В связи с этим мы рассмотрим место индуктивных и дедуктивных приемов при изучении различного физического материала: теорий, законов, понятий с учетом психологических закономерностей усвоения знаний учащимися.

a) Изучение физических теорий.

Физические теории строятся либо по методу принципов, либо по методу модельных гипотез. К числу теорий, построенных по методу принципов относятся классическая механика, термодинамика, специальная и общая теории относительности. Молекулярно-статистическая теория, электронная теория, теория атома строятся по методу модельных гипотез.

В случае “модельной” теории основные ее положения (ядро теории) фиксируют существенные свойства изучаемой модели, ее структуру и основные закономерности, которым она подчиняется. Это наглядно выступает, например, в теории атома Резерфорда – Бора.

В теориях, построенных по методу принципов, основные положения теории формулируются в виде постулатов или “начал”. Например, основу специальной теории относительности составляют два постулата:

1) Существование инерциальных систем отсчета, в которых все (а не только механические) явления протекают одинаково;

2) Независимость скорости света от скорости источника (постоянство скорости света во всех инерциальных системах отсчета).

Основу термодинамики составляют три начала термодинамики, основу классической механики – три закона Ньютона и т.д.

Вполне понятно, что основные положения теории не могут выводиться дедуктивно, так как они сами являются предельно широкими обобщениями и не существуют других положений, из которых они могут быть выведены дедуктивно. Они не могут быть введены и чисто индуктивно, так как, хотя исходные положения теории часто опираются на опытные факты, выявление ядра теории в условиях, когда этих опытных данных не достаточно, когда некоторые из них неполны, другие противоречивы, не являются чисто логическим процессом (индукцией).

Основные положения теории – утверждения высокого уровня обобщения, до которых поднялась наука, - должны излагаться учащимися без вывода и подтверждаться опытными фактами, т.е. на основе информационно-иллюстративного приема. Это наиболее целесообразный с методической точки зрения способ ознакомления с основными положения теории.

Преподавателю особенно большое внимание следует уделять экспериментальной основе физических теорий. При изложении курса физики важно оказать не только экспериментальную основу теории, но и ее эвристическую роль, ее способность объяснить известные физические явления и предсказать новые.

b) Изучение физических законов.

Физические законы очень различны по уровню содержащихся в них обобщений. Одни физические законы (закон сохранения и превращения энергии, закон сохранения заряда и др.) представляют собой весьма широкие обобщения. Другие представляют собой весьма частные утверждения: закон сообщающихся сосудов, законы плавания тел (условия плавания), закон (условие) равновесия рычага, условие равновесия тела на наклонной плоскости и т.д. Есть законы, истинность которых доказывается опытом и только опытом. Теоретического объяснения они не имеют. К числу их относятся закон Кулона. Другие законы, открытые опытным путем, ныне имеют теоретическое объяснение и могут быть выведены на основе теории (закон Паскаля, Архимеда, газовые законы и т.д.).

В силу такого различия методика изучения всех физических законов не может быть одинаковой. Так, например, ознакомление учащихся с физическими принципами (законами сохранения, принципами суперпозиции, независимости световых пучков и др.) целесообразно проводить на основе информационно-иллюстративного приема, т.е. принципы следует сообщать учащимся без вывода, а их истинность подтверждать достоверным числом экспериментальных фактов.[20]

Выбор метода изложения определяется многими соображениями: структура курса (наличием или отсутствием теории в начале раздела) и уровнем развития мышления учащихся, задачей развития их теоретического или конкретно-образного мышления, доступностью теоретического вывода и др. Этот вопрос должен решаться каждым учителем отдельно применительно к уровню развития своего класса.[20]

c) Изучение физических понятий.

Понятия являются языком науки. Они должны быть обязательно усвоены учащимися. Не овладев понятием, нельзя осмыслить любое научное утверждение (законы, закономерности, положения теории и т.п.).

Среди различных физических понятий методика особо выделяет понятия о физических величинах (понятие массы, силы, давления, плотности, энергии и т.д.). Определить физическое понятие – это значит, прежде всего, указать способ его измерения. При введении понятия и новой физической величине рекомендуется опираться на житейские представления учащихся и демонстрацию опытов. Если в опыте выявляется постоянство отношения (или произведения) каких-либо величин, то может быть введена новая физическая величина, измеряемая этим отношением (или произведением), физический смысл которой подлежит дополнительному анализу.

В основе этой методики лежит индуктивный способ мышления: от наблюдения опытов через их анализ к введению новой физической величины.

Наряду с понятиями – величинами в физике широко используется понятия, которые не являются количественной мерой процессов и явлений. К таким понятиям относится понятие механического движения, траектории, системы отсчета, сообщающихся сосудов, когерентных источников света и др. Эти понятия, как правило, вводятся на основе информационно-иллюстративного приема. Учащихся знакомят с существенными признаками данного понятия и иллюстрируют и примерами, опытами или поясняют теоретически. Однако чем меньше жизненный опыт учащихся, чем хуже развиты их познавательные способности, тем чаще необходимо прибегать к индуктивному введения понятий.

Пониманию учащихся материала, развитию их мышления весьма способствует систематическая и целенаправленная работа с учебником на уроке.

Самым важным первоначальным приемом работы с книгой является выделение главного, что требует анализа текста, синтеза результатов анализа и абстрагирование от второстепенного материала. Для обеспечения глубокого понимания изучаемого материала важное значение имеет обучение учащихся работе с рисунками учебника.[5]

С первых уроков физики в 7 классе необходимо приучить учащихся при чтении текста обращаться к рисунку, чертежу, таблицам. С этой целью полезно чаще ставить учащимся такие вопросы: что изображено на рисунке? Что говориться об этом рисунке в тексте? Как отражено на рисунке то изменение с телом, которое наблюдается в опыте и описывается в тексте учебника? И т.д.

Постепенное обращение внимания учащихся на рисунки учебника, задания на составление рисунка и текста приводят к тому, что учащиеся начинают видеть в них дополнительную информацию и, изучая текст учебника, одновременно работают с его иллюстрациями. Вырабатывается весьма необходимый навык работы с книгой.

Это позволяет усложнять задания и на основе работы с рисунками учить ребят сравнивать, сопоставлять, противопоставлять и т.д., т.е. развивать мышление учащихся.