Розділ 2
НАУКОВО-ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ СТАНОВЛЕННЯ І РОЗВИТКУ ЕРГОНОМІКИ НАВЧАЛЬНОГО ФІЗИЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ
2.1. Психолого-педагогічні аспекти навчання фізики як експериментальної науки.
В процесі навчання фізики в школі учні знайомляться з широким спектром фізичних явищ та їх науковим поясненням. При цьому в учнів формуються переконання про матеріальність світу. Знайомлячись з історичними фактами учні починають розуміти роль наукових знань в перетворенні оточуючого світу, зміні умов розвитку цивілізації, зокрема, і негативним впливом на суспільний прогрес. Спостерігаючи за дослідами, явищами і процесами в природі, учні з'ясовують зв'язки між ними, основними фундаментальними дослідами. В процесі індивідуального виконання досліджень, пошуків учні знайомляться з різними фізичними методами наукових досліджень, встановлюють їх особливість і фізичну сутність. Відповідно процес навчання фізиці будується на експериментальній основі: дослідів, спостережень спеціально виконаного навчального фізичного експерименту. З результатів дослідження О.В.Сергєєва важливо зазначити, що навчання фізики на різних етапах свого генетичного розвитку завжди будувалось на позиціях широкого запровадження експериментальних методів.
В процесі психологічного розвитку людини висхідною є її практична діяльність, в процесі якої розвивається мислення. На першому етапі формування мислення є наочно-дійовим: дитина аналізує і синтезує об'єкт пізнання в міру виконання руками ряду дій з предметами. В ході розвитку мислительної діяльності такий зв'язок зберігається, стаючи з часом прямим, тіснішим і безпосереднім, ніж раніше. Згодом дитина починає мислити наочними образами не вдаючись до безпосереднього спілкування з об'єктами - виникає наочно-образне мислення. Оскільки на першому етапі воно підпорядковане їхньому сприйманню, то діти мислять лише наочними образами і ще не можуть володіти поняттями. І лише на основі практичного і наочно-чуттєвого досвіду в учнів раннього шкільного віку починає розвиватись абстраговане мислення у формі абстрактних понять, які виступають не лише у вигляді практичних дій (сприйняття) і не лише у формі наочних образів (уявлень), а здебільшого у формі абстрактних понять і міркувань. Такі поняття - знання суттєвих властивостей предметів і явищ світу, зв'язків і співвідношень між ними.
Важливе місце у розумовому розвитку учнів займає формування фізичних понять. Після закінчення школи у випускників сформована певна система наукових понять, що складають основу знань з фізики і є основним базисом навчального матеріалу до інших природничих дисциплін. Учні ними оперують для пояснення фактів і явищ, які спостерігають у повсякденному житті.
Умови, послідовність і ознаки понять, які засвоюються, є об'єктом досліджень видатних психологів. Зокрема, за Н.О.Менчинською засвоєння фізичних понять залежить від характеру тієї основи, на якій вони формуються. В одних випадках сутність поняття може бути розкрита "у процесі сприйняття фактів чи явищ", внаслідок чого здійснюється перехід від одиничного, конкретного до загального, абстрактного; в інших випадках "основним джерелом є слово - визначення, в якому сутність поняття виражена в узагальненій формі" і зумовлена наявністю "суперечностей між сприйняттям, спостереженнями та умовиводами самого учня і тими формулюваннями визначень і правил, котрі він одержує у процесі навчання" [381, 432]. Зміст психологічних суперечностей при цьому зводиться до того, що введене в школі наукове знання або підтверджується власним досвідом учня і легко засвоюється, або наштовхується на внутрішній опір і або зовсім відсівається, або спотворюється. Також значний вплив на формування наукових понять має рівень здібності до навчання. За результатами досліджень індивідуально-психологічних відмінностей різних школярів визначено, що така властивість мислительної діяльності учнів може бути підвищена і доведена до необхідного рівня засвоєння матеріалу за умови виконання учнями додаткових індивідуальних практичних вправ і завдань, тобто шляхом управління психічними процесами. Із зазначеного випливає, що рівень знань учнів значною мірою залежить від впливу на навчальний процес життєвого досвіду школяра. Якщо такий досвід не суперечить науковому розумінню навчальних понять, то використання його як опори знань підвищує ефективність засвоєння нового навчального матеріалу. За інших умов він вступає в суперечність з науковими знаннями. В результаті виникає розрив в суттєвих ланцюжках системи знань, оскільки теоретичне знання виявляється відірваним від практичного досвіду, а самі практичні знання - не охоплені системою наукових знань.
На основі чуттєвого сприйняття здійснюється абстрактне мислення: аналізуючи і порівнюючи окремі факти, раніше сформульовані поняття і вже існуючі уявлення, учні приходять до нових знань - до нових узагальнень, висновків, припущень, які проходять перевірку експериментом, навчальною практикою. Практика ж може виступати основою для створення нової проблеми, а згодом - засобом її розв'язання. При цьому під практикою розуміють демонстрацію вчителем прикладів використання вивчених явищ, процесів і законів, самостійну експериментальну перевірку учнями фізичних законів та висновків, одержаних шляхом теоретичних міркувань; пояснення явищ і процесів на основі теоретичних знань; розв'язування задач; самостійну роботу учнів з використанням елементів дослідництва і творчості тощо.
За сформульованим С.Л.Рубінштейном принципом детермінізму психіки [381, 433-434] зовнішня дія дає той чи інший ефект лише у випадку, коли вона заломлюється і проходить через психічний стан суб'єкта, через уже утворені у нього думки і чуття. Отже, керування мисленими процесами учня повинно здійснюватись як ззовні вчителем, засобами, підручниками і іншими джерелами інформації, так і шляхом самоконтролю. Впливаючи на учня взагалі й в процесі навчання фізики зокрема, необхідно впливати на його відношення до навчальної і практичної діяльності, водночас озброюючи його узагальнен