Формирование эволюционно-экологического мировоззрения у старшеклассников в процессе обучения физике на основе синергетической концепции

Якимова, Елена Борисовна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Формирование эволюционно-экологического мировоззрения у старшеклассников в процессе обучения физике на основе синергетической концепции

Автореферат

Автор научной работы: Якимова, Елена Борисовна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Вологда
Год защиты: 2002
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Формирование эволюционно-экологического мировоззрения у старшеклассников в процессе обучения физике на основе синергетической концепции"

На правах рукописи

Якимова Елена Борисовна

Формирование эволюциоино-экологического мировоззрения у старшеклассников в процессе обучения

физике на основе синергегической концепции (на примере углубленного изучения тем «Термодинамика» и «Молекулярно-кинетическая теория»)

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Киров 2003

Работа выполнена в Вологодском государственном педагогическом университете

Научный руководитель:

кандидат педагогических наук, профессор Лешуков Александр Павлович

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук,

профессор Иродова Ирина Алексеевна

кандидат физико-математических наук, доцент Кантор Павел Яковлевич

Ведущая организация:

Орловский государственный университет

Защита состоится 22 мая 2003 года в 16 часов на заседании диссертационного совета КМ 212.041.01 при Вятском государственном гуманитарном университете по адресу: 610002, г. Киров, ул. Ленина, 111, ауд. 202

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВятГГУ

Автореферат разослан «/ $ » апреля 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Коханов К. А.

2.ооЗ- Д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. Важность исследовательских работ, посвященных вопросам формирования нового современного мировоззрения, определяется следующим обстоятельством: в конце второго тысячелетия стало очевидно, что мир оказался на пороге глобальной экологической катастрофы. Разрешению этой проблемы, угрожающей самому существованию человечества, посвящены многочисленные конференции, симпозиумы, встречи политиков, экономистов разного уровня, работы многих известных зару-

* бежных и отечественных ученых (Г. Бейтсона, С. Грофа, Ф. Кайры, Э. Мора-на, А. Печчеи, Н. Н. Моисеева, Г. Ю. Ризниченко и др.). При всем многообра-

у зии взглядов общим для исследователей является вывод о том, что суть

'у- проблемы не в научной или технической отсталости, а в неадекватном сего-

дняшним реалиям мировоззрении, мышлении большинства людей.

В основу современного мировоззрения должен быть положен новый взгляд на взаимоотношения человека и природы, экологический императив. Новое миропонимание и соответствующее ему мировоззрение наиболее адекватно можно охарактеризовать как эволюционно-экологическое, что подразумевает понимание и принятие следующих положений:

- человечество и природа должны рассматриваться как единая открытая экологическая система со сложными, нелинейными взаимосвязями;

- развитие человека и природы не две разные, часто противопоставляемые линии эволюции, а единый взаимосвязанный, кооперативный процесс - коэволюция.

В проблеме развития мировоззрения отметим два наиболее важных аспекта:

- современная наука должна быть в состоянии предъявить естественнонаучный базис, удовлетворяющий потребностям нынешнего этапа развития человека и природы. Важный вклад в формирование новой картины мира, новой научной парадигмы вносят бурно развивающиеся в последние десятилетия нелинейные науки синергетического направления.

Основания синергетики заложены в трудах выдающихся ученых: И. Пригожина, И. Стенгерс, Г. Хакена, В. Эбелинга, значительны достижения в этой области и отечественных ученых: В.И. Арнольда, Ю. Л. Климонтови-

* ча, С. П. Капицы, С. П. Курдюмова, Г. Г. Малинецкого и др. Синергетика предлагает свой, весьма плодотворный, взгляд на процесс мировой эволюции, в основе которой лежит самоорганизация как фактор направленного раз-

ь вития природы. Для синергетики характерен целостный, системный, диалек-

тический подход к изучению явлений, более высокий уровень используемых моделей, учитывающий сложность, нелинейность связей объектов, нежели прежний механистический. Имея своим истоком физику и химию, синергетика вышла на уровень широкого междисциплинарного философского обобщения результатов, полученных в рамках естественных наук (В. Д. Аршинов,

3 ! гОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

I БИВДИОТЕКА

I С. Петербургу У Л 09

Е. Н. Князева, А.П. Назаретян, Р. Е. Ровинский, В. С. Степин и др.);

- образование должно обеспечить высокий уровень знаний, прежде всего молодого поколения, об окружающем сложном, нелинейном мире, о тех формах взаимоотношений с природой, которые будут способствовать режиму коэволюции. Традиционно велика здесь роль физики. В таком контексте особое значение имеет работа с детьми, обладающими повышенными интеллектуальными и творческими способностями, проявляющими интерес к естественным наукам (учащиеся профильных физико-математических классов, естественно-математических лицеев и т.п.).

Важность целенаправленного формирования научного мировоззрения у старшеклассников обоснована в работах дидактов А. А. Касьяна, В. Н. Мо-щанского, И. Н. Сиземской и др., возрастные и психологические особенности формирования мировоззрения исследованы психологами Л. И. Божович, Э. А. Голубевой, В.В. Давыдовым, Н. А. Менчинской, И.С. Якиманской и др.

Трудами ученых в области теории и методики преподавания физики (Н. Е. Важеевской, Ю. Дика, Л. Я. Зориной, Г. Я. Мякишева, Ю. А. Саурова, Л. П. Свиткова и др.) внесен значительный вклад в изучение вопросов системности знаний учащихся, формировании диалектического мышления, научного метода познания. Однако, в настоящее время образовательные программы основываются главным образом на механистической парадигме, которая уже не может служить достаточным базисом для современного мировоззрения.

На мощный мировоззренческий потенциал, важность изучения концепции самоорганизации, синергетики, эволюционной картины мира в современных курсах физики указывали ученые-педагоги И. П. Базаров, В. Г. Буданов, М. В. Волькеннггейн, Н. Ю. Климонтович, А. П. Лешуков, Л. В. Тарасов, А. А." Фадеева. Тем не менее, пока не предложен содержательный учебный материал для общеобразовательной школы, включающий основные положения и подходы синергетики, показывающий ее междисциплинарные приложения, построенный как относительно самостоятельный, целостный блок, в то же время логически связанный с классическим курсом физики.

Таким образом, актуальность исследования определяется:

- противоречием между необходимостью экологического поведения человека и старыми механистическими детерминистическими мировоззренческими установками;

- потребностью в концептуальных изменениях в преподавании физики с целью творческого освоения мира учащимися и формирования целостного, экологического отношения к нему;

- потребностью в изменении содержания школьного курса физики, направленном на приведение его в соответствие с современным пониманием физической картины мира, научно обоснованной коэволюции человека и природы.

Проблема исследования заключается в том, чтобы, используя в качестве базиса классическую физику, найти возможность включить наиболее естественным образом современные нелинейные, системные, эволюционные представления в школьный курс физики для учащихся профильных классов.

Объект исследования - формирование мировоззрения у старшеклассников в процессе физического образования.

Предметом исследования является процесс формирования эволюцион-но-экологического мировоззрения у старшеклассников при изучении синергетической концепции в курсе физики.

Цель исследования: разработать и обосновать методику изучения си-нергетической концепции на базе углубленного курса физики, способствующую формированию у старшеклассников эволюционно-экологического ми-V- ровоззрения.

Не претендуя на всеобъемлющее решение данной проблемы, автор считает, что для лучшего формирования у учащихся адекватного понимания мироустройства, выявления межпредметных взаимосвязей, внутренней логики и возможностей научного способа познания мира основные достижения новой науки должны включаться непосредственно в курсы соответствующих предметов.

Исходная гипотеза представлена следующими положениями:

1. Традиционное содержание школьного физического образования, ориентированное на изучение равновесных, устойчивых, изолированных систем, формирует у учащихся детерминистское, механистическое, ограниченное мировоззрение.

2. Обогащение курса физики положениями синергетической теории способствует формированию более адекватного реальности эволюционно-экологического мировоззрения.

3. Для формирования эволюционно-экологических представлений у старшеклассников эффективным и естественным способом является введение в традиционные разделы курса физики «Термодинамика» и «Молекулярно-кинетическая теория» элементов нелинейной термодинамики и синергетики.

Из цели и гипотезы вытекают следующие задачи исследования:

1. Обосновать необходимость изменения существующего механистического парадигмального сознания на современном этапе развития общества.

' Определить роль и место синергетической концепции в современном пони-

мании физической картины мира.

2. Проанализировать содержание существующих программ для углуб-*- ленного изучения физики в мировоззренческом аспекте.

3. Обосновать необходимость и актуальность формирования экологической направленности научного мировоззрения у старшеклассников в процессе физического школьного образования.

4. Разработать содержание и методику изучения темы «Теплота и элементы синергетики». Экспериментально изучить степень усвоения новых понятий и взглядов и влияние их на качество мировоззрения учащихся.

При проведении исследования использовались следующие методы:

• Теоретические: изучение состояния исследуемой проблемы в научных, научно-методических работах но синергетике и практике обучения физике; научно-методический анализ содержания программ, концепций школьного физического образования, учебной и методической литературы по теме исследования;

• Экспериментальные: наблюдение учебного процесса, опросы и анкетирование учителей, школьников, абитуриентов вуза, студентов 1-х курсов; диагностическое исследование направленности мировоззрения учащихся до и после изучения темы «Теплота и элементы синергетики»; проведение формирующего педагогического эксперимента.

Основные этапы исследования:

I этап (1994 - 1997 г.г.) - теоретический анализ проблемы формирования мировоззрения, изучение методологических, теоретических и методических основ исследуемой проблемы; определение целей, задач исследования и выдвижение рабочей гипотезы;

II этап (1997 - 2001) - разработка концепции построения экспериментального курса «Термодинамика и элементы синергетики»; проведение экспериментальной работы в классах с углубленным изучением физики;

III этап (2001 - 2002 г.г.) - уточнение содержания авторской программы, продолжение экспериментального обучения, обработка и систематизация полученных результатов, статистическое обоснование их достоверности, теоретическое осмысление и обобщение всего исследования, апробация теоретических положений исследования в выступлениях и публикациях, оформление материалов и результатов исследования в виде диссертации.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивались исходными теоретическими положениями, адекватностью целям и задачам работы избранных методик, системным подходом к описанию и изучению объекта исследования, положительными результатами экспериментальной проверки разработанной программы в условиях реального учебного процесса обучения физике в профильных классах средней общеобразовательной школы и лицее.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования:

1. Дан теоретический анализ содержания школьного физического образования с точки зрения парадигмального подхода. Показано, что школьный курс физики практически полностью ориентирован на старую механистическую парадигму, хотя современное мышление и наука требуют владения новыми эволюционно-экологическими подходами, более адекватно отражающими реальность.

2. Теоретически обоснована необходимость введения элементов синергетики в содержание современного курса физики, что способствует формированию нового взгляда на мир, его взаимосвязи и роль человека в нем;

3. Разработана концепция построения курса «Теплота и элементы синергетики», его структура на основе логически обоснованного включения в него наряду с традиционными разделами «Термодинамика» и «Молекуляр-но-кинетическая теория» нового раздела «Элементы синергетики». Это по-'"" зволило значительно обогатить и расширить - кругозор учащихся, добиться ' более адекватного современным требованиям качества мировоззрения.

