Метод сходження від абстрактного до конкретного на

навчальних заняттях з фізики

Вихідним пунктом природничо-наукового пізнання є природа. Але не як природа взагалі, а природа в її конкретних проявах. Саме конкретне, як безпосередньо сприймається чуттєве дане, пізнається людиною з самого початку. Подумки людина виділяє в ньому ті чи інші властивості і відносини, відкидаючи інші, несуттєві з його точки зору, для розуміння суті явищ, що відбуваються. У цьому випадку людина отримує якусь схему, модель реального, настільки ж бідну змістом, як бідний змістом скелет доісторичної тварини для розуміння життєвих процесів, наприклад, у мезозойську еру.

Будь-яка абстрактна модель конкретного об'єкта одностороння, оскільки вона створюється сама по собі, у відриві від опосередковуючи об'єкт зв'язків, логіки його розвитку і тому не повно відображає реальність. І це знання не може бути іншим, бо будь-який об'єкт виступає перед дослідником у нескінченності своїх зв'язків з оточуючими його об'єктами. Пізнати нескінченне відразу у всій його повноті НЕ посильно нікому. Так здійснюється рух думки від конкретного об'єкта, даного у сприйнятті, до абстрактного виразу його в поняттях.

Але закономірний процес пізнання частин цілого не повинен заступити перед дослідником самого цілого. Від окремих абстракцій думка людини повинна постійно повертатися до відновлення конкретності, але вже на новій, більш високій основі. Тепер конкретне виступає перед людиною не як комплекс чуттєвих даних, а як знання істотних властивостей і зв'язків об'єкта, закономірних тенденцій його розвитку, властивих йому внутрішніх суперечностей. Це знання представлене у вигляді понять, що відображають окремі сторони і властивості конкретного об'єкта, і які самі можуть бути зрозумілі лише остільки, оскільки вони розглядаються як моменти цілого, що визначаються його специфічним змістом. Таким чином, здійснюється рух думки від абстрактного, бідного змісту поняття до конкретного, більш багатого змістом поняття.

Абстрактні поняття є лише знаряддя пізнання. Вони не є знання істинне і абсолютна. Вони є фрагмент знання. Як зі шматочків картону малі діти

складають забавну картину, так з фрагментів загального знання складається світосприйняття і формується світогляд учня.

Як зробити так, щоб не допустити спотворення? Як допомогти зрозуміти учневі наявність серйозних прогалин в тій картині світі, яка складається в його свідомості? Як зробити знання живим для нього, дієвим, а не мертвим мотлохом різних правил, приписів, алгоритмів? На всі ці питання методики викладання фізики повинен відповісти метод теоретичного пізнання - сходження від абстрактного до конкретного.

Сам по собі метод не гарантує досягнення результату. Він лише шлях, яким варто йти. Без достатньої практики подання фрагментарного за потребою знання у вигляді певної цілісності, в якій побудувати зв'язки між окремими поняттями, не можна провести ієрархію даних понять. А значить, не вдасться побудувати знання більш високого ступеня спільності, ніж оригінал.

Жодне абстрактне знання не може так діяти на емоції учня, тому що конкретний факт, свідоцтво. Хіба може торкнутися учня доля "фізичного тіла", "матеріальної точки"? Чи, все-таки, йому цікавіше і зрозуміліше, чим закінчиться погоня між вовком та зайцем? Ні в одному "макроскопічному тілі" немає тієї прірви відчуття дотику до світової таємниці, як у звичайній тане сніжинки на його долоні. Розуміння законів фізики, на відміну від їх знання, починається з того моменту, коли це знання не тільки сприймається, а й переживається.

І останнє, пошивши з різнобарвних шматочків фізичного знання картину світу і вдихнувши в кожен фрагмент життя у відповідності з тими законами, які були відкриті при їх уявному препаруванні, учень знайде спосіб перевірки істинності набуває в процесі навчання знання, шляхом порівняння теоретичної та об'єктивної реальності.

У кожному продукті людської діяльності (матеріальному або ідеальному) закладені два види діяльності: з його створення і щодо його застосування. Всі фізичні знання (поняття, закони, теорії, наукові факти) мають свою специфіку їх створення, але технологія застосування їх для вирішення конкретних проблем має спільні риси:

1. Розпізнавання фізичного поняття (об'єкта, закону, факту і т.д.) в конкретній ситуації.

