История методологии лабораторных работ по физике в ВУЗах

Введение

Процесс подготовки будущих специалистов основывается на развитии у них исследовательских навыков работы. Такие навыки могут нарабатываться во время изучения технических дисциплин при помощи методов лабораторного практикума. На современном этапе физика является частью общечеловеческой культуры, которая характеризует степень понимания основ мироздания и интеллектуальный уровень нашего общества. Определяя стиль и уровень научного мышления человечества, физика сохраняет лидирующую роль в изучении естествознания. Благодаря этой науке мы в полной мере можем наблюдать способность человеческого интеллекта анализировать достаточно сложные ситуации.
Человек может выделить её качественные и количественные аспекты, а также довести уровень понимания до возможности теоретического предсказания характера и итогов развития этой ситуации в определенном временном промежутке. Развитие универсальных навыков исследовательской деятельности по проведению комплексных теоретических экспериментальных исследований по разработке математических и физических моделей необходимо закладывать на ранних стадиях физического образования учащихся. Ведь формирование научного типа мышления как раз и происходит в процессе изучения физики. Он обеспечивает объективность результата в любом виде деятельности.
В высших учебных заведениях изучение курса физики является многогранным и довольно сложным процессом, состоящим из нескольких направлений – это лекционные занятия, практические занятия и практика в лабораториях. В учебном процессе лабораторные работы занимают важное место. Экспериментальная работа и исследования очень важны в процессе изучения физических закономерностей и законов. Лабораторный практикум в высшей школе, несомненно, должен быть многоуровневым. В нём должны содержаться лабораторные работы, которые отличаются методикой их проведения и сложностью решаемых предметных и дидактических задач. Лабораторные работы дают возможность внедрять теоретико-методологические знания и практические навыки студентов в условиях различной степени близости к реальной профессиональной деятельности. В процессе проведения исследований в лабораторных условиях студенты учатся работать с различными приборами, получают навыки экспериментальной работы, самостоятельно делают выводы из данных полученных опытным путем. Они учатся пользоваться справочной литературой и обрабатывать полученные результаты. Такая работа способствует глубокому осознанному пониманию теоретического материала, необходимого для дальнейшего обучения и самостоятельной работы. Лабораторный практикум способствует благоприятным условиям для развития творческого потенциала студентов, для их учебно-исследовательской деятельности и развития коммуникативных способностей будущих специалистов.
Модернизация образования в Российской Федерации касается содержания, организационных форм и методов обучения. Для нынешнего этапа развития методики обучения важным является исследовать её становление как науки в двух аспектах: как формирование организации, содержания и методов научно-методической работы, а также как становление методов обучения, характерных для методики физики.

1. История становления лабораторного практикума по физике в России
Становлению методики преподавания физики предшествовал длительный период практического развития, начиная с конца XVII века. На это период приходится зарождение специфических методов обучения физике, становление отечественной методической и учебной литературы, отбор и обособление содержания предмета физики школьного курса. Но наибольшую интенсивность развитие специфических методов обучения приобрело во второй половине XIX века.
В этот период постепенно начинают складываться научные основы методики обучения физике. Можно сказать, что общественное признание физики как науки и достижения техники дало толчок для признания общеобразовательной ценности физики как предмета и экспериментальной основы обучения. На представление науки в обществе и формирование представлений о методах и целях преподавания, где центральное место занимало практическое обучение, активно влияли публичность физики и экспериментальные методы её исследования. Формированию сообщества физиков и научному общению между ними способствовало издание научных журналов. В середине XIX, начале XX веков появляется ряд специализированных журналов, охватывающие различные разделы педагогики и естественных наук. Это такие журналы как «Журнал русского физико-химического общества» (1864), «Педагогический сборник» (1864), «Вестник опытной физики и элементарной математики» (1886), «Физика» (1913) и т.д.