Практическая значимость исследования заключается в том, что:

1. Создан методический комплекс по теме «Теплота и элементы синергетики», отражающий основные положения диссертационного исследования автора;

2. Разработаны методические рекомендации преподавателям физики профильных физико-математических классов средних общеобразовательных ' заведений: школ, гимназий и лицеев;

3. Материалы диссертации могут быть использованы в работе школьных методических объединений учителей физики и преподавателей теории и методики обучения физике.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись посредством обсуждения на кафедре общей физики и астрономии ВГПУ, в докладах на всероссийских научных, научно-практических и научно-методических конференциях: «Традиции и новаторство в современной школе» (2-3 декабря 1997, г. Вологда), «Образование на рубеже III тысячелетия» (24 мая 2000 г., г. Вологда), «Измерения в системе образования и управление качеством образования» (2001 г., Вологда), «Теория и практика психологии образования» (27-28 сентября 2002 г., Смоленск), в учебном процессе средних школ № № 3,8, 11 г. Вологды, в практике преподавания в Вологодском государственном естественно-математическом лицее, на физико-математическом и естественно-географическом факультетах Вологодского государственного педагогического университета. На защиту выносятся:

1. Концепция построения в рамках углубленного курса физики профильной школы раздела «Теплота и элементы синергетики», нацеленная на формирование эволюционно-экологического мировоззрения. Синерге-тический подход дает научное обоснование необходимости эволюцион-но-экологического мировоззрения. Введение в курс физики основных понятий и подходов синергетики позволяет расширить взгляд учащихся на мир и сформировать более адекватное современным реалиям мировоззрение;

2. Структура и соответствующий содержательный материал предлагаемого раздела «Теплота и элементы синергетики», характеризуемые:

- преемственностью классической физики и новых синергетических взглядов;

- системным подходом: содержание темы представляет собой единый блок логически связанных разделов «Термодинамика», «Молеку-лярно-кинетическая теория» и «Элементы синергетики», позволяет получить более адекватное реальности качество мировоззрения;

- выходом на междисциплинарный уровень (приложение синергети-ческого подхода к биологии, экологии, проблемам строения Вселенной);

3. Положение об эффективном влиянии изучения в курсе физики основных положений синергетики на формирование эволюционно-экологического мировоззрения у старшеклассников, подтвержденное в ходе педагогического эксперимента.

Структура диссертации определена логикой и последовательностью решения поставленных задач. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 178 наименований, трех приложений, содержит 10 таблиц, 3 диаграммы и 19 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Первая глава «Общенаучная парадигма и ее влияние на мировоззрение» посвящена выяснению характерных качеств формирующейся на основе научных открытий последних десятилетий новой парадигмы и необходимости соответствующих изменений в мировоззрении людей.

Констатируются главные общепризнанные проблемы, стоящие сейчас перед человеческим обществом:

глубокий системный цивилизационный кризис, неудачный выход из которого угрожает самому существованию человека;

подготовленное научными открытиями последних десятилетий изменение во взглядах на мироустройство, которые коренным образом отличаются от прежних, механистических.

Решение этих проблем лежит в мировоззренческой плоскости: формирование адекватного современным реалиям мировоззрения в массовом сознании и в возможно более короткие сроки - насущная задача времени. Несомненное влияние на мировоззрение людей (рис. 1) оказывает достигнутый в науке уровень знаний, техник и технологий, признанные научным сообществом убеждения и ценности, оказывающиеся основой самоорганизации общества, как принято говорить, - научная парадигма. Новые современные знания об эволюции мирового

Рис. 1. Структура научного миттовоззисния

современные знания об эволюции мирового процесса, которые предлагает синергетика, способны повлиять на морально-нравственные установку, и в целом на мировоззрение человека, изменить его в сторону большей эколо-гичности.

Сравнительный анализ отношения старой ньютоно-картезианской и новой формирующейся парадигмы к основным категориям и принципам миропонимания (таб. 1), показал коренные различия практически по всем фундаментальным позициям: материя, пространство, время, детерминизм и вероятность, сознание, характер процессов в природе и обществе.

Таблица 1

Отношение ныотоно-картезианской парадигмы и современной формирующейся синергетической парадигмы к основным категориям и принципам миропонимания

Категории, принципы 11ьютоно-кар1езианская парадигма Современная формирующаяся парадигма

1 2 3

Материя и сознание Мир признается материальным. Материя и сознание разделены и противопоставлены друг другу. Мир признается материальным. Сознание считается свойством высокоорганизованной материи (традиционная ючка зрения). Существует и другая точка зрения: разум признается имманентным всей материи на всех уровнях жизни.

Материя, пространство, время Материя, пространство, время независимые друг от друга сущности. Пространство и время абсолютны. Все процессы обратимы относительно времени. Пространство и время составляют единый четырехмерный континуум. Геометрия его зависит от распределения масс. Время однонаправлено. Вещество и поле - различные проявления материи (корпускулярно-волновой дуализм).

Детерминизм и вероятность Однозначность причинно-следственных связей. Процессы, особенно в микромире и сложных системах имеют вероятностное описание. Принцип неопределенности. Физические законы носят статистический характер.

Развитие человечества, природы, науки Линейная модель. Развитие должно идти по восходящей. Прогресс обеспечивает лучшее будущее. Развитие устойчиво по отношению к внешним параметрам. В общем случае модель нелинейна. Линейность развития сменяет ся кризисами, в которых ход событий определяется бесконечно малыми вариациями внешних параметров, существуют альтернативные пути развития. Неустойчивость, нелинейность, неравновесность большинства природных процессов. Способность к самоорганизации.

Продолжение таблицы 1.

1 2 3

Методы и стиль мышления Формальная логика. Методы аналитические, редукционистские. Нелинейные, системные, синтетические, синергетические, эволюционные, холистические, экологические.

Информация Вопрос не ставился. Исследование различных объектов и явлений с точки зрения информационных моделей и процессов. Цивилизация стоит на пороге информационного будущего.

Люди, обладающие механистическим парадигмальным мышлением не в состоянии успешно решить современные проблемы человечества, находящиеся именно в области сложных, нелинейных, неустойчивых процессов, где применение старых механистических моделей не продукгивно, а то и опасно.

Приоритетного внимания требует экологическая проблема как условие самого выживания человечества. Однако, необходимые на современном этапе неконфронтационные, коэволюционные, глубоко экологичные взаимоотношения природы и общества невозможны без соответствующей ориентации мировоззрения людей, которую мы характеризуем как эволюционно-экологическую. Осознание этого факта привело в последние годы к формированию новой образовательной парадигмы, ориентированной на вышеназванные принципы.

Свой вклад в решение этой задачи может и должна внести физика. Мы предлагаем использовать в школьном курсе физики потенциальные возможности синергетического научного направления, чьи основные идеи - нелинейность, сложность, самоорганизация, новое понимание эволюционных процессов - созвучны творческим, эволюционным, экологическим акцентам современного мировоззрения.

Во второй главе «Психолого-дидактические особенности формирования эволюционно-экологического мировоззрения у старшеклассников» проведенный анализ научно-методической и педагогической литературы (К.С. Абульханова-Славская, Л. И. Божович, Л.С. Выготский, Ю.З. Гильбух, В.В. Давыдов, А.И. Доровской, А.К. Дусавицкий, H.A. Менчинская, Д.Б. Эльконин и др.) позволил прийти к выводу: мировоззрение как система взглядов на мир и свое место в нем является новообразованием именно старшего школьного возраста. Этот же возраст особенно благоприятен для изучения новых и необычных направлений и явлений в науке.

Учебный материал, предлагаемый в данной работе, ориентирован на изучение его детьми с повышенной способностью к интеллектуальной, творческой деятельности. Исследования детской одаренности, представленные трудами отечественных (Б.М. Теплов, Н.С. Лейтес, А. Г. Петровский, A.M. Матюшкин и др.) и зарубежных (В. Штерн, А. Бине, Э. Мейман, Л. Тер-

мен, К. Кокс и др.) психологов показали, что программы и технологии обучения, составляемые для таких детей, должны иметь ряд особенностей: акцент на развитие продуктивного, творческого'мышления;

- направленность содержания материала, в первую очередь, на совершенствование способности приобретать знания,

поощрение инициативы, самостоятельности, собственной исследовательской практики;

- допустимость и даже необходимость усложнения содержания учебной деятельности за счет углубления и большей абстрактности предлагаемого материала;

- обсуждение проблем, требующих не только конвергентного, но и дивергентного мышления;

- необходимость уделять значительное внимание мировоззренческим вопросам, развитию понимания связей с другими людьми, природой, культурой и т.д.

Исследуя процесс формирования мировоззрения у школьников, мы констатируем, по крайней мере, три взаимосвязанные проблемы. Первая заключается в том, что реально большинству людей сейчас свойственен механистичный, однозначный, линейный, редукционистский стиль мышления. Вторую проблему составляет глубоко укоренившаяся, доставшаяся в наследство от ньютоно-картезианской парадигмы, нривычха к противопоставлению сознания и материи (декартовская дихотомия), человека и остальной природы, материальной и духовной сферы. И, наконец, третья - преобладание механистической, детерминистской, упрощенной физики в обучающих курсах, что ведет к постоянному воспроизведению механистических взглядов в новых поколениях. Этот вывод подтверждают результаты наших экспериментальных исследований, описанные в главе 3.

Такое положение не может быть признано удовлетворительным. В мировоззренческом плане, помимо сообщения школьникам информации, отражающей современные научные знания, мы видим задачу школы в научении эффективному, системному, холистическому, логико-диалектическому стилю мышления, обеспечивающему адекватность взаимодействия человека и мира, осознание приоритетности экологического императива.

Существенно обогатить, расширить мировоззрение, поднять его на новый качественный уровень может знакомство учащихся в доступной форме с основными положениями нового междисциплинарного научного направления, получившем название «Синергетика». Эта теория позволяет по-новому взглянуть на эволюцию, структурированность мира, основу природных процессов - самоорганизацию в сложных, нелинейных, открытых системах. Си-нергетический подход к рассмотрению самой важной для нас системы «человек - природа» с научно обоснованной необходимостью приводит к пересмотру потребительского, антропоцентричного взгляда на природу. Согласно

синергетическим, глубоко экологичным взглядам, мир -- не собрание изолированных объектов, а сеть фундаментально взаимосвязанных и взаимозависимых феноменов. Усвоение таких взглядов представляет несомненную ценность для мировоззрения современного молодого человека.

В третьей главе «Методика изучения раздела «Теплота и элементы синергетики» в углубленном курсе физики средней школы» предлагается и обосновывается структура раздела, содержательный материал по его темам, а также приводятся описание и анализ результатов педагогического эксперимента, показывающие эффективность проведенной работы.

Концептуальной методологической идеей данного раздела является развитие представлений об эволюции и самоорганизации материи, имеющих важнейшее мировоззренческое значение.

Структура учебного раздела физики («Теплота и элементы синергетики») подчинена основной идее с учетом системных свойств научного знания, отражающих присущие теориям соотношения и взаимосвязи. Порядок изложения разделов учебного курса (последовательность изучения физических теорий) соответствует логике и истории становления данного научного знания.

Структура раздела «ТЕПЛОТА И ЭЛЕМЕНТЫ СИНЕРГЕТИКИ» Равновесная термодинамика

1. Термодинамика - феноменологическая наука. Ее метод, задача, предмет. Основные понятия термодинамики: система (ТДС), ее параметры и свойства, состояние (равновесное и неравновесное). Цикл. Количество теплоты и температура. Принципы термодинамики.

