В истории естествознания выделяют три научных картины мира, в основе которых лежали фундаментальные физические теории:

механистическая (законы классической механики);

электромагнитная (теория электромагнитного поля);

квантово - релятивистская (квантовая теория и СТО и ОТО А. Эйнштейна).

Следует отметить, что современная научная картина мира не содержит в своей основе фундаментальной теории, что говорит об изменении статуса фундаментальных и прикладных знаний. Основными характерными чертами современной ЕНКМ является глобальный эволюционизм (применение идеи развития на всех уровнях организации материи), рассмотрения процессов природы с точки зрения самоорганизации (синергетика), плюрализм истины, а также комплексность науки.

В процессе физического образования, также важно раскрыть то, что фундаментальные науки добывают знания об естественных процессах, не имея в виду их непосредственного применения для удовлетворения конкретных потребностей людей. Задача фундаментальных наук состоит в том, чтобы открывать новые факты и систематизировать их в зависимости от возможностей, либо на описательном уровне: в научных статьях, монографиях и справочниках, либо в виде оригинальных обобщений, включая формулирование законов природы и разработку теорий путем введения новых представлений и понятий. Функция прикладных наук состоит в использовании этих знаний для разработки конкретных технологий, устройств и процессов, направленных на удовлетворение специфических потребностей общества.

Систематический процесс передачи знаний из области фундаментальных наук в область прикладных - осуществляется посредством системы образования. Однако процесс передачи знаний из одной области в другую может быть осуществлен более коротким способом, а именно, путем приглашения соответствующих специалистов фундаментальщиков для выполнения конкретных прикладных разработок. Таким образом, фундаментальная наука может непосредственно порождать прикладную.

С другой стороны, работая в прикладном учреждении над выполнением какого-либо конкретного задания, специалисты часто натыкаются на неизвестные науке эффекты. Если осознана полезность такого эффекта для многих областей, то его исследование это уже прерогатива фундаментальной науки. То есть, в этом случае прикладная наука порождает фундаментальную.[10]

Таким образом, обучение физике должно быть взаимосвязано со специальными дисциплинами и базироваться на рассмотрении конкретных процессов и явлений, относящихся к профессиональной деятельности будущего специалиста. Анализ диссертационных исследований, посвященных проблеме совершенствования обучения физике студентов инженерных вузов Жмодяк А.Б., Измайловой А.А., Кучиной Т.В., Новодворской Е.М., Печенюк Н.Г., и других показал, что комплексный подход к проблеме подготовки по физике будущих инженеров отсутствует.

Исследование периодической литературы постсоветского периода, а также Государственных образовательных стандартов показало, что основное внимание уделяется принципу профессиональной направленности, он является основным при построении методики обучения в системе высшего профессионального образования. Существенно меньшее внимание уделяется принципу фундаментальности физического образования, отсутствуют исследования, посвященные взаимосвязи принципов фундаментальности и профессиональной направленности обучения и созданию на этой основе методической системы обучения физике.

Анализ программ по дисциплине «Физика» показал, что целью изучения физики в техническом Вузе является создание основы теоретической подготовки будущего инженера и той фундаментальной компоненты высшего технического образования, которая будет способствовать в дальнейшем освоению самых разнообразных инженерных специальностей – в различных областях техники. Используя все виды занятий важно обеспечить строго последовательное, цельное изложение физики, как науки, показать глубокую взаимосвязь различных ее разделов. Сообщить студентам основные принципы и законы физики, а также их математическое выражение. Познакомить студентов с основными физическими явлениями, методами их наблюдения и экспериментального исследования, с основными методами измерения физических величин, простейшими методами обработки результатов эксперимента и основными физическими приборами. Сформировать определенные навыки экспериментальной работы, научить формулировать физические идеи, количественно ставить и решать физические задачи, оценивать порядок физических величин. Таким образом, подготовить студентов к изучению ряда профессиональных дисциплин инженерных специальностей и показать студентам, что физика составляет в настоящее время универсальную базу техники.

Основным требованием к уровню освоения содержания дисциплины является требование, что в результате изучения курса физики студент должен иметь представления об основных принципах и законах физики, а также иметь ясное представление о границах применимости физических моделей и гипотез, правильно формулировать физические идеи, количественно ставить и решать физические задачи, оценивать порядок физических величин.

Будущему инженеру крайне необходимо правильно планировать эксперимент так, чтобы точность измерений соответствовала поставленной цели и уметь анализировать результаты эксперимента и делать правильные выводы.

Таким образом, в сфере обучения давно назрела необходимость ключевых перемен, связанных с коренной перестройкой всей системы этой ветви образования с целью повышения ее качества и эффективности. Специфика обучения в высших технических вузах состоит в том, что помимо общенаучных дисциплин в учебных планах этих вузов существуют циклы профессионально-технических дисциплин, поэтому процесс обучения должен осуществляться на основе межпредметных связей общенаучных дисциплин с общетехническими и специальными дисциплинами, без чего невозможно успешное овладение профессиональными знаниями и умениями.

Пересмотр ориентиров образования в последнее время привел к формированию новой образовательной парадигмы, в рамках которой не только в России в связи с новыми экономическими условиями, но и во всем мире в образовании происходят инновационные процессы, идет поиск новых систем образования, более демократичных, диверсифицированных (разнообразных) и результативных с позиций интересов общества в целом и отдельной личности.

Таким образом, существует противоречие между стоящими на современном этапе задачами подготовки будущих инженеров по физике и отсутствием концепции методической системы обучения физике студентов инженерных вузов, соответствующей современной образовательной парадигме, которая характеризуется такими чертами, как фундаментальность, целостность, ориентация на интересы личности.

Правомерно сделать следующие выводы:

во-первых, содержание курса физики следует группировать вокруг фундаментальных физических теорий, что позволяет реализовать целостность физического образования;

во-вторых, процесс обучения физике в техническом вузе должен рассматриваться как методическая система, ведущим принципом которой, должен является принцип единства фундаментальности и профессиональной направленности.