Обучение физике

У кошки четыpе ноги: вход, выход, земля и питание!

Для меня физика это, прежде всего основа для создания машин и разнообразной “техники”. Еще, это “фундамент” естественнонаучного мировоззрения, которое основано на реальных исследованиях окружающего “физического” мира. Физика - это всегда сначала опыт и измерения. И лишь затем - язык для описания и систематизации этого опыта: определения и формулы, законы физического мира.

Физика рождается, отталкивается в своем развитии от реальных опытов, экспериментов, исследований, измерений. Но при этом они служат лишь базой, основой для последующей идеализации реальных физических объектов и явлений. Физика это наука, представление о неком ИДЕАЛИЗИРОВАННОМ мире, об идеальных физических объектах и явлениях, их свойствах и величинах. Это модель реальности, которая очищена от всего лишнего и несущественного. Модель, состоящая из тел с массой, импульсом и энергией, проводников с током, полей и волн. Все это измеряется, рассчитывается, представляется. А потом деидеализируется и воплощается в реальную технику.


Такую физику можно осваивать в обычных домашних условиях:

###Физическое воображение, фантазирование:

Совершенно необходимо развивать “физического воображение”, способность представлять в уме физические объекты и явления, и тоже в уме создавать, “изобретать”, строить желанные конструкции.

В частности можно:

Задачи и исследования, расчет физических устройств:

Существует множество пособий с занимательными, оригинальными и интересными физическими задачками, в том числе, допускающими экспериментальное исследование в “домашних” условиях. Особенно при наличии технических конструкторов, наборов для технического творчества, чего-то из бытовой техники для разборки на узлы и детали. В отличие от экспериментальной “домашней” химии, в которой дети слишком любят взрывы, пламя, опасные и неприятно пахнущие опыты, здесь всё намного безопаснее и удобнее.

Как и в математике, “занимательные” задачки могут стать отличным “инструментом” для развития способностей, особенно, если подбирать такие, которые можно решать как чисто теоретически - в голове, так и “думая руками”, исследуя в реальном эксперименте-опыте.

Мысленный эксперимент, идеальные физические объекты:

Идеальные физические объекты и мысленный эксперимент с ними, возможно, являются чем-то ключевым в современной физике. Но здесь слишком легко потерять всякую связь с реальностью и заблудиться в дебрях собственного разума. Если не использовать в качестве “волшебного проводника” задачи и примеры с числовыми данными. Очень важно получить конкретный ответ с определенными размерностями и оценить, возможно ли такое в реальности.

Даже если задача абстрактно символична, бывает очень полезно воспользоваться этим “волшебным проводником” и просчитать какие-то частные варианты, примеры с конкретными числовыми величинами и размерностями. В отличие от абстрактно символических, задачи с конкретными числовыми данными намного легче “моделировать” и представлять в уме, решать их не только “символически”, но и в воображении.

Постепенно вырабатывается способность: даже для абстрактных задач находить адекватные ментальные образы. Подчеркнем, что способность проверить, оценить правдоподобность полученных результатов также важна и для профессионального физика. Бывает, что даже люди с “физическим образованием” плохо представляют, как это можно сделать.

Математика для физики, разработка и создание воображаемых и реальных физических устройств:

Конечно, для сколь ни будь серьезного владения физикой нужен определенный уровень математических способностей. Само по себе это не создает заметных сложностей, поскольку для решения многих физических задач (особенно - доВузовского уровня) хватает простой математики.

Но часто у человека нет связки между математической и физической моделями мира. Он не может правильно выразить свое “чувствование” физики на языке математики. Это при том, что он умеет работать с математическими моделями и формулами, много работал руками и хорошо “чувствует реальную физику”.

Для интеграции математической и физической ментальных моделей важно практиковаться переводить “физическое чувствование” в формулы, а формулы в “физическое чувствование”. Для этого можно использовать параллельное решение задач “на бумаге” и на физической модели, решать задачи как теоретически, так и экспериментально.

Хорошо использовать индивидуальные интересы ребенка, его стремление самому что-то сделать, “изобрести”. Например, воздушный шар, вертолет, духовое (пневматическое) ружье, лук-арбалет или “электромагнитную пушку” (реальные примеры из жизни).

Вот тут ему можно дать нужные книги, показать примерные формулы, рассказать или дать прочитать определенные теории, а еще предоставить необходимые материалы и оборудование для исследований и создания желаемого. Быть заинтересованным, отвечать на многочисленные вопросы, помогать находить и доставать приборы и инструменты.

Принципиально важно ни в коем случае не думать за ребенка и не решать “его проблемы”, но поощрять его к всё большей самостоятельности и изобретательности.

Соревнования, олимпиады, места, где собираются юные физики…

Подготовка к олимпиадам и участие в них очень разжигает интерес к освоению физики, к решению особенно трудных задач. Кроме того, олимпиадные задачи сами по себе великолепны для развития способностей.

На олимпиадах “юные физики” имеют уникальную возможность интенсивно общаться друг с другом и с “настоящими физиками”. Особая атмосфера мест, где собираются близкие по духу и интересам люди, очень способствует взаимному обмену опытом, знаниями, способностями и еще чем-то невыразимо ценным. Способствует разжиганию интересов и увлеченности, приобщения к миру “настоящей науки”.


Такое обучение опирается на естественную способность-потребность ребенка, человека самостоятельно исследовать и осваивать окружающий мир, создавать и делать что-то свое и настоящее. Здесь все идет от опыта взаимодействия между ребенком и реальными физическими объектами.

Как словами объяснить, что такое магнитное поле? Но если достаточно долго и правильно поиграть с магнитами, электромагнитами, проводниками с током и железными опилками… Такой опыт уже можно перевести в определенные слова и термины.

Как и в обучении математике или творчеству танца , здесь тоже следует находить “особые”, красивые и интересные задачи для формирования и развития необходимых способностей у конкретного “особенного” ученика. Важно освоить особый “язык и технику физики”, физического эксперимента (реального и воображаемого). Все очень похоже.

При таком подходе обучение и самообучение происходят неприметно, “между делом”, в процессе “обычных” детских игр и занятий, как естественный, но правильно организованный процесс. Особенно, если у ребенка есть возможность хотя бы изредка общаться с заинтересованным человеком, который “чувствует” и понимает физику (математику, танец,…).

Обучение ^