2. Нулевое начало термодинамики. Температура - мера теплового равновесия, методы ее измерения, шкалы температур.

3. Уравнение состояния. Газовые законы. Идеальный газ (границы применения законов).

4. Работа газа. Количество теплоты.

5. Принцип количественной эквивалентности теплоты и работы. Опыт Джоуля. Внутренняя энергия - функция состояния системы. I начало термодинамики. Качественные различия теплоты и работы (упорядоченное и неупорядоченное движение на макроуровне).

6. Теплоемкость.

7. Применение 1-го начала термодинамики к газовым процессам. Адиабатный процесс.

8. Тепловые машины. Метод циклов. Максимальный КПД тепловых машин. Теорема Карно.

9. II начало термодинамики. Эквивалентность формулировок.

10. Энтропия. Связь энтропии с качеством энергии.

11. III начало термодинамики.

Молекулярно-кинетическая теория

1. Молекулярно-кинетическая теория, ее метод, предмет, задачи.

2. MKT идеального газа. Статистический метод. Ансамбль. Случайные величины. Вероятность. Статистическое распределение. Среднее значение. Среднее по ансамблю. Эргодическая гипотеза. Флуктуации. Броуновское движение.

3. Микропараметры и макропараметры.

4. Модель идеального газа. Основное уравнение MKT. Статистическая интерпретация температуры. Следствия из основного уравнения MKT.

5. Распределение молекул по скоростям (Максвелла). Экспериментальная проверка (опыт Штерна). Распределение Больцмана.

6. Распределение молекул по степеням свободы. Энергия газа.

7. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Энтропия в равновесии.

8. Теплота, работа, внутренняя энергия. Тепловые машины с Точки зрения MKT (на микроуровне).

9. Хаос, порядок, структура.

10. Строение вещества.

11. Равновесные фазовые переходы.

Термодинамика открытых систем вдали от равновесия

1. Предмет неравновесной термодинамики.

2. Понятие о линейной термодинамике.

3. Открытые системы и их описание с точки зрения энтропии.

4. Открытые системы в линейной области.

5. Самоорганизация открытых систем в нелинейном режиме.

6. Статус второго начала термодинамики.

Элементы синергетики

1. Обобщение выводов нелинейной термодинамики. Синергетика, ее междисциплинарность.

2. Основной вопрос синергетики. Основные понятия синергетики.

3. Спектр синергетических наук. Синергетический взгляд на Вселенную. Синергетика живых организмов. Общие выводы синергетики. Синергетическое мировидение.

Курсивом выделены те вопросы, которые автором были включены в программу школьного экспериментального курса. В указанном объеме содержания на изучение этих вопросов достаточно 12 часов. Поскольку в программах для углубленного изучения физики на тему «Термодинамика и MKT» отводится от 64 до 100 часов, то'вполне реально выделить определенный нами резерв времени. Некоторые вопросы можно вынести на семинарские занятия.

Предлагаемая структура раздела включает четыре части: равновесная термодинамика, молекулярно-кинетическая теория, термодинамика открытых систем вдали от равновесия и элементы синергетики. Все они объединены сквозной общей идеей - выход на эволюционные процессы и самоорганиза-

цию. Первые две темы - обязательные, и их содержание соответствует программе для классов с углубленным изучением физики. Мы только предлагаем сделать акцент на фундаментальных понятиях энтропии и энергии в ракурсе указанных представлений. Последние две темы являются достаточно новыми в науке, в школьном курсе они не рассматривались ранее вообще, поэтому в работе предлагается их подробное изложение на доступном для школьников уровне.

Содержание нелинейной термодинамики отобрано в соответствии с генеральной идеей - изучение самоорганизации. Переход к синергетическим вопросам естественно вытекает из обоснованного в предыдущих разделах темы факта неспособности классической науки дать удовлетворительную теорию нелинейных, неравновесных эволюционных процессов, преобладающих в природе.

Нелинейная термодинамика И. Пригожина дает ключ к объяснению явления самоорганизации, пониманию его как фундаментального природного феномена. Синергетика, разрабатывая собственные эффективные методы, делает обобщение достижений нелинейной термодинамики на системы любой физической природы (вплоть до психологических и социальных).

В предлагаемом курсе определяется место синергетики в системе наук, дается понятие ее предмета, задач, а также характеристика двух основных школ синергетического направления: брюссельской (И. Пригожин), о достижениях которой шла речь в части «Нелинейная термодинамика», и штутгартской (Г. Хакен). Штутгартская школа во главе с Г. Хакеном исходит из того, что существуют общие принципы, управляющие возникновением самоорганизующихся структур. Используя своеобразные подходы и методы, обе эти школы взаимно обогащают и дополняют друг друга. Опираясь на сформированные в предыдущих разделах темы важные для синергетики понятия, такие как: «хаос», «порядок», «энтропия», «качество энергии», «флуктуации», «самоорганизация», вводятся основные термины и принципы синергетики: «бифуркация», «катастрофа», «паттерн», «управляющие параметры», «параметры порядка», «принцип подчинения» (основная теорема синергетики), «горизонт прогнозов». Без излишней математизации, акцент делается на физическом смысле излагаемого материала, основываясь на достаточном количестве поясняющих примеров.

В итоге делается вывод - синергетика предложила свой взгляд на процесс эволюции сложных открытых систем через нарушение устойчивости под воздействием управляющих параметров. Флуктуации - запускающие механизмы процесса самоорганизации, происходящего по принципу подчинения (рис.2). Самоорганизация чрезвычайно распространена в природе, неживой и живой, является основным эволюционным механизмом. Достижения синергетики успешно используются для объяснения множества явлений в самых раз-

личных областях: физике, химии, биологии, экономике, демографии, психологии и т.д.

Рис. 2. Эволюция открытой системы

В качестве иллюстрации синергетического подхода предлагается современный взгляд на Вселенную как упорядоченную сложную сгруктуру, самоорганизовавшуюся в процессе направленной эволюции из первоначального сгустка праматерии, характеризовавшейся высокой степенью однородности; а также описание живых организмов. С точки зрения синергетики жизнь уже не противостоит «обычным» законам физики, а является их своеобразным проявлением в сильно неравновесных, нелинейных условиях.

Одним из важных вопросов мы считаем приложение синергетических подходов к проблемам экологии. Био- и ноосфера Земли переживают сейчас сложный, опасный бифуркационный период, когда чрезвычайно повышается ответственность каждого человека за свои поступки.

В заключение обсуждается общий взгляд синергетики на мироустройство, имеющий важнейшее мировоззренческое Значение, выходящий на вопросы этики, морали, решаемые, как показывает нам синергетика, в столь важном сейчас ключе сотрудничества, кооперации, при сохранении ценности индивидуальных действий, ненасильственной коэволюции человека и природы.

В параграфе 3.3. «Экспериментальное исследование влияния изучения элементов синергетики в углубленном курсе физики на формирование мировоззрения старшеклассников» приведено описание педагогического эксперимента и анализ его результатов. Мы исходили из того, что расширение рамок классической науки, введение в курс понятий современной науки (в данном случае элементов синергетики), соответствующее построение курса, представляющее целостную картину рассматриваемого предмета (теплота), должно оказать определенное влияние на миропонимание, мировоззрение учащихся. Однако выявить это влияние, на наш взгляд, достаточно трудно в силу сложности структуры мировоззрения; к тому же нельзя ожидать от сравни-

тельно небольшого курса быстрых изменений во взглядах учащихся. Тем не менее, мы попытались выявить некоторые тенденции этого процесса.

Эксперимент проводился с 1994 по 2002 годы в средних школах № № 3, 8, 11 г. Вологды, в Вологодском государственном естественно-математическом лицее (ВГЕМЛ) и Вологодском государственном педагогическом университете (ВГПУ). Всего в эксперименте принимало участие 273 учащихся 10-х - 11-х классов и 168 студентов I курса физико-математического и естественно-географического факультетов.

В ходе эксперимента решались следующие задачи:

1. Выявить мировоззренческие предпочтения учащихся.

2. Установить взаимосвязь между уровнем современных взглядов и степенью экологичности мировоззрения учащихся.

Для выявления степени экологичности мировоззрения нами был составлен специальный опросник, вопросы в нем подобраны по принципу разграничения механистических взглядов и более современных, эволюционных. Оценивание итогов анкетирования производилось согласно следующему критерию: за ответы, соответствующие механистическим взглядам, 0 баллов, за ответы, отражающие эволюционные взгляды, 1 балл. Максимальное количество баллов, которое может набрать испы туемый, 10 баллов. Поскольку ответы на вопросы 1-5 опросника соответствуют либо механистичности, детерминированности мышления, либо более широким, современным, эволюционным представлениям; а вопросы 6-10 выясняют степень экологичности мировоззрения, то существует возможность установить корреляционную зависимость (или ее отсутствие) между ответами на первую и вторую группы вопросов. Для проверки наличия (отсутствия) связи мы воспользовались методом корреляции Пирсона и получили достаточно высокий коэффициент корреляции Гху = 0,76.

Итак, первый, констатирующий этап позволил нам сформулировать следующий вывод: у школьников и большинства студентов первых курсов преобладает механистическое мировоззрение.

В процессе поискового эксперимента уточнялся объем и содержание материала, выстраивалась логика, изложения, совершенствовалась методика изучения взаимосвязи отдельных понятий и явлений, применялись разные варианты изложения на факультативах и специальных семинарах, возникла необходимость частично изменить тексты экспериментальных материалов. Педагогический обучающий эксперимент проводился с 2000 по 2002 гг. в средних школах № 3, 8 г. Вологды; ВГЕМЛ. Всего в эксперименте приняло участие 118 учащихся физико-математических классов.

Цель обучающего эксперимента заключалась в проверке эффективности предложенных в данной работе подходов к формированию экологической направленности мировоззрения по следующим параметрам:

1. Степень усвоения новых понятий и логической связи между ними. Для проверки этой позициям был предложен тест. Вопросы касались понятий и их функциональных взаимосвязей, на которые был сделан акцент именно в предлагаемом курсе «Теплота и элементы синергетики»;

2. Расширение мировоззрения: усвоение современных взглядов на эволюцию природы; осознание ценности, неравновесности, сложности, открытости подавляющего большинства природных процессов, разнообразия природы. Для выявления сдвигов мировоззрения в указанном направлении ученикам предлагалось сделать выбор в некоторых сложных ситуациях, спрогнозировать дальнейшее развитие (вышеуказанный опросник). Задания предлагались дважды - до изучения курса, и после. Временной интервал между опросами составил полгода;

3. Изучение нелинейных, неоднозначных, неустойчивых процессов, характерных для синергетики, могло бы помочь снять у учащихся психологический барьер перед неприятием недоопределенных, неоднозначных задач. Для выяснения такого предполагаемого эффекта учащимся предлагались контрольные задания, содержащие как задачи с точно заданными условиями (5 задач), так и задачи с недоопределенными условиями (5 задач). Учащимся предлагалось решить пять любых задач из десяти предложенных. Все задачи в балловом эквиваленте были одинаковыми. Контрольные такого рода давались дважды: до изучения курса «Теплота и элементы синергетики» и после его изучения. Анализ результатов проводился по факту выбора недоопределенных задач до и после изучения раздела. Нас интересовало, повлияет ли, и каким образом, изученный новый курс на развитие дивергентного типа мышления.

