Великие физики как педагоги: от научных исследований - к просвещению общества
Покупка
Новинка
Тематика:
Педагогика высшей школы
Издательство:
Лаборатория знаний
Автор:
Щербаков Роберт Николаевич
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 298
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-93208-687-2
Артикул: 613530.03.99
Опыт преподавательской и просветительской деятельности классиков науки показан как система их глубоких представлений и оригинальных взглядов на преподавание физики. Для студентов и преподавателей педагогических вузов, учителей, а также всех интересующихся историей науки.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ Р. Н. Щербаков ВЕЛИКИЕ ФИЗИКИ КАК ПЕДАГОГИ: ОТ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ – К ПРОСВЕЩЕНИЮ ОБЩЕСТВА 5Dе издание, электронное Рекомендовано УМО по специальностям педагогического образования в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 050203.65 (032200)—физика Москва Лаборатория знаний 2024
УДК 37.01 ББК 74.03(0);74.03(2) Щ61 С е р и я о с н о в а н а в 2007 г. Щербаков Р. Н. Щ61 Великие физики как педагоги: от научных исследований — к просвещению общества / Р. Н. Щербаков. — 5-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2024. — 299 с. — (Педагогическое образование). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный. ISBN 978-5-93208-687-2 Опыт преподавательской и просветительской деятельности классиков науки показан как система их глубоких представлений и оригинальных взглядов на преподавание физики. Для студентов и преподавателей педагогических вузов, учителей, а также всех интересующихся историей науки. УДК 37.01 ББК 74.03(0);74.03(2) Деривативное издание на основе печатного аналога: Великие физики как педагоги: от научных исследований — к просвещению общества / Р. Н. Щербаков. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — 296 с. : ил. — (Педагогическое образование). — ISBN 978-5-94774-775-1. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-93208-687-2 © Лаборатория знаний, 2015
Оглавление Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Введение. Наука, образование и популяризация научных знаний в области физики . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Глава 1. Г. Галилей. Первые шаги в распространении научных знаний в обществе . . . . . . . . . . . . . . 19 Глава 2. Р. Декарт. Картезианство и воспитание личности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Глава 3. И. Ньютон. Классическая наука и образование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Глава 4. М.В. Ломоносов и его просветительская деятельность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Глава 5. М. Фарадей — популяризатор науки своего времени . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Глава 6. Дж.К. Максвелл. Неудачи ученого как преподавателя и его успехи как педагога-методиста. . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Глава 7. А.Г. Столетов. Постановка физического образования в России . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Глава 8. Л. Больцман — ученый и педагог . . . . . . . . . 132 Глава 9. Н.А. Умов и его методическая школа по физике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Глава 10. О.Д. Хвольсон — всероссийский учитель физики, автор уникального учебного курса. . . 160 Глава 11. А. Эйнштейн. Гений науки ХХ в. о преподавании и популяризации физики. . . . 175 Глава 12. Л.И. Мандельштам: «Учить физически мыслить...» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Глава 13. Л.Д. Ландау — ученым, учителям и учащимся . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Оглавление Глава 14. Р. Фейнман: «Объясняя саму суть физики...» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Глава 15. Отечественные ученые-физики как преподаватели в воспоминаниях учеников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Приложение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 1. Беседа о физике как науке и научном знании. . . . 257 2. Ученые о преподавании основ физики в школе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Перечень личных имен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Предисловие Науку творят ученые. Они же первыми определяют, что и как давать обучаемому, чтобы тот сохранил накопленные человечеством научные знания и в случае необходимости не только умел применять их, но и был способен к дальнейшему развитию научного знания. Никоим образом не умаляя заслуг педагогов и методистов в формировании вузовских и школьных учебных курсов и высоко оценивая их, ведущую роль в решении этой важнейшей для общества задачи все же следует отвести ученым — физикам, химикам, биологам, математикам и другим специалистам. Свою область науки каждый ученый знает изнутри, он живет ее проблемами, психологически ощущая ее особенности и тонкости. Ученый — творец и носитель современного научного знания, мышления и методов исследований. Одновременно он является ответственным за объективность научных знаний и науки в целом в сфере образования, своего рода «цензором», «инспектором» и определенным «законодателем мод» в нем. Ученый четко представляет, какие знания и конкретные навыки будут определять научно ориентированное мировоззрение и практическую готовность последующих поколений к профессиональной деятельности, поддержанию на должном уровне и совершенствованию жизнедеятельности всего общества. Поэтому ученые вместе с педагогами и психологами несут моральную и непосредственную ответственность за качество и состояние образования в обществе. Следует отметить, что по ряду причин педагогические идеи и соображения классиков науки в современной педагогической и учебной литературе во многом потеряли свою эффективность, растворились в деформированном виде в содержании, методах обучения и в итоге перестали приносить ощутимую пользу преподавателям физики. Педагогическое наследие выдающихся ученых-физиков и сегодня остается современным и весьма эффективным в по
