Учет приоритетных направлений развития науки, в частности физики, приводит к тому, что на современном этапе преподавания физики в высшей школе, необходимо опираться на знания, полученные в современных научных исследованиях. Физика относится к фундаментальным наукам, описываемым фундаментальными законами. Действие этих законов не меняется по мере развития общества, совершенствования средств и способов исследования окружающей действительности. Но, в то же время, наряду с развитием инструментария исследователей, происходит и усложнение законов, описывающих те или иные явления. Они не меняются по своей сути, но становятся более точными с точки зрения описания явлений. Развитие нанотехнологий и их широкое внедрение приводит к более детальному исследованию физики микромира.
Учебники, на которые опираются при изучении материала, уже морально устарели. Печатная продукция не успевает «угнаться» за изменениями, которые происходят в понимании сути внешнего мира. С одной стороны, это вполне объяснимое явление. Даже просто процесс выпуска печатной продукции, начиная с верстки, рецензирования и непосредственно процесса печати довольно длителен. С другой стороны, это приводит к тому, что на современном этапе изучения точных наук, в частности, физики, мы не можем позволить себе опираться на знания, получаемые только из учебников, рекомендуемых для данных направлений подготовки.
Наряду с этим, процесс формирования компетенций тоже в свою очередь требует изменений в образовании, в частности в процессе преподавания наук. Недостаточно просто получение знаний, умений и навыков, необходимо уметь эти навыки применять на практике. Нужно учитывать межпредметные связи.
В школьном курсе физики формируется естественнонаучная картина мира, учебники предполагают совмещение изучения физики и астрономии. При изучении физики в высших учебных заведениях необходимо опираться на базовые знания, получаемые в школе, на ту физическую естественнонаучную картину мира, что уже сформирована ранее. Но в то же время необходимо дополнять знания теми сведениями, которые можно получить из сети Интернет.
На современном этапе развития точных наук, достаточно большие средства тратятся на фундаментальные исследования. Можно вспомнить строительство международной экспериментальной установки по изучению физики микромира, особенностей фундаментальных взаимодействий на уровне элементарных частиц — большого адронного коллайдера.
Строительство еще одной установки — международного термоядерного экспериментального реактора типа «Токамак» позволит получить сверхвысокие температуры порядка сотни миллионов кельвин, осуществить управляемый термоядерный синтез. Все это приводит к усложнению законов, описывающих поведение микроскопической системы, к появлению новых знаний в физике микромира. В процессе разработки и строительства данного реактора появились новые технологии, в частности, алмазные детекторы нейтронов. Данные устройства позволяют более детально изучать свойства нейтронов, то есть получать новые знания в области квантовой физики.
Хотя считается, что важнейшие открытия, которые можно было бы получить в области физики, давно уже сделаны, но по мере развития науки поваляются новые данные, которые иногда даже противоречат, а не просто дополняют старые. Получаемые данные позволяют с новой точки зрения объяснить процессы и явления, происходящие в окружающем мире.
Присуждение Нобелевской премии по физике в 2010 году за открытие нового материала графена привело к появлению значительного интереса к данному материалу. Уникальные свойства нового материала привели к разработке принципиально новых устройств. В частности, графен призван заменить полупроводниковые материалы, применяемые в современной электронике, что ведет с одной стороны к уменьшению их стоимости, с другой стороны — к усилению прочности этих материалов, их надежности. Появились лампы освещения на основе графена, которые обладают большей экономичностью и долговечностью. Кроме всего перечисленного, достоинством нового материала является возможность его синтеза из пищевых отходов.
Все это приводит к тому, что на современном этапе развития физики, как науки происходит ее значительное усложнение, особенно это затрагивает области микромира, которые описывает квантовая физика. Развитие физики, как науки, невозможно без подготовки специалистов обладающих достаточными знаниями в указанной области, знаний, получаемых в процессе обучения на основе современных исследований.
Учитывая перечисленное выше, возникает необходимость внедрения современных информационных технологий в образовательный процесс, в том числе использование данных сети Интернет для обновления знаний в области физики, как науки. Показ научно-популярных фильмов, демонстрирующих действующие экспериментальные установки, позволяет более наглядно продемонстрировать их значимость [1].
Необходимо использовать на занятиях в качестве основных форм — интерактивные формы обучения. Выполнение лабораторных работ достаточно удобно организовать в малых группах или в виде работы в парах. Такая форма организации учебной деятельности позволяет учитывать индивидуальные особенности каждого студента. Работа в группе создает комфортные условия для всех студентов независимо от их уровня знаний, помогает даже при наличии определенных пробелов в знаниях в достаточной степени выполнять работу, в тоже время, запоминая, какие пробелы в знаниях есть.
Творческие задания при выполнении лабораторных работ позволяют проверить уровень усвоения материала пройденной темы студентами. Не традиционные задания позволяют более осмысленно подходить к выполнению работы, а не просто выполнять работу по принципу «вопрос — ответ».
Кроме индивидуальной деятельности в процессе выполнения лабораторных заданий возможна организация работы круглого стола. В данном случае, при появлении определенной проблемы, происходит совместная выработка решения, рассматриваются возможные, альтернативные способы решения проблемы. При этом каждый может принять участие в решении проблемы, высказать свое мнение.
Одной из форм активизации познавательной деятельности обучаемых является проведение занятий с приглашением специалистов определенной предметной области [2]. Можно выделить целые области знаний, которые являются достаточной сложными для самостоятельного изучения дисциплины. Консультация специалиста, проведение занятий с приглашением специалиста выбранной области позволяет активизировать процесс обучения. При возникновении вопросов специалист может дать развернутый ответ, привести примеры, характеризующие данную проблему. Наличие многолетнего опыта позволяет давать четкие, грамотные ответы, давать студентам возможность самостоятельного нахождения возможных путей решения проблемы.
Еще одной из форм активизации познавательной деятельности в процессе изучения дисциплин является работа с наглядными пособиями. Представление учебного материала в наглядной форме позволяет с одной стороны привлечь внимание учащихся, с другой — эмоциональное воздействие позволяет в более детальной форме сохранять в памяти весь изучаемый материал. Особенно важно привлечение учащихся к работе с наглядными пособиями на начальных курсах. Кроме непосредственного использования наглядных пособий рекомендуется применение опорных конспектов или создание данных конспектов самими учащимися. При этом студенты учатся выделять из общего материала главное.
Используя опорные конспекты, студенты могут в более полной форме воспроизвести изучаемый материал. В процессе составления опорного конспекта происходит систематизация знаний, анализ материала, выделение главного. Все это приводит к активизации познавательной деятельности, к более углубленному, осмысленному усвоению изучаемого материала, а не просто заучиванию. При этом соответственно повышается и уровень усвоения материала, способность учащихся применять полученные знания на практике. При механическом запоминании материала, без его анализа на практике у студентов возникают проблемы с применением полученных знаний.
Литература:
1. Шиян, Н. В. Системные изменения обучения физике в условиях обновления общего образования: автореф. дис. … д-ра.пед. наук / Н. В. Шиян. — Санкт-Петербург., 2005. — 36 с.
2. Клещева, Н. А. Перспективные направления совершенствования процесса обучения в техническом вузе: учеб.-метод. пособие / Н. А. Клещева, Е. В. Штагер, Е. С. Шилова.–Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. — 137 с.