2. Відтворення фізичного поняття (об'єкта, закону, факту і т.д.).

3. Інтерпретація фізичного поняття (об'єкта, закону, факту і т.д.) відповідно до конкретної ситуації.

4. Рішення конкретної проблеми з використанням фізичного поняття (об'єкта, закону, факту і т.д.).

Можна виділити два основні підходи в конкретизації знань:

1. Конструювання об'єкта, явища відповідного в основних рисах абстрактного знання і знаходження реальних об'єктів, явищ, які в основних своїх істотних рисах схожі з ідеальним прообразом об'єкта, явища.

2. Відтворення конкретної ситуації в тій мірі повноти, для аналізу якої може бути застосоване відоме учням абстрактне знання.

Обидва ці методу є додатковими один одному і повинні бути присутніми в навчальному процесі. Перший метод по суті своїй є метод визначення області застосування даного знання, знаходження тих об'єктів і явищ для яких це знання застосувати. Другий же метод є метод навчання "схоплювати" в реальному об'єкті або явище істотне є визначальним для існування цього об'єкта або явища і співвіднесення отриманих при аналізі висновків з відомим знанням.

Конкретизація знань забезпечує більш високий рівень узагальнення, оскільки її важливими елементами є розкриття зв'язків і відносин понять з іншими, уточнення меж їх застосування. У цих умовах конкретне в мисленні стає глибоким і змістовним знанням про предмет; воно перевершує абстрактне знання, тому що відображає не якусь одну істотну сторону явища, а його різні істотні сторони в їх зв'язку, тобто охоплює предмет вивчення багатосторонньо. Чи не статично (мертве), а в русі (у проживанні якогось події природи).

Конкретизація знань необхідний етап побудови будь-якого виду абстрактних знань: понять, моделей, ідеалізацій. І він явно чи неявно у методиках побудови понять або моделей присутня у вигляді першого підходу описаного

вище - конструювання об'єктів, у яких абстрактне знання знайшло своє повне вираження.

Інша справа, якщо оволодіння методами науки є однією зі стратегічних цілей викладання фізики. У цьому випадку необхідні спеціальні заняття, де сходження від абстрактного до конкретного є мета і сенс навчальної діяльності учнів. У цьому випадку більш доцільним є другий підхід в конкретизації - відтворення реальності в тій мірі повноти, що доступна для аналізу учнів даного рівня розвитку.

Знаряддям пізнання при цьому є якісь узагальнення відображені у поняттях. Ця абстракція, якщо вона наукова і розкриває сутність даного явища, генетично визначає всі приватні прояви цієї сутності. Абстракція, що розкриває об'єктивні зв'язки і відносини, які у своїй цілості надають досліджуваного об'єкта конкретність, діалектична, тому що відображає розвиток цього об'єкта, закономірність його існування. Рух думки пізнає цю сутність повинне проходити такі необхідні етапи:

1. Рушійною силою (поштовхом) сходження є виявлення протиріччя між вихідною (високої) і більш конкретної абстракцією. "Теоретично важливо знайти і позначити ці протиріччя. Оскільки вони вже отримали той чи інший дозвіл в самій дійсності, дослідник і шукає в ній спосіб і форму такого дозволу. Тут раціонально-теоретичний рух думки постійно спирається на фактичні дані "(В. В. Давидов).

2. Рухаючись від абстракції вищого ступеня спільності до абстракції меншої спільності, ми включаємо об'єкт дослідження у все більшу кількість зв'язків та відносин, що реально існують у природі. Але включати в мислиме конкретне потрібно тільки ті зв'язки і відносини, які справді визначають його сутність. Додаткові зв'язку та відносини, не відображають істотне в об'єкті, лише відводять мислення від нього. Це є першою і основною ознакою того, що для дослідника, яким є учень, сутність даного об'єкта не пізнана, тому що нові зв'язки і відносини, якщо вони істотні для конкретно можливого об'єкта, генетично випливають із спільності більш високого порядку.

3. Постійно порівнюючи мислиме конкретне з образом реального об'єкта, дослідник конструює це конкретне, аналізуючи ті зв'язки і відносини, в які в ході уявних дій включається об'єкт дослідження. Це дозволяє "бачити ціле раніше його частин" (Е. В. Іллєнко) і допомагає скласти план дій по шляху

сходження від абстрактного до конкретного. "Нове завжди виникає як ціле, яке потім формує свої частини, розгортаючись в систему. Це виглядає як "схоплювання" мисленням цілого раніше його частин і становить характерну рису змістовного творчого мислення в науці. У діалектиці це один із суттєвих моментів руху від абстрактного до конкретного "(А. С. Арсеньєв).