Исследования эффекта экспериментального обучения показали:

1. Данный материал вполне адаптирован для школьников и достаточно успешно усваивается ими. По результатам теста средний балл 6,8 из 10.

2. Знакомя учащихся с современными немеханистическими методами в изучении природы, излагая современные взгляды на организацию, структуру, эволюцию природных феноменов, мы тем самым достигаем повышения эко-логичности мировоззрения. Это показывают результаты тестирования (опросник), полученные после изучения темы (диаграмма 1).

3. В ходе эксперимента была подтверждена статистическая гипотеза о корреляции уровня современного знания учащихся и степенью экологичное™ мышления (коэффициент корреляции Пирсона гху = 0,7).

4. Изученный курс способствует снятию психологического барьера перед задачами открытого типа с недоопределенными условиями. Эксперимент проводился с предварительным и итоговым тестированием в экспериментальной (30 человек) и контрольной (25 человек) группах. Учащиеся не знали о характере проводимого оценивания результатов тестирования. Результаты эксперимента приведены в таблице 2.

Диаграмма 1. Распределение учащихся по количеству набранных баллов в сравнении до и после обучающего эксперимента.

38* 38.в%

1 23458789 10

баллы

□ до обучения ■после обучения

Таблица 2

Распределение учащихся по количеству выбранных «открытых» задач в контрольной и экспериментальной группах.

Количество Количество Количество Количество Количество

«открытых» учащихся, учащихся, учащихся, учащихся,

задач выбрагпих выбравших выбраших выбраших

«открытые» «открытые» «открытые» «открытые»

задачи до задачи после задачи до задачи до

проведения проведения проведения проведения

эксперимента эксперимента эксперимента эксперимента

в контрольной в контрольной в эксперимен- в эксперимен-

группе группе тальной тальной

группе группе

0 задач 16 13 19 6

1 задача 8 10 9

2 задачи 1 2 2 10

3 задачи 0 0 0 5

4 задачи 0 0 0 1

5 задач 0 0 0 0

Показателем эффекта служит разность между изменениями среднего значения количества выбранных «открытых» задач, приходящегося на одного человека, в контрольной и экспериментальной группах. В данном исследовании этот показатель равен 0,94.

Таким образом, на основе результатов проведенного исследования можно утверждать, что предлагаемый вариант курса способствует экологизации

мировоззрения, а также снятию психологического барьера перед задачами открытого типа.

В «Заключении» сформулированы выводы, полученные в результате исследования:

1. Анализ изменения представлений о научной картине мира за последние полвека приводит к заключению о происходящих фундаментальных сдвигах в научной парадигме. Механистическая концепция уступает место более современному миропониманию, где акцент переносится с вещей на связи между ними, редукционизм заменяется системным, холистическим взглядом на природу, аналитические методы дополняются синтетическими, приходит понимание того, что линейные процессы в изолированных системах, которые преимущественно рассматривала классическая наука, - слишком большое упрощение. С усложнением связей человека и природы, внутри человеческого общества, происходящих на наших глазах, линейное приближение перестает быть приемлемым допущением.

2. Одним из фундаментальных достижений последнего времени является введение в науку и осмысление феномена самоорганизации, появление и успешное развитие синергетического междисциплинарного направления в науке, изучающего этот феномен в системах различной физической природы. Подходы и логика, свойственные синергетике, существенно расширяют мировоззрение, делают его более экологичным в широком смысле слова, т.е. более адекватно отражающим реальные отношения человека и природы, что жизненно важно на нынешнем критическом этапе развития человечества. Формирование таких качеств мировоззрения - важнейшая, необходимейшая задача образования, которая, надо признать, решается пока неудовлетворительно.

3. Предложенная структура курса «Теплота и элементы синергетики» для профильных физико-математических классов логично включает подходы синергетики в основной курс, используя в качестве базы традиционные темы «Термодинамика» и «Молекулярно-кинетическая теория», что позволяет:

- расширить и конкретизировать классические понятия и представления, показать их ограниченность при объяснении естественных эволюционных процессов;

- логически обоснованно обратиться к изучению нелинейных, неравновесных природных процессов, выяснить условия их протекания и эволюционные тенденции, весьма отличающиеся от классического описания и моделей;

- естественно подойти к описанию свойственного природе фундаментального феномена - самоорганизации, без понимания которого сейчас невозможно говорить о развитии, эволюции процессов, образовании новых форм и структур ни в природе, ни в обществе.

4. Предложенный в работе содержательный и методический материал вполне адаптирован для старших школьников:

- изложены основные принципы и понятия синергетического подхода, приведено большое количество примеров из области астрономии, биологии, экологии;

- особое внимание уделено мировоззренческим аспектам синергетики: роли кооперативных и индивидуальных действий, общей логике эволюционных процессов, поведению систем вблизи точек бифуркации, принципиальному наличию горизонта прогноза явлений, отсутствию абсолютной детерминированности в мире, эффективности малых, но правильно в пространстве и времени организованных воздействий и т.д.

5. Проведенный педагогический эксперимент показал целесообразность и эффективность разработанной методики. Обсуждение предлагаемых вопросов вызывает значительный интерес у учащихся, способствует переориентации их мышления в сторону осознания своего реального места в природе как части общей системы «человек - природа».

Мы считаем, что работа в этом направлении должна быть продолжена: возможности учебного курса позволяют успешно использовать современные научные нелинейные, синергетические, эволюционные представления и в других разделах физики. Важно учить молодое поколение мыслить с помощью современных моделей и логики. От этого в конечном итоге зависит в дальнейшем судьба человечества.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Механизмы работы мозга и их влияние на учебный процесс (в курсе физики)// Образование на рубеже III тысячелетия: Материалы межвузовской научно-методической конференции. - Вологда: ВоГТУ, 2000. - С. 131-132 (в соавторстве).

2. Разработка моделей как прием измерения качества процесса обучения // Измерения в системе образования и управление качеством образования: Материалы региональной научно-практической конференции. - Вологда: ВИРО, 2001,- С.107-108.

3. Формирование мировоззрения и современная научная парадигма// Теория и практика психологии образования: Материалы 2-й российской научной конференции / Под ред. С. П. Иванова. - Смоленск: СПГУ, 2002. - С. 179 - 181 (в соавторстве).

4. Формирование современного научного мировоззрения и образование// Теория и практика психологии образования: Материалы 2-й российской научной конференции / Под ред. С. П. Иванова. - Смоленск: СПГ"У, 2002. - С. 182 - 187 (в соавторстве).

5. Термодинамика неравновесных процессов и элементы синергетики: Учебное пособие к спецкурсу для студентов физических, физико-

математических, естественно-географических факультетов педвузов. - Вологда: Русь, 2003 - 38 с.

Подписано в печать 08.04.2003 Объем 1,3 п.л. Формат 60 х 80 7)6 Бумага типографская Тираж 120 экз. Отпечатано в тип. Облкомстага по адресу: Козленская, 40 Заказ 540

/ч.

2 б 93 5

а 1

i i

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Якимова, Елена Борисовна, 2002 год

Введение.

I. ОБЩЕНАУЧНАЯ ПАРАДИГМА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА МИРОВОЗЗРЕНИЕ

1.1. Необходимость изменения механистического парадигмального сознания на современном этапе развития общества.

1.2. Соотношение общенаучной и физической парадигмы.

1.3. Ньютоно-картезианская парадигма.

1.4. Формирование новой физической парадигмы.

1.5. Проблема формирования экологической направленности мировоззрения в рамках новой педагогической парадигмы.

Выводы по главе 1.

II. ПСИХОЛОГО-ДИДАКТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭВОЛЮЦИОННО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МИРОВОЗЗРЕНИЯ У СТАРШЕКЛАССНИКОВ

2.1. Психологические аспекты формирования мировоззрения старшеклассников

2.2. Формирование научного мировоззрения в процессе школьного физического образования.

2.3. Основные дидактические принципы в контексте формирования эволюционно-экологического мировоззрения.

Выводы по главе II.

III. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА «ТЕПЛОТА И ЭЛЕМЕНТЫ СИНЕРГЕТИКИ» В УГЛУБЛЕННОМ КУРСЕ ФИЗИКИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

3.1. Концепция построения курса «Теплота и элементы синергетики», структура курса и ее обоснование.

3.1.1. Равновесная термодинамика.

3.1.2. Молекулярно-кинетическая теория.

3.1.3. Термодинамика открытых систем вдали от равновесия

3.1.4. Элементы синергетики.

3.2. Изложение основных концептуальных вопросов темы «Теплота и элементы синергетики».

3.2.1. Равновесная термодинамика.

3.2.2. Молекулярно-кинетическая теория.

3.2.3. Термодинамика открытых систем вдали от равновесия.

3.2.4. Элементы синергетики.

3.3. Экспериментальное исследование влияния изучения элементов синергетики в углубленном курсе физики на формирование мировоззрения старшеклассников.

Выводы по главе III.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Формирование эволюционно-экологического мировоззрения у старшеклассников в процессе обучения физике на основе синергетической концепции"

На современном этапе цивилизационное развитие человечества достигло критической фазы; в последнее время кризисные явления приняли глобальный характер. Выявилась и слабая подготовленность общества к жизни в условиях сложных нелинейных взаимоотношений, быстрых скачкообразных перемен, конфликтных ситуаций.

Причина такого положения дел состоит не в научной или технической отсталости - современные технологии позволяют успешно решать сложнейшие практические задачи. Суть проблемы - в неадекватном сегодняшним реалиям мировоззрении, мышлении большинства людей.

Миропонимание и деятельность людей определяются в основном традициями механистической науки, хорошо описывающей область средних измерений, линейных связей, жестко детерминированных явлений. Сейчас, когда человечество реально находится в ситуации сложных, нелинейных, вероятностных процессов, классическая наука больше не может являться достаточным базисом для современного мировоззрения.

Выход из критической для человеческого общества ситуации следует искать не в дальнейшей экспансии технократической цивилизации, которая исчерпала свой прогрессивный ресурс, а на пути выработки новых ориентиров развития, новых ценностей и формирования в массовом порядке более удовлетворительного на современном этапе мировоззрения. Важнейшую роль в формировании мировоззрения человека играет образование. Вот почему образование должно сейчас нести не только традиционную функцию передачи социального опыта, но в большей степени и опережающую, превентивную функцию - подготовку человека к жизни в эпоху кризисов. В конечном итоге именно качество мировоззрения способно определить дальнейшую судьбу человечества.

Исходя из этого, образование должно сместить акценты в сторону большей целостности, гуманизации, экологичности. На смену репродуктивному образованию должно придти творческое овладение знанием, включающее в себя не только освоение мира, но и формирование экологического отношения к нему.

Новое миропонимание и соответствующее ему мировоззрение наиболее адекватно можно охарактеризовать как эволюционно-экологическое, что подразумевает понимание и принятие следующих положений:

Влияние современной науки на миропонимание, мироустройство выражается в пересмотре наших взглядов на Вселенную и нашего отношения к ней, так как затрагивает и образ мышления, и культуру в целом. Философской основой формирования новой экологической картины мира и соответствующего мировоззрения становятся сегодня идеи в области эволюции. Изучением сложных нелинейных систем, свойственной им способности к самоорганизации, их эмерджентных свойств занимается весьма успешно развивающееся в последнее время междисциплинарное научное направление, известное как «Синергетика».