Предисловие вседневном процессе обучения и воспитания, оно задает высокий эмоциональный и научный уровень образованию в целом. Рассмотрению вопросов педагогического наследия уделено особое внимание в этой книге. На примере анализа творчества отечественных и зарубежных классиков физики раскрыты определяющие моменты их преподавательской деятельности и те педагогические взгляды и представления, которыми они руководствовались в чтении своих лекций. Каждому из избранных нами четырнадцати ученых посвящена своя глава, содержащая сведения о его жизни и научных достижениях, а также подробный анализ его педагогической деятельности и взглядов. Отдельная глава отведена воспоминаниям о преподавании отечественных физиков ХХ в. Главы снабжены ссылками на список литературы, представленный в конце каждой главы. Для формирования личности молодого человека ХХI в. в творчестве классиков физики, в их преподавательской деятельности и педагогических воззрениях можно найти немало полезного для реализации и развития творческих возможностей и способностей личности, воспитания у нее вечных ценностей человеческого бытия. Определенные итоги представлений физиков о собственной науке и педагогической деятельности сведены в Приложении. Там же раскрыты представления о том, что такое физика и как ее преподавать. Надеемся, эти образы позволят скорректировать собственные представления читателя в данной области и реализовать их в повседневном обучении основам физики. Если книга пробудит у читателя живой интерес к творчеству классиков науки, а почерпнутые у них свежие мысли об обучении и воспитании послужат улучшению педагогического процесса и работы учителя и преподавателя, то можно считать, что цель, поставленная автором, достигнута. Книга написана для тех, кто в трудные для России десятилетия не покинул ее, не разочаровался ни в отечественной науке, ни в образовании, а продолжал делать все возможное, чтобы сохранить и умножить их достижения, а также для тех, кого серьезно беспокоит проблема формирования в обществе научной культуры и образования.
Введение. Наука, образование и популяризация научных знаний в области физики То обстоятельство, что научные знания являются достоянием лишь маленькой группы людей, снижает философский уровень народа, приводит к духовному оскудению. А. Эйнштейн В последние годы отечественная наука, образование и неподдельный интерес к ним начинают возрождаться, приходит осознание их ценности. Они были созданы усилиями нескольких поколений ученых в процессе научных исследований, образования, популяризации научных и технических знаний, публикаций монографий, учебной и популярной литературы по широкому спектру проблем классической и современной науки. 1. Наука и общество П.Л. Капица подчеркивал, что «уровень науки и искусства в стране определяется отношением окружения к ведущим творческим работникам» [4, с. 61], т. е. тем, признает ли общество настоятельную необходимость развития науки для своей жизнедеятельности и определяющую роль ученых в решении его проблем. Только при выполнении этого важнейшего условия общественные круги страны побуждают государственные структуры к моральной и финансовой поддержке фундаментальных и прикладных исследований, к развитию научного образования и культуры самого общества. Следует отметить, что основной вклад в поддержание этой культуры, как и в прошлом, должны вносить сами ученые. Оформление физико-математических знаний в научные дисциплины относится к первой трети ХIХ в. Это была эпоха, когда естествоиспытататели становились профессиональными исследователями и преподавателями и когда еще господствовало представление, что «наука, — по определению астронома Дж. Гершеля, — есть знание для всех, расположенное в таком по
Введение рядке и по такому методу, которые делают это знание доступным для каждого» [7, с. 11]. В силу этого ученые стремились формировать в сознании общества реальный образ науки с ее содержанием и методами. Однако уже во второй половине ХIХ в. члены Британской ассоциации содействия развитию науки стали высказывать беспокойство по поводу растущего разрыва между наукой и обществом, и соответственно наукой и образованием. Со временем этот разрыв породил раскол единой культуры на гуманитарную и естественнонаучную составляющие. Уже с самого начала своего существования точное естествознание и прежде всего физика исследовали явления природы посредством тщательно выверенных экспериментальных и теоретических (математических) методов познания. В исследовательской деятельности всегда основным моментом познания является проблема, а не ее решение, вопрос, а не ответ, сама деятельность, а не изложение уже найденного решения в готовых структурированных формах [9, с. 244]. В ходе этой деятельности накапливается информация об исследуемых явлениях природы, которая по мере ее упорядочивания и построения в систему научных знаний в том или ином виде и разными путями проникает в культуру общества. Образование ставит перед собой задачу передачи молодежи социально значимых знаний, представляющих собой уже устоявшуюся систему фактов и положений, по своей сути склонную к устойчивости. Тот непреложный факт, что наука имеет дело с изменчивостью, т.е. «непременно предполагает вечное беспокойство», а образование — с постоянством знаний и представлений и тем самым «стремится к установлению невозмутимой уверенности» [1, с. 345], порождает между ними существенное различие и в итоге приводит к временному и качественному разрыву в толковании научных истин, в формировании научного мышления, в понимании самого образа науки. Согласимся с тем, что содержание учебного курса физики представляет собой своеобразный «срез» динамичного потока научных знаний и представлений, наработанных не одним поколением исследователей, составляющих содержание физической науки. Выполнение этого среза, его кропотливый анализ с позиций запросов общества, педагогики и психологии образования потребовали со стороны ученых и дидактов немалого изобретательства, сил и времени.
