выготского / В.В. Давыдов // Вопросы психологии. ‒ 1996. ‒ №5.

Кондаков Н.И. Логический словарь-справочник. – М.: Наука, 1975. – 721 с.

Ленин В.И. Философские тетради // Полн. собр. соч. – Т. 29. – 783 с.

Логика: Учеб. пособие для студентов вузов / А. А. Ивин. — М.: ООО «Издательство Оникс»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2008. — 336 с.

Суровикина С.А. Педагогические предметные технологии: Теория и методика обучения физике: учеб. пособие / С.А. Суровикина; Омск. гос. пед. ун-т. – Омск: Изд-во ОмГПУ, 2001. – 87 с.

Усова А.В. Психолого-дидактические основы формирования физических понятий: пособие по спецкурсу / А.В. Усова; Челяб. гос. пед. ин-т. – Челябинск: [б.и.], 1988. – 88 с.

Усова А.В. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения. – М.: Педагогика, 1986. – 176 с.

ФГОС ООО. – Режим доступа: http://минобрнауки.рф/%D0%B4 %D0%BE%D0%BA%D1%83%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%8B/ 543(дата обращения: 15.10.2017).

Физика. 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин. – 13-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 191 с.

Физика. Сборник вопросов и задач. 7 – 9 кл.: учеб. пособие для общеобразоват. учреждений / А.Е. Марон, Е.А. Марон, С.В. Позойский. – М.: Дрофа, 2013. – 270 с.

Код для цитирования: Скопировать