Сложившаяся система школьного образования включает значительный объем естественнонаучных знаний, формирование которых осуществляется в процессе изучения отдельных предметов. Общий объект изучения - Природа - остается «расчлененным» между отдельными предметами. Следствием этого разграничения являются фрагментарность видения реальности, ее деформация, что не позволяет человеку адекватно реагировать на обостряющийся экологический кризис, девальвацию нравственных норм, нестабильность политических и экономических ситуаций.

Мировоззренческий потенциал синергетики возможно и необходимо использовать при изучении школьных курсов и, в частности, физики, что способствует значительным качественным сдвигам в мировоззрении учащихся в направлении лучшего понимания процесса эволюции человека и природы, большей экологичности. В этом контексте особое значение имеет работа с детьми, обладающими повышенными интеллектуальными и творческими способностями, проявляющими интерес к естественным наукам (учащиеся профильных физико-математических классов, естественно-математических лицеев и т.п.).

Таким образом, актуальность исследования и его новизна определяется:

- потребностью в конкретном изменении содержания школьного курса физики, направленном на приведение его в соответствие с современным пониманием физической картины мира, научно обоснованной коэволюции человека и природы.

Объект исследования - формирование мировоззрения у старшеклассников в процессе физического образования.

Предметом исследования является процесс формирования эволюцион-но-экологического мировоззрения у старшеклассников при изучении синер-гетической концепции в курсе физики.

Не претендуя на всеобъемлющее решение данной проблемы, автор считает, что для лучшего формирования адекватного понимания мироустройства у учащихся, выявления межпредметных взаимосвязей, внутренней логики и возможностей научного способа познания мира основные достижения новой науки должны включаться непосредственно в курсы соответствующих предметов.

Исходная гипотеза может быть представлена следующими положениями:

Из цели и гипотезы вытекают следующие задачи исследования:

1. Обосновать необходимость изменения существующего механистического парадигмального сознания на современном этапе развития общества. Определить роль и место синергетической концепции в современном понимании физической картины мира.

2. Проанализировать содержание существующих программ для углубленного изучения физики в мировоззренческом аспекте.

При проведении исследования использовались следующие методы:

• Теоретические: изучение состояния исследуемой проблемы в научных, научно-методических работах по синергетике и практике обучения физике; научно-методический анализ содержания программ, концепций школьного физического образования, учебной и методической литературы по теме исследования;

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивались исходными теоретическими положениями, адекватностью избранных целям и задачам работы методик, системным подходом к описанию и изучению объекта исследования, положительными результатами экспериментальной проверки разработанной программы в условиях реального учебного процесса по физике в профильных классах средней общеобразовательной школы и лицее.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования:

2. Теоретически обоснована необходимость введения элементов синер-гетических подходов в содержание современного курса физики, что способствует формированию нового взгляда на мир, его взаимосвязи и место человека в нем;

3. Разработаны концепция построения курса «Теплота и элементы синергетики», его структура на основе логически обоснованного включения в нее наряду с традиционными разделами «Термодинамика» и «Молекулярно-кинетическая теория» нового раздела «Элементы синергетики». Это позволило значительно обогатить и расширить кругозор учащихся, добиться более адекватного современным требованиям качества мировоззрения.

Практическая значимость исследования заключается в том, что:

2. Разработаны методические рекомендации преподавателям физики профильных физико-математических классов средних общеобразовательных заведений: школ, гимназий и лицеев;

3. Материалы диссертации могут быть использованы в работе школьных методических объединений учителей физики и преподавателей теории и методики физики.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись посредством обсуждения на кафедре общей физики и астрономии В ГПУ, в докладах на всероссийских научных, научно-практических и научно-методических конференциях: «Традиции и новаторство в современной школе» (2-3 декабря 1997, г. Вологда), «Образование на рубеже III тысячелетия» (24 мая 2000 г., г. Вологда), «Измерения в системе образования и управление качеством образования» (2001 г., Вологда), «Теория и практика психологии образования» (27-28 сентября 2002 г., Смоленск), в учебном процессе средних школ № № 3,8, 11 г. Вологды, в практике преподавания в Вологодском государственном естественно-математическом лицее, на физико-математическом и естественно-географическом факультетах Вологодского государственного педагогического университета.

На защиту выносятся:

1. Концепция построения в рамках углубленного курса физики общеобразовательной школы раздела «Теплота и элементы синергетики», нацеленная на формирование эволюционно-экологического мировоззрения. Синерге-тический подход дает научное обоснование необходимости эволюционно-экологического мировоззрения. Введение в курс физики основных понятий и подходов синергетики позволяет расширить взгляд учащихся на мир и сформировать более адекватное современным реалиям мировоззрение.

- преемственностью классической физики и новых синергетических взглядов;

- системным подходом: содержание темы представляет собой единый блок логически связанных разделов «Термодинамика», «Молекуляр-но-кинетическая теория» и «Элементы синергетики»;

- выходом на междисциплинарный уровень (приложение синергети-ческого подхода к вопросам строения Вселенной, биологии, экологии).

Структура диссертации определена логикой и последовательностью решения поставленных задач. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложений.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы по главе Ш.

Содержание главы 3 данной работы основано на материалах многочисленной научной, методической и учебной литературы [5, 7, 46, 57, 64, 65, 67, 69, 98, 119-121, 129, 157, 159, 160, 162, 164, 166, 171 и др.], а также практической работе автора с одаренными детьми. Глава 3 посвящена изложению методики изучения и содержания курса «Теплота и элементы синергетики» с выходом на современные взгляды нелинейной термодинамики.

• Синергетическая часть курса отражена достаточно подробно, т.к., хотя отдельные вопросы этой направленности встречаются в ряде литературных источников, целостного изложения подобного блока нам не встречалось.

В главе 3, на наш взгляд, показана возможность построения такого курса «Теплота», который позволяет естественно подвести учащихся к необходимости расширения взглядов, свойственных более ранней классической науке, логично включить непосредственно в учебный курс основные понятия и принципы, отражающие взгляды, характерные для современной формирующейся научной парадигмы. Продемонстрированы пути конкретной реализации в курсе «Теплота и элементы синергетики» задач, поставленных в главах 1 и 2, а именно:

- в связи с появлением в науке новых фундаментальных открытий и теорий, образование, построенное, и по сей день, в основном на механисти

Ь ческой, детерминистической парадигме, обязано предложить подрастающему поколению более адекватные сегодняшним реалиям взгляды и подходы. Одним из путей, позволяющих, на наш взгляд, формировать соответствующее современным потребностям мировоззрение, может служить изучение воззрений мощно развивающегося и успешного междисциплинарного направления - синергетики;

- с этой целью была разработана специальная структура курса «Теплота

I и элементы синергетики», включающая и традиционные для этого раздела физики темы «Термодинамика» и «Молекулярно-кинетическая теория». Автор ставил перед собой задачу найти в традиционно изучаемых темах логические подходы к введению новых понятий («качество энергии», «хаос», «порядок», «структура»), которые с одной стороны углубляют уже известные понятия и положения теории теплоты, а с другой стороны, подготовляют переход к постановке новых проблем, не решаемых классической термодинамикой;

- в рассматриваемой теме показано, что проблема эволюции природных процессов, находит решение только в области нелинейной термодинамики, основы которой изложены в соответствующем разделе. Основным выводом нелинейной термодинамики является выявление фундаментальной роли процессов самоорганизации в природе. Изложены условия, при которых возможна самоорганизация. Приведены конкретные примеры описания процессов самоорганизации с точки зрения термодинамики;

- понятие самоорганизации, данное в разделе нелинейной термодинамики с точки зрения энтропии, позволило логично перейти к синергетиче-скому описанию этого фундаментального феномена с помощью параметров порядка. Не претендуя на решение абсолютно всех проблем, синергетика доказала свою полезность и эффективность во многих областях человеческой деятельности. Взгляды синергетики, изложенные в главе 3, во многом отличаются от преобладавших ранее механистических, поскольку дают возможность ориентироваться в сложных неоднозначных, нелинейных ситуациях, позволяют делать реальные прогнозы, рассчитывать возможные варианты развития процессов, более успешно управлять ими. Осознание реальных сложных взаимозависимостей в мире, значимости, казалось бы, малых взаимодействий, имеющих подчас огромные последствия, вынуждают задуматься о своем положении в мире как части огромной сложноорганизованной системы, о своих взаимоотношениях с природой и другими людьми, об эко-логичности своего сознания и поведения;

- на наш взгляд, уникальность синергетики в том, что она не только решает задачи конкретных наук (в том числе физики), но и дает более общий взгляд на мироустройство, выходит на вопросы психологии, этики, морали и решает их в столь важном сейчас ключе сотрудничества, кооперации, при сохранении ценности индивидуальных действий, ненасильственной коэволюции человека и природы;

- методическая и педагогическая ценность взглядов, представленных в главах 1 и 3, несомненна. В структуре курса реализован системный подход: все разделы составляют единое целое, и результаты предыдущих являются основой для последующих. Как показала практика, все материалы могут реально использоваться при изучении темы в углубленном курсе физики средней школы. i к

Заключение

Анализ изменения представлений о научной картине мира за последние полвека приводит к заключению о происходящих фундаментальных сдвигах в научной парадигме. Ньютоно-картезианская механистическая концепция уступает место более современному миропониманию, где акцент переносится с вещей на связи между ними, редукционизм заменяется системным, холистическим взглядом на природу, аналитические методы дополня-i ются синтетическими, приходит понимание того, что линейные процессы в изолированных системах, которые преимущественно рассматривала классическая наука - слишком большое упрощение. С усложнением связей человека и природы, внутри человеческого общества, происходящих на наших глазах, линейное приближение перестает быть приемлемым допущением. Человек должен учиться мыслить в нелинейных, неравновесных моделях.

Одним из фундаментальных достижений последнего времени является введение в науку и осмысление феномена самоорганизации, появление и успешное развитие синергетического междисциплинарного направления в науке, изучающего этот феномен в системах различной физической природы. Подходы, логика, свойственные синергетике, существенно расширяют мировоззрение, делают его более экологичным в широком смысле слова, т.е. более адекватно отражающим реальные отношения человека и природы, что ^ жизненно важно на нынешнем критическом этапе человечества. Формирование таких качеств мировоззрения - важнейшая, необходимейшая задача образования, которая, надо признать, решается пока неудовлетворительно.

В данной работе обобщен опыт автора по введению элементов синергетики в школьный курс физики для профильных физико-математических классов. Предложенная структура курса «Теплота и элементы синергетики» логично включает подходы синергетики в основной курс, используя в качестве базы традиционные темы «Термодинамика» и «Молекулярно кинетическая теория», что позволяет:

- расширить и конкретизировать классические понятия и представления, ^ показать их ограниченность при объяснении естественных эволюционных процессов;

В работе предложен содержательный и методический материал на доступном для старших школьников уровне - изложены основные принципы и понятия синергетического подхода, приведено большое количество примеров из области астрономии, биологии, экологии. Особое внимание уделено мировоззренческим аспектам синергетики: роли кооперативных и индивидуальных действий, общей логике эволюционных процессов, поведению систем в близи точек бифуркации, принципиальному наличию горизонта прогноза явлений, отсутствию абсолютной детерминированности в мире, эффективности малых, но правильно в пространстве и времени организованных, воздей-§ ствий и т.д. Как показала практика, обсуждение таких вопросов вызывает значительный интерес у учащихся, способствует переориентации их мышления в сторону осознания своего реального места в природе, как части общей системы «человек - природа». Такая экологизация сознания более адекватна современным представлениям о преобладании нелинейных связей в природе, нежели превалировавшие ранее отделение друг от друга и даже противопоставление человека и природы, характерное для механистического линейного миропонимания.

