Формирование у учащихся системного стиля мышления при изучении физики

Теоретические обобщение – обобщение, основанное на выделении существенных связей между явлениями окружающего мира, свидетельствующих об их генетическом родстве. Осуществляется при помощи понятия, в котором фиксируется лишь самое существенное, а частное опускается. Способность к теоретическому обобщению формируется наиболее интенсивно в подростковом – и юношеском возрасте.

Теоретическое обоб

щение осуществляется путем анализа совокупности и выделения общего в его составе. Обычно это выделение происходит в результате преобразования.

Педагоги и дидакты пришли к выводу, что в среднем возрасте учащимся целесообразно иметь дело только с эмпирическими обобщениями, а в старшем – иногда и с теоретическими.

Классификация – это сложная мыслительная операция, требующая умения анализировать материал, сопоставлять (соотносить) друг с другом отдельные его элементы, находить в них общие признаки, осуществлять на этой основе обобщение, распределять предметы по группам на основании выделенных в них и отраженных в слове – названии группы – общих признаков. Классификация, следовательно, содержит в себе такие операции, как соотнесение, обобщение и обозначение.

В жизни мы часто выполняем эту операцию или наблюдаем ее. В задачниках мы видим подборки задач, относящиеся к одному определенному вопросу, например свободному падению тел, трению.

В общественной жизни тоже имеет место классификация. К примеру, занимающиеся спортом вступают в спортивные секции, любящие рыбалку – в общество «Рыболов-спортсмен», придерживающиеся определенных политических взглядов образуют партию.

Классификация широко используется в ботанике, зоологии. Например, есть класс позвоночных животных – «Пресмыкающиеся»; он делится на подклассы: «Первоящеры», «Чешуйчатые», «Черепахи», «Крокодилы».

Рассматривая ионизацию (т.е. процесс превращения атомов и молекул в ионы) с точки зрения причины, вызывающей этот процесс. Ученые выделили следующие виды ионизации: термоионизацию (происходит в результате нагрева газа), фотоионизацию (причина – поглощение света), ионизацию ударом (причина – механическое столкновение), ионизацию, порождаемую воздействием а) электрического поля, б) радиоактивного распада, в) потока космических лучей.

С помощью сепаратора добытую руду можно разделить на фракции по массе частиц одинакового состава: в одной будут крупинки более тяжелые, в другой – более легкие.

Систематизация – это процедура создания или составления целого из отдельных частей и выявление связей между ними.

Есть и другое определение понятия «систематизация». Систематизировать – значит приводить в систему, т.е. располагать в каком-то порядке отдельные составные части, устанавливая их последовательность на основе выбранного принципа.

Именно с таким (вторым) определением связана всемирно известная работа великого химика Д.И. Менделеева. Взяв за основу, т.е. выбрав за главный признак, определяющий свойства химических элементов, относительный атомный вес, ученый расположил все элементы в порядке возрастания атомных весов и получил Периодическую систему элементов. Далее в связи с развитием науки основной системообразующий признак был изменен: им стал заряд атомного ядра; к счастью, сама система от этого не изменилась.

Как действовать, если мы хотим провести систематизацию в соответствии со вторым определением (например, создать схему связей формул из какого-то раздела физики, хронологическую таблицу научных открытий в какой-то области физики)?

Во второй главе мы приведем алгоритм систематизации.

Абстракция – это мысленное выделение существенных свойств и признаков предметов или явлений при одновременном отвлечении от несущественных признаков и свойств.

Выделенный в процессе абстрагирования признак предмета мыслится независимо от других признаков и становится самостоятельным объектом мышления. Так, наблюдая различные прозрачные объекты: воздух, стекло, воду и др., мы выделяем в них общий признак–прозрачность и можем мыслить о прозрачности вообще; наблюдая движение небесных тел, машин, людей, животных, мы выделяем общий признак – движение и мыслим о движении вообще как о самостоятельном объекте. Точно так же при помощи абстрагирования создаются понятия о длине, высоте, объеме, треугольнике, числе, глаголе и т.д.

Абстракция лежит в основе обобщения – мысленного объединения предметов и явлений в группы по тем общим и существенным признакам, которые выделяются в процессе абстрагирования.

В учебной работе школьников обобщение обычно проявляется в выводах, определениях, правилах, классификации. Школьникам иногда трудно произвести обобщение, так как далеко не всегда им удается самостоятельно выделить не просто общие, но и существенные общие признаки.

Некоторые отечественные психологи (Д.Б. Эльконин, В. В Давыдов) различают два вида обобщения: формально-эмпирическое и содержательное (теоретическое). Формально-эмпирическое обобщение осуществляется путем сравнения ряда объектов и выявления внешне одинаковых и общих признаков. Содержательное (теоретическое) обобщение основано на глубоком анализе объектов и выявлении скрытых общих и существенных признаков, отношений и зависимостей.

Процесс абстрагирования

Любой процесс познания направлен на достижение полных, всесторонних знаний об объекте, поэтому «голое», абстрагированное знание должно постепенно «обрастать» конкретикой, что неразрывно с синтезом. Конкретизацию абстракций можно считать еще одной ступенью познания. В жизни, науке всегда происходит восхождение от абстрактного – главного, но упрощенного, одностороннего, как бы «прямолинейного», «голого» знания к знанию конкретному, более полному, «разветвленному».

Абстрагирование используют для изучения новых объектов, явлений, процессов, событий. Широко применяют его и при рассмотрении сложных задач, что упрощает решение. Постепенно к решению с абстрактным объектом прибавляют решение с одним конкретным условием, потом со вторым и т.д.

Виды абстракций

Абстрагирование бывает трех видов:

изомерующее (вычленяющее) – выделяющее исследуемое явление из некоторой целостности,

обобщающее – дающее обобщенную картину явления,

идеализирующее – заменяющее реальность, существующий объект или явление идеализированным, схемой.

Конкретизация – это мысленный переход от общего к единичному, которое соответствует этому общему.

В учебной деятельности конкретизировать – значит привести пример, иллюстрацию, конкретный факт, подтверждающий общее теоретическое положение, правило, закон (например, грамматическое, математическое правило, физический, общественно-исторический закон и т.д.). В учебном процессе конкретизация имеет большое значение: она связывает наши теоретические знания с жизнью, с практикой и помогает правильно понять действительность. Отсутствие конкретизации приводит к формализму знаний, которые остаются голыми и бесполезными абстракциями, оторванными от жизни.

Школьники и студенты часто затрудняются привести примеры, иллюстрирующие их ответ. Это происходит при нормальном усвоении знаний, когда усваивается (или зазубривается) формулировка общих положений, а содержание остается неясным. Поэтому преподаватель не должен довольствоваться тем, что учащиеся правильно воспроизводят общие положения, а должен добиваться конкретизации этих положений: приведение примера, иллюстрации, конкретного частного случая. Особенно это важно в школе и прежде всего в начальных классах. Когда учитель приводит пример, он раскрывает, показывает, как в этом частном случае обнаруживается общее, которое иллюстрируется примером. Только при этом условии частное оказывает значительную помощь пониманию общего.