Конкретно мислимий об'єкт, на відміну від реального, включений до обмежена кількість зв'язків та відносин. Рівень конкретизації визначається рівнем пізнання реального об'єкта учням.

У тому випадку, коли вже побудована математична модель досліджуваного явища, реалізація в навчальному процесі методу сходження від абстрактного до конкретного здійснюється за допомогою конструювання математичної моделі конкретної ситуації в тій мірі повноти, яка достатня для знаходження рішення пропонованої проблеми. Кожна наступна завдання, у рамках даної моделі, поглиблює її розуміння через зміну та ускладнення істотних зв'язків і відносин, до яких включено досліджуваний об'єкт або явище природи.

"В теоретичному мисленні саме конкретне виступає двічі: як початковий пункт споглядання і уявлення, що переробляються в понятті, і як уявний результат з'єднання абстракцій" (В. В. Давидов). Конкретність в обох випадках визначається не наявністю об'єкта через органи чуття, а об'єктивністю його змісту. "Якщо явище чи предмет розглядаються людиною безвідносно до деякого цілого, як зовні відокремлений і самостійне, то це буде лише абстрактне знання, яким би детальним і наочно-заквітчана воно не було, якими б" конкретними "прикладами воно не ілюстрував. І, навпаки, якщо явище або предмет беруться в єдності з цілим, розглядаються у зв'язку з іншими його проявами і в зв'язку з його сутністю, з загальним джерелом (законом), то це конкретне знання, хоча б воно і виражалося за допомогою самих "абстрактних "і" умовних "символів і знаків" (В. В. Давидов).

Процес формування фізичних понять може відбуватися двома шляхами:

1. Перший шлях починається з спостережень об'єктів і явищ, накопичення емпіричного матеріалу, в підсумку приводить до висновку про необхідність ввести нове поняття. Цей шлях можна назвати "сходженням від конкретного до абстрактного". Шлях це механістичний, формально-логічний, тому що таким чином відбувається узагальнення зовнішніх сторін і відносин об'єкта. Результатом такого узагальнення є емпіричні поняття, які відіграють певну та

суттєву роль у розвитку та побудови наукового знання, але не здатні розкрити внутрішні рушійні сили об'єкта дослідження.

2. Другий шлях, який називають "сходженням від абстрактного до конкретного", передбачає початкове введення узагальненого поняття і подальше наповнення його конкретним змістом. Другий шлях може бути реалізований лише на базі попереднього емпіричного досвіду учнів. Апріорні появи понять природничі науки не приймають. Виділяючи суттєве в досліджуваному об'єкті, те, що складає його суть, необхідність його існування, учні можуть це усвідомити, якщо його пізнання йде не відірвано від взаємодій даного об'єкта з іншими об'єктами природи. Тільки досліджуючи ті зв'язки і відносини з іншими об'єктами природи, до яких включено об'єкт за своєю суттю і за походженням, можна пізнати цю суть. Цей шлях вивчення об'єкта в його русі, розвитку припускає застосування для аналізу його істотних властивостей і відносин діалектичної логіки.

Перший шлях - пояснювально-ілюстративний, пасивний. Другий шлях - евристичний, діяльнісний. Природним чином другий шлях передбачає рефлексію учнів своєї діяльності, тому що є що осмислювати - ті інтелектуальні продукти, які в якості напівфабрикатів методологічного знання були пред'явлені в ході продуктивної діяльності учнів. Саме рефлексія допомагає схоплювати ціле раніше його частин і вибудовувати структурно-логічні зв'язки між попереднім і новим знанням, тобто провести процедуру розуміння учнями нового знання.

Даний метод можна застосовувати в якості "синтезу" розрізнених знань про об'єкт з метою отримання більш об'ємного знання про об'єкт, виділення не тільки логічних, але й сутнісних зв'язків і відносин, які при лінійному принципі побудови навчання (крок за кроком - від простого до складного) не обнаружіваеми. Тому даний метод можна застосовувати як у процесі вивчення нового знання, так і закріплення і узагальнення вже вивченого, як на уроці, так і на факультативних заняттях.