Мы считаем, что работа в этом направлении должна быть продолжена: возможности учебного курса позволяют успешно включать и использовать современные научные нелинейные, синергетические, эволюционные представления и в других разделах физики. Очень важно учить молодое поколение мыслить в более современных моделях и логике. От этого в конечном итоге зависит дальнейшем судьба человечества.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Якимова, Елена Борисовна, Вологда

1. Абрамова Г.С. Возрастная психология: Учебник для студентов вузов / Г. С. Абрамова. - М.: Академический Проект, 2001. - 704 с.

2. Абульханова-Славская К.С. Развитие личности в процессе жизнедеятельности / К.С. Абульханова-Славская // Психология формирования и развития личности- М., 1982-С. 19-45.

3. Амонашвили Ш. А. Размышления о гуманной педагогике / Ш.А. Амо-нашвили.-М., 1996.

4. Амосов Н.М. Энциклопедия Амосова: Алгоритм здоровья / Н. М. Амосов. М.: ACT; Донецк: Сталкер, 2002. - 590 с.

5. Арнольд В.И. Теория катастроф / В.И. Арнольд. М.: Наука, 1990-128с.

6. Аршинов В.И. Синергетическое знание: между сетью и принципами/ В.И. Аршинов, В.Э. Войцехович //Синергетическая парадигма: Многообразие поисков и подходов / Отв. ред. В.Д. Аршинов.- М.: Прогресс-Традиция, 2000,-С. 107-120.

7. Базаров И.П. Термодинамика / И.П. Базаров М.: Высшая школа, 1991. - 376 с.

8. Бейтсон Г. Ангелы страшатся / Грегори Бейтсон.- М.: Технологическая школа бизнеса, 1994,- 216с.

9. Бейтсон Г. Экология разума: Избранные статьи по антропологии, психиатрии и эпистемологии / Грегори Бейтсон. М.: Смысл, 2000. - 476 с.

10. Бергер Н. М. Развитие статистических представлений в молекулярной физике / Н. М. Бергер // Физика в школе. 1993. - №5. - С. 38-42.

11. Берне Р. Развитие Я концепции и воспитание / Р. Берне - М.: Прогресс, 1986.-422 с.

12. Беспалько В. П. Слагаемые педагогических технологий / В. П. Беспаль-ко М.: Педагогика, 1989. - 192 с.

13. Бессараб М. Я. Ландау: Страницы жизни / М.Я. Бессараб. М.: Москов-' ский рабочий, 1978. - 232 с.

14. Блинников JI. В. Великие философы: Учебный словарь-справочник / JI. В. Блинников,-М.: Логос, 1997.-432 с.

15. Богин И. Бог. Вселенная. Смысл / И. Богин. М.: Беловодье, 2000 - 736 с.

16. Божович Л И. Личность и ее формирование в детском возрасте / Л. И.

17. Божович М: Просвещение, 1968. - 464 с.

18. Большая Советская Энциклопедия: в 30-ти томах. Т. 16 М.: Советская Энциклопедия, 1974.-616 с.

19. Борисенков В. П. Школа России: прошлое и будущее/ В. П. Борисенков //Педагогика,- 1994,-№4,- С. 10.

20. Бочкарев А.И. Проектирование синергетической среды в образовании: (На примере курса «Концепции современного естествознания»): Авто-реф. дис. д-ра пед. наук/ А.И. Бочкарев. М., 2000.-52 с.

21. Буданов В.Г. Трансдисциплинарное образование, технологии и принципы синергетики/ В.Г. Буданов //Синергетическая парадигма: Многообразие поисков и подходов / Отв. ред. В.Д. Аршинов М.: Прогресс-Традиция, 2000.- С. 285 - 304

22. Бузова О.В. Моделирование интегративных курсов естественнонаучных I дисциплин: (Интегративный курс «Электромагнитная экология» в ср.школе): Автореф. дис. канд. пед. наук/ О.В. Бузова.- М., 2000.-20 с.

23. Бурлачук Л.Ф. Словарь-справочник по психодиагностике / Л.Ф. Бурла-чук, С.М. Морозов. СПб.: Питер, 2001 - 528 с.

24. Бутиков Е.И. Физика: Учеб. пособие в 3 кн.: Кн.З: Строение и свойства вещества / Е.И. Бутиков, А.С. Кондратьев, В.М. Уздин М.: ФИЗМАТ-ЛИТ, 2000 - 336 с.

25. Важаевская Н.Е. Развитие диалектического мышления как условие формирования современного научного мышления учащихся / Н.Е. Важаевская //Физика в школе.- 1991.-№5,- С. 38-39.

26. Возрастные и индивидуальные особенности младших подростков / Под ред. Д.Б. Эльконина, Т.В.Драгуновой- М.: 1967. 360 с.

27. Володарский В.Е. Учебные задачи и задания, помогающие овладеть методами познания / В.Е. Володарский //Физика в школе 1994.-№2- С. 41-45.

28. Волькенштейн М. В. Энтропия и информация / М.В. Волькенштейн. — 4 М.: Наука. Гл. ред. физ- мат. лит., 1986. -192 с.

29. Выготский J1.C. Собрание сочинений. Т. 3 .- М.: Педагогика, 1982. -432 с.

30. Гейзенберг В. Теория единого поля / В. Гейзенберг // От многообразия к единству (дискуссия): Эйнштейновский сборник: 1969 1970- М.: Наука, 1970.-С. 91-98.

31. Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики / Я.М. Гельфер. М.: Высшая школа, 1981 - 536 с.

32. Гильбух Ю.З. Умственно одаренный ребенок: Психология, диагностика, педагогика / Ю.З. Гильбух. Киев: РОВО Укрвузполиграф, 1992. - 84с.

33. Голубева Э.А. Способности и индивидуальность / Э.А. Голубева. М., 1993.

34. Грачева В.И. Педагогические условия формирования экологических убеждений как компонента научного мировоззрения учащихся: Авто-реф. дис. . канд. пед. наук -Самара, 2000 18 с.

35. Григорьева Т.П. Синергетика и Восток/ Т.П.Григорьева // Синергетиче-ская парадигма: Многообразие поисков и подходов / Отв. ред. В.Д. Ар-шинов.- М.: Прогресс-Традиция, 2000- С. 215 242.

36. Гроф С. За пределами мозга: Рождения, смерть и трансценденция в психотерапии /Станислав Гроф. М.: ACT, 2001. - 504 с.

37. Гроф С. Психология будущего / Станислав Гроф. М.: ACT, 2001. - 476 с.

38. Гроф С. Путешествие в поисках себя / Станислав Гроф. М.: Институт трансперсональной психологии, 2001.- 336 с.

39. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения: Опыт теоретического и экспериментального психологического исследования / В.В. Давыдов. -М.: Педагогика, 1986.-240 с.

40. Де Бройль JL Революция в физике. (Новая физика и кванты)/ Луи де Бройль.-М.: Атомиздат, 1965.-231 с.

41. Девятко И. Ф. Методы социологического исследования / И.Ф. Девятко. -Екатеринбург: Уральский университет, 1998. 208 с.

42. Декларация // Экологическая культура и образование: Опыт России и Югославии / Под ред.С.Н. Глазачева, В.И. Данилова Данильяна, Да-нило Ж. Марковича. - М., 1998. - С. 3 - 10.

43. Демин В.Н. Тайны биосферы и ноосферы / В. Н. Демин- М.: Вече, 2001.-363 с.

44. Доровской А.И. Сто советов по развитию одаренности детей / А.И. До-ровской М.: Российское педагогической агентство, 1997. -310 с.

45. Дубровина И.В., Акимова М.К. Рабочая книга школьного психолога / Под ред. И.В. Дубровиной. -М.: Просвещение, 1991. 303 с.

46. Дусавицкий А.К. Развитие личности в учебной деятельности / А.К. Ду-савицкий. М.: Дом педагогики, 1996. - 208 с.

47. Дыбов A.M. Концепции современного естествознания / A.M. Дыбов, В.А. Иванов. Ижевск: Удмуртский университет-1999 - 320 с.

48. Ефименко В.Ф. Методологические вопросы школьного курса физики / В.Ф. Ефименко. М.: Педагогика, 1976. - 224 с.

49. Жигалов Ю.И. Концепции современного естествознания / Ю.И. Жигалов. М.: Гелиос АРВ, 2002. - 272 с.

50. Загвязинский В. И. Методология и методика дидактического исследования / В. И. Загвязинский. М.: Педагогика, 1982.- 208 с.

51. Зворыкин Б. С. Методика преподавания физики в средней школе: Молекулярная физика. Основы электродинамики / Б. С. Зворыкин. М.: Просвещение, 1975. - 275 с.

52. Зоммерфельд А. Пути познания в физике: Сборник статей / Арнольд Зоммерфельд. М.: Наука, 1973.-318 с.

53. Зорина Л.Я. Дидактические основы формирования системности знаний старшеклассников / Л.Я. Зорина. М.: Педагогика, 1979. - 129 с.

54. Изучение физики в школах и классах с углубленным изучением предмета. 4.1: Методич. рекомендации / Сост. А. Д. Глейзер.- М., 1991.

55. История зарубежной психологии. 30-60 годы XX века: Тексты / Под ред. П.Я. Гальперина, А.И.Ждан. М.: МГУ,1986. - С. 232-293.

56. Кабардин О.Ф. Физика: Учеб. для 10 кл. шк. и кл. с угл. изучением физики / О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов, Э.Е. Эвенчик; Под ред. А.А. Пинского. 6-е изд. - М.: Просвещение, 2001. - 415 с.

57. Калмыкова 3. И. Психологические принципы развивающего обучения / 3. И. Калмыкова М.: Знание, 1979 - 48 с.

58. Капица С.П. Синергетика и прогнозы будущего / С.П. Капица, С.П. Кур-дюмов, Г.Г. Малинецкий. 2-е изд.- М.: Эдиториал УРСС, 2001.- 288 с.

59. Капра Ф. Дао физики: Исследование параллелей между современной физикой и мистицизмом востока / Фритьоф Капра. СПб.: ОРИС, ЯНА-ПРИНТ, 1994.-304 с.

60. Капра Ф. Паутина жизни: Новое научное понимание живых систем / Пер. с англ. под ред. В.Г. Трилиса К.: София; М.: ИД Гелиос, 2002.336 с.

61. Капра Ф. Уроки мудрости: разговоры с замечательными людьми / Фритьоф Капра. М.: Трансперсональный Институт, 1996 - 318 с.

62. Касьян А. А. Контекст образования: Наука и мировоззрение: Монография / А.А. Касьян Нижний Новгород: НГПУ, 1996. - 184 с.

63. Кикоин А.К. Молекулярная физика / А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. М.: Наука, 1976.-480 с.

64. Кикоин А.К. Физика, учебник 10 класса школ (классов) с углубленным изучением физики / А.К. Кикоин, И.К. Кикоин, С .Я. Шамаш, Э.Е. Эвен-чик. М.: Просвещение, 1992. - 256 с.