Введение Очевидно также, что в целях достижения необходимого соответствия учебного курса принятым критериям научности отбор и структурирование учебного знания, как правило, должны пройти путь по цепочке: наука – вуз – школа. Имеющийся разрыв между уровнем знаний на переднем крае науки и уровнем знаний, преподаваемых в вузах, сокращается посредством лекций, которые читают сами исследователи. В ходе знакомства слушателей с новейшей научной информацией по проблеме ученый выстраивает систему логически непротиворечивых суждений. Постепенно формируются отдельные фрагменты нового видения физического мира, образующие с прежней системой научных представлений «верхний этаж» социально и культурно значимых знаний. При этом разрыв между уровнем знаний науки и вузовским курсом сокращается, однако полностью исчезнуть не может. Этому препятствует хотя бы то обстоятельство, что методы изложения научных знаний на лекциях или в учебниках заметно отличаются от методов их добывания. 2. Ученый в роли педагога Преподавание у крупного ученого, как правило, является прикладной творческой деятельностью. Каким образом научные интересы и устремления, мировоззренческие и ценностные установки, жизненный опыт исследователя оказывают воздействие на его стиль и «почерк» преподавания? Каков механизм переплавки творческого багажа в его педагогическое кредо и какие личностные особенности в наибольшей мере определяют поведение ученого в аудитории? – Удовлетворительные ответы на эти вопросы отыскать сложнее, чем на вопросы о его «творческой лаборатории». Обычно ученые охотно рассказывают о путях решения той или иной научной проблемы, но в их воспоминаниях нет места анализу собственной лекторской деятельности, поскольку чаще всего она является дополнительной деятельностью, а основной остается исследовательская. Однако в воспоминаниях ученых и в особенности в высказываниях их учеников встречаются отдельные соображения о преподавании основ научных знаний, о системе образования в целом, позволяющие получить представления об особенностях педагогической и просветительской деятельности классиков физики.
Введение Эти представления свидетельствуют об их озабоченности не только по поводу положительного и эффективного решения проблемы передачи научной культуры следующим поколениям, но и по поводу подготовки специалистов и в особенности элиты, определяющей пути развития науки и общества в ближайшем и отдаленном будущем. До сих пор классическое и, надо заметить, эффективное решение этой проблемы осуществлялось через сохранение и развитие научных школ, научного образования, популяризацию через СМИ и издание в достаточном количестве необходимой литературы. Ключевой фигурой в этих процессах, как уже подчеркивалось, оставался ученый. Обратимся к преподавательской деятельности выдающихся ученых. Далеко не все ученые охотно занимались преподаванием. Например, А. Эйнштейн относился к необходимости чтения лекций без особого энтузиазма. Те же ученые, которые преподавание считали таким же нужным делом, как и исследовательскую деятельность, скорее всего согласились бы с Луи де Бройлем 1 в том, что «исследование и преподавание почти неотделимы друг от друга. Исследование питает преподавание, а преподавание, необходимое для того, чтобы факел науки переходил от предыдущего поколения к последующему, укрепляет исследование» [1, с. 345]. Именно такие ученые считали своим долгом выразить свое мнение о самых разных моментах передачи научных знаний студентам. Приведем п р и м е р ы в последовательности, отвечающей основным запросам преподавания физики в вузе. Преподавать нужно именно физическую науку (или введение в нее), а не комплекс фактов и знаний. (Г.С. Ландсберг) В преподавании науки нужно вернуться к принципам, подчеркивающим единство и универсальность науки. (В. Вайскопф) 1 Луи де Бройль (1892—1987) — французский физик, один из создателей квантовой механики. Выдвинул идею о волновых свойствах материи (1924). Труды по строению атомного ядра, распространению электромагнитных волн в волноводах, по истории и методологии физики. Нобелевская премия по физике (1929).