В 1905 – 1907 годах в журнале «Педагогический вестник» была опубликована подборка статей ученого Л. Розенберга «Классные опыты», в которых было затронуто значительное число разделов физики. В промежутке времени с 1864 по 1879 года на русский язык было переведено около 15 научных работ Дж. Тиндаля. В его работах было много описаний наблюдений за окружающей средой, описывались различные опыты и демонстрации. В этот период на основе научно-популярной литературы и статей в периодической печати начало формироваться понятие о физике, как об экспериментальной науке, базирующейся на основе эксперимента.
Но мнения в обществе по поводу опытных наук очень часто расходились. Часть общества придерживалась мысли о приоритетности изучения классических языков и классического образования в гимназии, которое преобладало до начала XX в. Также существовал определенный взгляд части интеллигенции на этот вопрос, а выразителем мнения этой части был Л. Н. Толстой. Хотя ему были интересны достижения отечественных ученых, и он их популяризировал, тем не менее, он проявлял отрицательное отношение к опытному характеру науки. Это выразилось в предисловии к переводу статьи Э. Карпентера в 1897 году.
Так Л. Н. Толстой написал следующее: «… в нашем русском обществе, в котором более чем в каком-либо другом европейском обществе распространено и укоренилось суеверие, по которому считается, что для блага человечества совсем не нужно распространение истинных религиозных и нравственных знаний, а нужно только изучение опытныя науки, и что знание этих наук удовлетворяет всем запросам человечества. Понятно, какое зловредное влияние (совершенно такое же, какое имеют религиозные суеверия) должно иметь на нравственную жизнь такое грубое суеверие. И потому распространение мыслей писателей, критически относящихся к опытной науке и её методу, особенно желательно для нашего общества».
«Наша наука, для того чтобы сделаться наукой и действительно быть полезной, а не вредной человечеству, должна прежде всего отречься от своего опытного метода, по которому она считает своим делом только изучение того, что есть, а вернуться к тому единственно разумному и плодотворному пониманию науки, по которому предмет её есть изучение того, как должны жить люди». При заключительном этапе формирования методики обучения физике преобладающим был позитивистский подход

. Такая ситуация стала одной из причин того, что появилось противопоставление нравственных ценностей опытному знанию как в информационном поле, так и в общественном мнении, которое окружает процесс преподавания, что характерно для всех этапов развития методике обучения физике.
Обмен опытом с зарубежными коллегами, командировки и стажировки за границей российских ученых также явились важным фактором в развитии информационного поля, это был определенный метод передачи зарубежной теории и практики обучения физике и состояния науки в российское ученое общество. Опыт экспериментирования и организации исследований был очень важным для формирования представлений навыков в области практической деятельности. Такой опыт можно было приобрести, работая в научных центрах, как российских, так и зарубежных.
В конце XIX века разработка методик обучения физике велась преподавателями высших учебных заведений, которые в то же самое время являлись ведущими физиками. Многие из них проходили стажировку за границей, или же были командированы в крупные европейские научные центры. Помимо ведения активной научной деятельности в этих центрах разрабатывались методы практического обучения, организаций занятий и обустройства кабинетов и физических лабораторий. Следствием экспериментальных методов работы было внедрение практических методов в обучение студентов. Такие методы стали предшественниками появления лабораторных занятий в вузах. Очень часто в организации лабораторных работ использовался зарубежный опыт.
В командировки за границу в начале XX века направляются многие ведущие отечественные физики и педагоги, среди них можно отметить Ф. Н. Индриксона и Н. В. Кашина. Будучи в Германии Ф. Н. Индриксон посетил некоторые школы Берлина, Мюнхена и Гамбурга. Результаты командировки были отображены не только в объемном отчете, но в последующем и в издаваемых Ф. Н. Индриксоном учебниках физики. После командировки в Германию Н. В. Кашин использовал полученный за рубежом опыт для организации кабинета физики в Педагогическом институте им. П. Г. Шелапутина. Позже этот опыт был систематизирован в работе «Методика физики». Также после своей командировки Н. В. Кашин с разрешения профессора Э. Гримзеля перевёл описание его лабораторных работ по волновой оптике. Наряду со статьями в научных изданиях проводились публичные лекции по физике, которые несли информацию о достижениях науки в общественные массы. Развивалась такая традиция постепенно.