65. Климонтович Н. Ю. Без формул о синергетике / Н.Ю. Климонтович. -Минск: Вышейшая школа, 1986. -223 с.

66. Климонтович Ю. JI. Турбулентное движение и структура хаоса: Новый подход к статистической теории открытых систем / Ю.Л. Климонтович. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат литературы, 1990. - 320 с.

67. Князева Е.Н. Синергетический вызов культуре / Е.Н. Князева // Синер-гетическая парадигма: Многообразие поисков и подходов / Отв. ред. В.Д. Аршинов- М.: Прогресс-Традиция, 2000 С. 243-261.

68. Князева Е.Н. Интервью с Г. Хакеном / Е.Н. Князева // Вопросы философии,-2000,-№3,-С. 53-61.

69. Князева Е.Н. Антропный принцип в синергетике/ Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов // Вопросы философии 1997- №3- С. 62 - 79.

70. Князева Е.Н. Синергетика как новое мировидение: диалог с И. Приго-жиным / Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов // Вопросы философии. 1992-№12.-С. 3-20.

71. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетическое расширение антропного принципа / Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов // Синергетическая парадигма: Многообразие поисков и подходов / Отв. ред. В.Д. Аршинов М.: Прогресс-Традиция, 2000,- С. 80 -106.

72. Колесникова И.А. Педагогические цивилизации и их парадигмы/ И.А. Колесникова // Педагогика.- 1995. № 6 - С.84 - 89.

73. Кон И.С. Психология ранней юности: Кн. для учителя/ И.С. Кон. М.: Просвещение, 1989. - 255 с.

74. Концепция естественнонаучного образования в 12 летней школе // Физика в школе,- 2000. №3. - С. 16-20.

75. Корнетов Г. Б. Парадигмы базовых моделей образовательного процесса/ Г.Б. Корнетов // Педагогика,- 1999.- №3- С. 43-49.

76. Краткая философская энциклопедия,- М.: Прогресс, 1994,- 756 с.

77. Крысько В.Г. Психология и педагогика в схемах и таблицах: Учебно-методическое пособие / В.Г. Крысько Минск: Харвест, 1999, - 384 с.

78. Кузнецов И.В. Избранные труды по методологии физики/ И.В. Кузнецов. М.: Наука, 1975. - 296 с.

79. Кун Т. Структура научных революций/ Томас Кун. М.: ООО ACT, 2002,- 608 с.

80. Ланина И. Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики / И .Я. Ланина,- Л.: ЛГПИ им. Герцена, 1977. 91 с.

81. Лауэ М. Статьи и речи / Макс Лауэ,- М.: Наука, 1994- 367 с.

82. Левитан Е.П. Эволюционирующая Вселенная: Кн. для уч-ся 10-11 кл./ Е.П. Левитан-М.: Просвещение, 1993 157 с.

83. Лешуков А.П. Эволюция физической картины мира в контексте концепций неравновесных процессов: Учеб. пособие к спецкурсу для студентов физических и физико-математических факультетов педвузов / А.П. Лешуков Москва-Вологда: Русь, 2002 - 140 с.

84. Малафеев Р.И. Проблемное обучение физике в средней школе / Р.И. Малафеев. М.: Просвещение, 1992.- 192 с.

85. Малинецкий Г.Г. Высшая школа глазами математиков / Г.Г. Малинец-кий // Знание сила,- 1995.- № 10,- С. 16 - 25.

86. Малинецкий Г.Г. Катастрофы и бедствия глазами нелинейной динамики / Г.Г. Малинецкий, А.Б. Потапов // Знание сила. -1995 - №3 - С. 26 -34.

87. Малинин А.Н. Дидактические замечания к содержанию первого начала термодинамики / А.Н. Малинин //Физика в школе- 1994.-№5 С. 2026.

88. Малышев К.Б. О диагностике индивидуального профиля мышления (Опыт применения обобщённого базиса) /К.Б. Малышев, Я.Д. Лебедев. Деп. в ВИНИТИ №2021 В 2001 от 21.09.2001.

89. Мантуров О.В. Толковый словарь математических терминов: Пособие для учителей / О.В. Мантуров, Ю.К. Солнцев; Под ред. проф. В.А. Дит-кина. М.: Просвещение, 1965. - 539 с.

90. Маркова А.К. Формирование мотивации учения в школьном возрасте / А.К. Маркова. М.: Просвещение, 1983. - 96 с.

91. Менчинская Н.А. Проблемы обучения, воспитания и психического развития ребенка: Избранные психологические труды / Под ред. Е.Д. Божович. М.: Институт практической психологии; Воронеж: НПО МОДЭК, 1998.-448 с.

92. Мигдал А.Б. Квантовая физика для больших и маленьких / А.Б. Ми-гдал.- М.: Наука, 1989.- 176 с.

93. Мир как единое целое: Учеб. пособие. Вологда: ВГПУ, Русь, 1999. -110 с.

94. Моисеев Н.Н. Расставание с простотой / Н.Н. Моисеев- М.: Аграф, 1998.-480 с.

95. Моисеев Н.Н. Современный рационализм / Н.Н. Моисеев М.: МГВП КОКС, 1995.-376 с.

96. Молотков Н. Я. Углубление основных концептуальных положений тер' модинамики / Н. Я. Молотков // Физика в школе 1997 - №6 - С. 50-53.

97. Моран Э. Необходимость реформирования мышления/ Э. Моран // Си-нергетическая парадигма: Многообразие поисков и подходов / Отв. ред. В.Д. Аршинов- М.: Прогресс-Традиция, 2000 С. 334 - 342

98. Мостепаненко A.M. Пространство и время в макро-, мега- и микромире / A.M. Мостепаненко М.: Политическая литература, 1974 - 240 с.

99. Мощанский В.Н. Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики / В.Н. Мощанский М.: Педагогика, 1983.- 352с.

100. Мудрик А.В. Обучение школьников /А.В. Мудрик.- М.: Знание, 1987. -76 с.

101. Мултановский В.В. Физические взаимодействия и картина мира в школьном курсе / В. В. Мултановский. М.: Просвещение, 1977 - 168 с.

102. Мякишев Г.Я. Динамический хаос/ Г.Я. Мякишев //Физика в школе-1993.-№4 С. 19-23.

103. Мякишев Г.Я. Физика: Молекулярная физика. Термодинамика. 10 кл.: Учеб. для углубленного изучения физики/ Г.Я. Мякишев, А.З. Синяков. -М.: Дрофа, 1997.-352 с.

104. Назаретян А.П. Синергетическая модель антропогенных кризисов: к количественной верификации гипотезы техно-гуманитарного баланса/

105. А.П. Назаретян // Синергетическая парадигма: Многообразие поисков иподходов/ Отв. ред. В.Д. Аршинов М.: Прогресс-Традиция, 2000 - С. 458-467.

106. Новейший справочник необходимых знаний М.: Рипол классик, 2000. - 768 с.

107. Новиков И. Д. Куда течет река времени?/ И.Д. Новиков М.: Молодая гвардия, 1990.-238 с.

108. Ноздрев В.Ф. Курс статистической физики / В.Ф. Ноздрев, А. А. Сенке-вич. М.: Высшая школа, 1969. - 288 с.

109. Оботурова Г.Н. Миф в структуре познания и деятельности / Г.Н. Оботу-' рова,- Вологда: ВГПУ, Русь, 2000,- 324 с.

110. Одаренные дети: Пер. с англ./ Общ. ред. Г.В. Бурменской и В. М. Слуцкого. М: Прогресс, 1991. - 376 с.

111. Орлов В.А. Тесты по физики для 9-11 классов / В.А. Орлов.- М.: Школа -Пресс, 1994.-96 с.

112. Основы методики преподавания физики в средней школе / Под ред. А.В. Перышкина, В.Г. Разумовского, В.А. Фабриканта. М.: Просвещение, 1995.- 189 с.

113. От многообразия к единству (дискуссия): Эйнштейновский сборник. 1969-1970,- М.: Наука, 1970,- 407 е., С. 230 263.

114. Перуанский С.С. О сложности простоты. О простоте сложности: Педагогические беседы: Книга для учителя / С.С. Перуанский. М.: Просвещение, 1993.-48 с.

115. Петрова О.Ю. Роль концепции самоорганизации в формировании естественно-научного мировоззрения педагога: Автореф. дис .канд. пед. наук/ О.Ю. Петрова-Томск, 1998.-16 с.

116. Петровский В. А. К психологии активности личности / В. А. Петровский // Вопросы психологии 1981. -№2 - С.40 - 46

117. Печчеи А. Человеческие качества / Ауреллио Печчеи; Пер. с англ. О.В. Ш Захаровой. М.: Прогресс, 1980. - 304 с.

118. Поляруш А.А. Организация учебного процесса по формированию экологического мышления школьников на основе диалектического подхода: (На материале естественнонаучных дисциплин): Автореф. дис. канд. пед. наук Новосибирск, 2000.- 23 с.

119. Предисловие // Синергетическая парадигма: Многообразие поисков и подходов / Отв. ред. В.Д. Аршинов.- М.: Прогресс-Традиция, 2000 С. 7-10.

120. Пригожин И. Конец определенности: Время, хаос и новые законы природы / Пригожин Илья. Ижевск: Ижевская республиканская типография,1999.-216 с.

121. Пригожин И. Порядок из хаоса/ И. Пригожин, И. Стенгерс.- М.: Эдито-риал УРСС, 2000.-312 с.

122. Пригожин И. Время, хаос, квант / И. Пригожин, И. Стенгерс. М.: Эди-ториал УРСС, 2000. - 240 с.

123. Прихожан A.M. О возрастном подходе в нравственном воспитании детей/A.M. Прихожан //Вопросы психологии-1981. №2- С. 143 -149.

124. Программы средней общеобразовательной школы: Физика. Астрономия. Типовые программы для школ (классов) с углубленным изучением физики. Физика. Математика. Специальный курс по электротехнике и радиоэлектронике. М.: Просвещение, 1990. - 62 с.

125. Психологические программы развития личности в подростковом и старшем школьном возрасте / Под ред. И.В. Дубровиной. Екатеринбург: Деловая книга, 1998. - 144 с.

126. Психологический словарь / Под ред. В. В. Давыдова.- М.: Педагогика, 1983.-448с.

127. Психология одаренности детей и подростков/ Под. ред. Н.С. Лейтеса. -М.: Академия, 1996. 416 с.

128. Пурышева Н. С. О формировании статистических представлений в классах с углубленным изучением физики / Н. С. Пурышева, С. И. Десненко // Физика в школе,- 1993,- №5.- С. 42-45.

129. Разумовский В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике/ В.Г. Разумовский М.: Просвещение, 1975.

130. Ризниченко Г.Ю. Нелинейное естественнонаучное мышление и экологическое сознание / Г.Ю. Ризниченко // Синергетическая парадигма: Многообразие поисков и подходов / Отв. ред. В.Д. Аршинов М.: Прогресс-Традиция, 2000,- С. 468 - 478.

131. Ровинский Р.Е. Самоорганизация как фактор направленного развития/

132. Р.Е. Ровинский // Вопросы философии 2002 - №5- С. 67 - 77.