Ефективність даного методу зростає якщо він застосовується не сам по собі, а в поєднанні з іншими методами, як необхідний етап побудови більш загального знання через дослідження конкретизації вихідного абстрактного знання, тобто через діалектичне поєднання методів "сходження від абстрактного до конкретного" і "сходження від конкретного до абстрактного ".

Застосовуючи даний метод у навчальній практиці потрібно пам'ятати слова Ф. Енгельса: "Загальний закон зміни форми руху набагато конкретніше, ніж кожен окремий" конкретний "приклад цього". Даний парадокс дозволимо лише в діалектичній логіці пізнання, через розвиток теоретичного мислення людини пізнає світ, якщо абстракції, якими він користується при її осягненні (сходженні від абстрактного до конкретного), відображають істотне в цьому об'єкті.

Розглянемо в даному контексті тему:

Сага про комарів

Ми не боги. Ми ланка у світовій харчового ланцюга. Звичайний маленький комар нам може додати чимало занепокоєння.

Є жартівливе запитання: "Поява якого комахи люди зустрічають оплесками?" Ні, ці удари не від захоплення людьми комаром, а від бажання знищити його. Чому люди вбивають комарів?

Присутність в кімнаті комара ми можемо визначити навіть у темряві. Яким чином? Як комар видає звук? Чому звук, що видається комаром легко відрізнити від звуку мухи чи джмеля?

Якщо настала тиша, то цілком імовірно, що комар досяг своєї мети. Цією жертвою можете опинитися ви. Яким чином комар в темряві знаходить свою жертву?

Нападає на людину і тварин лише самка комара. Вона тонким неміцним хоботком протикає шкіру тварини або людини. Як їй вдається прикладаючи дуже малу силу протикати навіть товсту шкіру тварин?

Нападає тільки та самка, яка запліднена. Вона смокче кров, щоб мати можливість відкласти личинки. Який механізм всмоктування комаром крові?

Якщо заповітна мета комариний самки, насосаться крові, вдається і вона залишається живою, то після цього вона відкладає яйця у воду. Через деякий час з них з'являються личинки. У ході тривалої еволюції у личинок пір'ясто комара склався цікавий захисний механізм. Вони не видимі у воді для риб

через їх прозорості. Але очі у невидимок добре помітні у вигляді чорних крапок. Чому ці істоти не видно у воді? Чи можуть вони бачити навколишній світ? Чи залишаться вони невидимими і в повітрі?

З личинки утворюється лялечка, а вже з лялечки з'явиться комар. На світ з'явиться новий мисливець за кров'ю чи за квітковим нектаром (залежно від статі). Але в той же час комар сам є мішенню для птахів, земноводних і летючих мишей. Кажани полюють вночі. Як кажани, що володіють поганим зором, можуть у темряві знайти комара або інше літаюче комаха?

Стрижі і ластівки, також безперервно полюють за комарами, але в денний час. Чому перед дощем стрижі і ластівки полюють за комарами поблизу поверхні землі?

Часто незадовго до заходу сонця над вершинами дерев, кущами або великими каменями можна бачити щільні рої комах, частіше за все комарів. Ці рої схожі на темні витягнуті різко окреслені хмари диму. Чому комарі збираються в такі хмари?

Життя звичайного комара - ланцюг перетворень і небезпек, які підстерігають його постійно. Лише деяким з них вдається виконати свою головну місію на Землі - відтворити потомство. Мають то комарі розумом? Звичайно, ні. Але зникни комарі - світ сильно змінився б. Загинули б живі істоти, для яких комарі їжа і відчували б серйозні труднощі, ті живі істоти, які у свою чергу харчуються пожирачами комарів.

Усунь найменша ланка з навколишнього світу і існування цього світу опиниться під загрозою. Мале не означає незначне.

Деяка драматизація постановки проблемних питань дозволяє наблизити навчальну проблему до реальної через створення відповідного емоційного фону.

Питання, пропоновані в представлених текстах, якісні, тобто передбачається, що до цього часу учнями побудована фізична модель даного явища. Ці завдання дозволяють перевірити рівень розуміння даної моделі учнями в процесі застосування її для вирішення конкретних ситуацій в природі. Теоретичне мислення формується в той момент, коли поняття і моделі дані людині не як непорушні вічні істини, як певний результат розумової

діяльності, а в русі, як знаряддя пізнання вічно живий і оновлюваної природи. Саме в цьому і важливість, і необхідність застосування даного методу для розвитку теоретичного мислення учня.