Профессор П. И. Страхов был одним из первых, приложивших много усилий для популяризации подобных лекций и для того чтобы они сопровождались опытными экспериментами. Как писал один из вольнослушателей Московского университета, С. П. Жихарев, внимание публики привлекали именно демонстрации, сопровождавшие лекции профессора. Традиции проведения таких лекций продолжил профессор М. Ф. Спасский. На протяжении 1841-1843 годов он читал курс лекций «Экспериментальная физика». Заявленная программа состояла из 35 лекций, но эти лекции носили скорее общеобразовательный характер, чем научно-популярное направление. После этого в проведении таких лекций наступил определенный спад. А возобновление чтений наступило по инициативе профессора Н. В. Любимова в 1860-е годы, который вернулся из заграничной командировки на кафедру физики. Впечатления о методике обучения физике в Сорбонне он изложил в «Письмах из Парижа». Его поразило большое количество наглядных пособий и примеров, которые сопутствовали проведению лекций. Н. В. Любимов выразил своё убеждение в необходимости проведения наглядных опытов при «изучении явлений видимого мира».
На протяжении 15 лет Н. В. Любимов провел около 100 лекций по физике, которые собирали большое количество слушателей. Из своего зарубежного опыта Любимов переносит методику демонстрации эксперимента на протяжении лекции в российскую науку, параллельно совершенствуя её, и создает новые демонстрации.
Наиболее выделяющимися из его опытов были следующие:
опыты по волновым свойствам света;
опыт Колладона с внутренним отражением света в струе;
демонстрация передачи звука;
искусственный гейзер с электрической подсветкой;
вольтова дуга;
опыт Фуко с приложением на экране.
Можно сказать, что публичные лекции не только дали новые знания широкой публике, но и показали определенные принципы проведения демонстрационного эксперимента и его значение в методике изучения физики. Накопление опыта по укомплектованию физического кабинета, проведение классных экспериментов и проведение лабораторных работ дало возможность сформировать отечественную методическую литературу по практическому изучению физики. Таким образом, с начала XX века появилось уже более десятка пособий по практическим работам и демонстрационному эксперименту. Для проведения работ с учащимися и постановки опытов в классах, существующие методические наработки становятся фундаментом, а сами лабораторные работы создают в свою очередь базу для дальнейшего развития практических методов обучения.
Уже в начале XX века в учебниках по физике существовали элементы ученических практических работ. Это было обсуждение методов изучения природы, правила простейших измерений – работа с весами, термометром, измерение времени и т.д. Некоторые задания носили практический характер.
В 1873 году был опубликован Каталог физических приборов музея в рамках деятельности Педагогического музея. Каталог содержал описание 271 прибора на 183 страницах. Издание Каталога явило в себе определенный шаг вперед, так как приборы в нём были распределены в соответствии с программой по физике, а также к каждому из 270 приборов описанных в каталоге прилагалось описание. Каталог обобщал методы и технологии проведения классных опытов, он также являлся своеобразным пособием по постановке опытов для молодого учителя. Технология постановки опытов являлась одной из составляющих методики проведения классного эксперимента. Проводимая в Педагогическом музее методическая работа в 1880-90 гг. предусматривала своей основной целью совершенствование правил проведения опытов, формирование обоснованного методикой списка проводимых демонстраций и разработку новых экспериментов.
Можно сказать, что к концу XIX века сформировались основы методики демонстрационного опыта. Перечислим основные моменты этой методики:
были сформулированы основные цели и задачи обучения физике, как экспериментальной и опытной науки;
оборудование физических кабинетов достигло достаточного уровня для систематической демонстрации классных опытов по всему курсу физики, составлены каталоги приборов необходимых для кабинетов физики разных типов школ;
появились учителя, придерживающиеся взглядов «экспериментальной физики» и умеющие ставить опыты;
в гимназиях появились учебники физики, в которых изложение материала основывалось на проведении опытов.
Одним из важных моментов в развитии методов практического обучения и методики проведения классных экспериментов стала работа Комиссии «О мерах к лучшей постановке преподавания физики в мужских гимназиях»