133. Рублева О.В. Интеграция содержания образования как системообразующий фактор становления экологической культуры личности: Авто-реф. дис. .канд. пед. наук/ О.В. Рублева Самара, 2000,- 18 с.

134. Сауров А.Ю. Об оценке сформированности мировоззрения школьников / А.Ю. Сауров//Физика в школе. 1990,-№5. -С.31-34I

135. Сауров Ю.А. Квантовая физика: Модели уроков: Кн. для учителя / Ю.А. Сауров, В.В. Мултановский М.: Просвещение, 1996.- 272 с.

136. Сборник научных работ студентов и аспирантов ВГПУ. Вып.VI Вологда: ВГПУ, Русь, 1998,- 380 с.

137. Свитков Л.П. Диалектизация преподавания условие обеспечения требований образовательного стандарта / Л.П. Свитков // Физика в школе. -1997.-№3.-С.16- 18.

138. Свитков Л.П. Методология и логика познания как средства воспитания обучаемых физике / Л.П. Свитков. М.: МПУ, 1998. - 52 с.

139. Свитков Л.П. Термодинамика и молекулярная физика: Факультатив, курс: Учеб. пособие для учащихся / Л.П. Свитков. 3-е изд., перераб. -М.: Просвещение, 1986. - 160 с.

140. Семенов А. Вакуум / А. Семенов // Квант,- 1998,- №5.- С.3-5.

141. Ш 139. Семенченко В.К. Избранные главы теоретической физики / В.К. Семенченко М.: Просвещение, 1966. - 396 с.

142. Сидоренко Е.В. Методы математической обработки в психологии. / Е.В. Сидоренко. СПб.: Речь, 2000. - 350с.

143. Сиземская И.Н. Мировоззрение как ценность образования: С.И. Гессен, В.В. Зеньковский, И.А. Ильин / И.Н. Сиземская // Педагогика 2001 -№1- С. 63-67.

144. Степин B.C. Российская философия сегодня: проблемы настоящего и прошлого/ B.C. Степин // Вопросы философии. 1997. -№ 5 — С.3-15.

145. Степин B.C. Саморазвивающиеся системы и перспективы техногенной цивилизации // Синергетическая парадигма: Многообразие поисков и подходов / отв. ред. В.Д. Аршинов- М.: Прогресс-Традиция, 2000.-535 е., С. 12-27.

146. Тарасов JI.B. Современная физика в средней школе / JI.B. Тарасов. М.: Просвещение, 1990.-288 с.

147. Теоретические основы содержания общего среднего образования / Под ред. В.В. Краевского, И .Я. Лернера. М.: Педагогика, 1983.- 352 с.

148. Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы: Учеб. пособие для студ. высш. пед. уч. заведений / Под ред. С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой. М.: Академия, 2000. - 368 с.

149. Терлецкий Я.П. Статистическая физика / Я.П. Терлецкий. М.: Высшая школа, 1966. 234 с.

150. Толковый физический словарь: Основные термины. М.: Русский язык, 1988.-233 с.

151. Толстых А.В. Роль нравственного идеала в формировании личности / А.В. Толстых// Вопросы психологии. -1979 №5 - С. 156-160.

152. Успенский П.И. Новая модель Вселенной / Пер. с англ. Н. В. фон Бока. -М.: ФАИР ПРЕСС, 1999,- 560 с.

153. Фадеева А.А. Проблемы школьного курса физики: (Содерж., интеграция, методика преподавания): Дис. в форме научного докл. на соиск. учен. степ. д-ра. пед. наук М., 2000 - 70 с.

154. Фадеева А.А. Программы общеобразовательных учреждений: Физика 711 классы / А.А. Фадеева М.: Просвещение, 2000 - 64 с.

155. Философия, культура и образование (материалы круглого стола) // Вопросы философии.- 1999.-№3.- С. 20-27.

156. Философское миропонимание. Вологда: Русь. - 2000 - 125 с.

157. Флейк-Хобсон К. Мир входящему: Развитие ребенка и его отношений с окружающими/ К. Флейк-Хобсон, Б.Е. Робинсон, П. Скин; Общ. ред.

158. М.С. Мацковского. М.: Центр общечеловеческих ценностей, 1992511 с.

159. Фоминых Ю.Ф. Интегративный подход к формированию мировоззрения школьников / Ю.Ф. Фоминых // Педагогика. 1993 - №4. - С. 26.

160. Фролов B.C. Теория катастроф: мифы или действительность?/ B.C. Фролов // Знание.- 2001.- №3. С. 99- 126.

161. Хакен Г. Основные понятия синергетики // Синергетическая парадигма: Многообразие поисков и подходов / отв. ред. В.Д. Аршинов М.: Прогресс-Традиция, 2000 - 535 е., С.28 - 55.

162. Хакен Г. Синергетика: Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах/ Г. Хакен. М.: Мир, 1985. - 423 с.

163. Хакен Г. Тайны восприятия: Синергетика как ключ к мозгу / Г. Хакен, М. Хакен-Крель М.: Ин-т компьютерных исследований, 2002.-272 с.

164. Харламов И.Ф. Педагогика / И.Ф. Харламов М.: Университетское, 2002. - 560 с.

165. Хмелевская B.C. Процессы самоорганизации в твердом теле / B.C. Хме-левская // Соросовский образовательный журнал.- Т. 6. — №6.— 2000.- С. 85-91.

166. Школьник Г.И. От единого мировоззрения к личностным ценностям/ Г.И. Школьник // Педагогика 1994.- №5 - с. 36

167. Шредингер Э. Что такое жизнь. С точки зрения физика / Э. Шредингер. М.: Атомиздат, 1972. - 88 с.

168. Штеренберг М.И. Синергетика и биология / М.И. Штеренберг // Вопросы философии. -1999.- №2.- С.95 108.

169. Эбелинг В. Физика процессов эволюции / В. Эбелинг, А. Энгель, Р. Фай-стель.-М.: УРСС, 2001.-396 с.

170. Эйнштейн А. Физика и реальность / А. Эйнштейн М.: Наука, 1965. -359 с.

171. Эйнштейн А. Эволюция физики / А. Эйнштейн, JI. Инфельд. М.: Наука, 1965.-328 с.

172. Экологическая культура и образование: опыт России и Югославии / Под ред. С.Н. Глазачева, В.И. Данилова-Данил ьяна, Данил о Ж. Марковича — Москва, 1998.-464 с.

173. Эльконин Д.Б. Избранные психологические труды / Д.Б. Эльконин. М.: Педагогика, 1989. - 555 с.

174. Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе / П. Эткинс. М.: Мир, 1987. -224 с.

175. Якиманская И.С. Личностно-ориентированное обучение / И.С. Якиманская. -М., 1996,- 92 с.

176. Якимова Е. Б. Термодинамика неравновесных процессов и элементы синергетики: Учебное пособие к спецкурсу для студентов физических, физико-математических, естественно-географических факультетов педвузов. Вологда: ВГПУ, Русь, 2003. - 38 с.

177. Ямбург Е.А. Школа для всех. М., 1996.

178. Korf D. Differenzirung in der Schule/ Stuttgart, 1974. S. 16

179. Rensulli J. S. The enrichment triad model: A guide for developing defensible programs for the gifted and talented/ Wethersfield CT: Creative Learning Press, 1977.1. Машина катастроф ЗиманаI

180. Опросник № 1. «Мировоззренческие предпочтения»

181. Какого рода взаимоотношения человека и природы вам кажутся предпочтительными?a) человек использует природные богатства для своих нужд; изменяет природу сообразно своим целям;

182. Ь) человек старается причинить природе как можно меньше вреда;c) во взаимоотношениях с природой следует идти путем наименьшего сопротивления;d) человек ответственен за состояние природы, от которого зависит и его собственное благополучие.

183. Опросник № 2. Основные понятия по курсу «Теплота и элементы синергетики»

184. Основываясь на втором начале термодинамики можно утверждать, что качество энергии изолированной системы со временема) понижается;б) не изменяется;в) возрастает;г) колеблется около некоторого среднего значения.

185. Качество энергии в некоторой системе понизилось. При этом энтропия этой системыа) достигла максимума;б) уменьшилась;в) осталась неизменной;г) увеличилась.

186. Синергетика изучает общие принципы, управляющие процессом самоорганизацииа) в физике;б) в любой системе, независимо от ее природы;в) в экономике;г) в биологии.

187. Понятие бифуркации характеризуета) способность системы восстанавливать равновесие;б) обратные связи в системе;в) плавное эволюционное течение процесса;г) разделение процесса на несколько ветвей при достижении параметрами системы критического значения.

188. Выбор системой, находящейся в точке бифуркации, дальнейшего пути развитияа) строго определен состоянием системы;б) определяется случайными малыми возмущениями;в) однозначен, задан внешними условиями;г) может быть каким угодно.

189. Система может быть выведена из состояния устойчивого равновесияа) параметрами порядка;б) паттернами;в) бифуркациями;г) управляющими параметрами.

190. Самоорганизация может происходить в системаха) открытых, сильно неустойчивых;б) изолированных, равновесных;в) стационарных, неравновесных;г) неизолированных, равновесных.

191. При самоорганизации решающую роль играют движения частиц системыа) хаотические;б) микроскопические;в) быстрые;г) кооперативные.

192. К явлениям самоорганизации можно отнестиа) нагревание воздуха в закрытом сосуде;б) образование льда из воды;в) включение электрической лампочки;г) поворот строя солдат налево при подаче командиром соответствующей команды.

193. Принцип подчинения в синергетике состоит в том, что параметры системы в процессе самоорганизации однозначно определяютсяа) внешними воздействиями;б) параметрами порядка;в) управляющими параметрами;г) флуктуациями.

194. Порядок в природе поддерживается с помощьюа) самоорганизации;б) внешнего управления;в) бифуркации;г) инновации.1. Контрольная работа

195. Волейбольный мяч массой 400 г и объемом 8 л накачан до давления 12*10 Па. Он был подброшен на 4 м, и после падения на твердый грунт подскочил почти на ту же высоту. На сколько повышалась температура воздуха в мяче в момент удара?

196. Оценить, каким должно быть давление азота в сосуде, чтобы при температуре 0 С°длина свободного пробега его молекул была равна 1м. Эффективное сечение молекулы азота принять равным 4,3* 10 м .

197. За какое время испарится вода массы М из стакана площадью S, если температура воды Т, давление насыщенных паров при этой температуре 5. Будет ли гореть спички, зажженные внутри искусственного спутника, движущегося по орбите вокруг Земли?

198. В сосуде находится смесь газов гелия (ш = 4 г/моль) и кислорода (ш= 32 г/моль). При температуре t=-2 С°и давлении р = 9* 10 Па плотность этой смеси г= 0,44 кг/м. Каким станет давление в сосуде, если из него удалить половину молекул кислорода?

199. Нагревается или охлаждается идеальный газ, если он расширяется по закону р =b/V, где b и п постоянные, 0< п <1?

200. В замкнутом сосуде находится несколько капель жидкости. Что произойдет с ними через некоторое время?

201. Оценить скорость пуль, вылетающих из патронов, брошенных в костер. Скорость пули при стрельбе из ружья равна 800 м/с. Оцените давление газов в стволе ружья.

202. В стакан положили кусочек льда массой 100 г и накрыли плотно прилегающей крышкой. Оценить силу, которая потребуется, чтобы оторвать крышку от стакана сразу по всему периметру после растаивания льда.