ШКОЛА ДЛЯ УЧИТЕЛЯ №50 
НАШИ КОНСПЕКТЫ

Готовя сегодняшний номер, мы подобрали несколько материалов о вхождении школы в профильное обучение. Тема актуальная: школа постепенно отходит от практики «все содержание образования – одинаково для всех» и в идеале появляется необходимость переработки базового содержания в соответствии с интересами и потребностями учеников. Но увы, каждый из нас помнит множество примеров того, как «хотели как лучше, а получилось…». О потенциальных опасностях перехода к профильной школе вы уже прочитали на второй странице. А вот как их избежать? Как не потерять педагогический взгляд на ученика профильного класса?
О том, как интересно и полноценно можно преподавать непрофильный предмет, рассказывает сегодня Сергей Александрович ЛОВЯГИН, кандидат педагогических наук, учитель физики школы № 1060 г. Москвы.
Чтобы продемонстрировать это как можно более наглядно, мы построили семинар несколько нетрадиционно: теоретическая лекция невелика, зато большая часть вопросов о курсе физики для гуманитариев выясняется в беседе.
Причем вопросы, как вы сами увидите, задавали закоренелые гуманитарии. Таким образом, авторский подход улавливается уже при чтении диалога.

Зачем нам закон Ома?

Особенно если его приходится открывать заново, спрашивали участники семинара у ведущего

– Каждый предметник традиционно считает свой предмет самым главным. Как вам удалось взглянуть на физику с точки зрения ребенка, далекого от технических наук?
– Я преподаю физику в школе, где учатся в основном гуманитарии. Физикой, математикой, естественными науками увлекаются немногие наши ученики. Моя задача состоит в том, чтобы заинтересовать ребят. И в результате занятий у них должно возникнуть какое-то понимание физики.
– Какое-то… Значит ли это, что понимание может быть у каждого свое?
– Безусловно. Ведь уровень понимания зависит и от предыдущего опыта, и от способностей, а также от способа усвоения материала. В моем курсе математики гораздо меньше, чем принято. Зато больше качественной физики. Это значит, что вместо некоторых формул мы изучаем качественные закономерности. А если и появляются формулы, они основываются не на математических выкладках, а на эксперименте. Например, в разделе «Электричество» изучается ЭДС (электродвижущая сила) электромагнитной индукции. Она равна отношению изменения магнитного потока к отрезку времени, за которое это изменение произошло. Взятому с обратным знаком. Звучит мистически и похоже на заклинание на мертвом языке. Примерно как и определение из школьного курса общей биологии про то, как «рецессивная аллель только тогда влияет на фенотип, когда генотип гомозиготен». Совершенно очевидно, что уже через год после окончания школы ни одно, ни другое определение воспроизвести, а тем более объяснить невозможно.
Формула ЭДС есть во всех учебниках, но я ее не привожу. Зато демонстрирую эксперимент, из которого выводится качественный результат. Точнее, серию экспериментов, чтобы не давать закон сразу в готовом виде, как это часто делается в школах. Для меня важно, чтобы ученики сами делали выводы из того, что увидели в ходе экспериментов. В случае с электромагнитной индукцией, открытой Майклом Фарадеем, речь идет о том, что при изменении магнитного поля возникает электрическое напряжение. В самом простом виде процесс выглядит так: когда в катушку с проводом вставляют магнит, на концах провода появляется напряжение. Зафиксировать это можно, подключив к проводу гальванометр.
Демонстрируя это явление, я провожу несколько опытов в той последовательности, как они происходили в истории. Сначала, в 1820 г., Христианом Эрстедом была открыта обратная зависимость: рядом с проводом, в котором есть электрический ток, возникает магнитное поле. Этот опыт я показываю в восьмом, иногда в седьмом классе. Рядом с проводом находится магнитная стрелка, которая отклоняется в момент включения тока. Чем больше сила тока, тем больше она поворачивается. После этого я убираю источник тока и подключаю к катушке амперметр. Но если я сейчас проведу около катушки магнитом, мы упустим очень важное явление, около десяти лет мешавшее ученым получить электричество за счет изменения магнитного поля.
– Что же им мешало?
– Дело в том, что электричество и магнетизм не зеркально похожие явления. Если есть ток, то есть и магнитное поле, а когда есть магнитное поле, то ток…
– Есть не всегда?
– Конечно! Другие физики, в том числе великий Ампер, тоже бились над решением этой задачи: превратить магнетизм в электричество. В катушку, подключенную к гальванометру, вставлялся магнит. Но! Гальванометр находился в соседней комнате. Экспериментатор, вложив магнит в катушку, шел смотреть на гальванометр. А тот ничего не показывал.
– Значит, магнитного поля как такового недостаточно, чтобы возник электрический ток?
– Совершенно верно. Ток появляется только в тот момент, когда магнитное поле изменяется. И в следующем эксперименте я это сознательно использую. Ставлю гальванометр, но пока не подключаю к катушке. Опускаю в катушку магнит и только потом подключаю гальванометр. Стрелка на нуле, потому что момент изменения магнитного поля уже прошел. А вот третий шаг эксперимента – изъятие магнита из катушки при подключенном гальванометре – дает возможность наблюдать возникновение тока. Стрелка отклоняется и возвращается на место. После этого можно снова вернуть магнит в катушку: стрелка дернется уже в другую сторону. В законе электромагнитной индукции говорится об отрезке времени, за который происходит изменение магнитного поля. Это тоже нужно продемонстрировать. Я опускаю магнит в катушку несколько раз – медленно и быстро. И ребята видят, что быстрое движение магнита сопровождается большим рывком стрелки. Таким образом, для всех, кто наблюдает эксперимент, становится очевидной зависимость напряжения от скорости изменения магнитного поля.
– Это и есть тот результат, который вы планируете?
– Мне кажется, для обычного, «нетехнического» человека этого достаточно: понимать принцип возникновения электричества во всех генераторах.
– Однако нельзя сказать, что пользователю электроприборов такое знание необходимо. Миллионы людей включают вилку в розетку, ничегошеньки не зная об изменении магнитного поля. Единственный ли это результат для вас? Или изучение физики дает человеку еще что-то?
– Современный человек воспринимает огромное количество информации, в которой должен как-то ориентироваться. Для этого нужно быть сведущим в разных областях культуры и науки, в том числе и в физике. Мы пользуемся многочисленными приборами. Поэтому необходимо хотя бы в общих чертах представлять принцип их действия и характеристики. Чтобы грамотно выбирать прибор и пользоваться им.
– В инструкции же все написано. Хотя… зачем, например, указывают мощность, я до сих пор не знаю. Поэтому на всякий случай считаю, что большая мощность лучше, чем маленькая.
– Спасибо за этот пример. Он очень показателен. Допустим, я хочу купить электрический нагреватель воды для дачи. Изучаю инструкцию с техническими характеристиками прибора. Там написано, что для мытья посуды достаточно трехкиловаттного прибора, а для того чтобы можно было принимать душ, нужен уже семикиловаттный. Мощность довольно большая, и необходимо проверить, выдержит ли проводка, говорится в инструкции. А как это проверить, не зная, что такое мощность? Зная же, сделать это довольно просто. Электрическую мощность рассчитывают, умножая напряжение на силу тока. Напряжение в сети 220, для простоты округлим до двухсот. Значит, киловатт (1000 ватт) делим на 200. Получаем пять ампер. Три киловатта – 15 ампер. Обычно предохранители рассчитаны на 16 ампер. То есть если во время работы даже самого маломощного нагревателя заработает или отключится холодильник, предохранитель вылетит, а электричество вырубится во всем доме. И это от самого простого нагревателя. Следовательно, в этих условиях дешевле и безопаснее пользоваться дровяной печью для нагрева воды.
В 7 классе на уроках по теме «Электричество» я обязательно рассказываю ребятам о простых бытовых вещах. Показываю такой опыт: пропускаю по проводу все больший и больший ток, провод в какой-то момент перегорает прямо на глазах. И всем становится понятно: если нагрузка от бытовых приборов станет слишком велика, что-то подобное произойдет в квартире.
– Опираетесь ли вы на эмпирический опыт детей? Ведь каждый из нас толкает дверь ближе к ручке, а не к петлям; берется за горячее сквозь сухую, а не влажную тряпку; держится за поручень, перед тем, как автобус тронется с места. Мы знакомы с физическим миром на уровне ощущений.
– Любой вывод человек делает, опираясь на свой предыдущий опыт. На моих уроках практически нет объяснений на основе математических выкладок. Хотя есть такие сложные понятия, как импульс, которые очень трудно вывести лишь на основе экспериментов. Зато много других понятий можно ввести без использования формул. У каждого человека есть, конечно, эмпирический опыт просто потому, что в нашем собственном теле действуют физические законы. Но я еще и на каждом уроке обязательно показываю эксперимент. Потому что, во-первых, это расширяет опыт ребенка, ведь такой ситуации он может и не увидеть стихийно; а во-вторых, обсуждение после эксперимента позволяет перевести бессознательное знание в сознание. Это не так просто. Иногда приходится поломать голову, придумывая эксперимент, который бы наталкивал на закономерность или представлял ее наглядно.
– Например? Можете рассказать об опыте, которого нет в учебниках, но который необходим для понимания физического явления?
– В девятом классе изучают закон Ньютона, или закон инерции. На урок по этой теме я приношу скейт. Привязываю к нему веревочку и прошу самого ловкого и подвижного ученика поучаствовать в эксперименте. Заранее объясняю, что он встанет на скейт, а я потяну за веревку сначала медленно, потом быстро и резко (ловкость и знание того, что произойдет, позволят ему не упасть или по крайней мере сведет риск к минимуму). Следующий эксперимент состоит в том, что ученик, стоя на скейте, разгоняется, а на его пути двое других держат стоящую на полу доску. Этих экспериментов, иллюстрирующих инерцию, нет ни в одном пособии.
– Почему же все-таки гуманитариям не дается физика?
– Это не совсем верное утверждение. Вопрос: какая физика им не дается? Если вести речь о прикладной физике, физике для инженеров, то, безусловно, это не нужно гуманитарию. Но ведь содержание физики этим, слава Богу, не исчерпывается. Есть же еще идеи, принципы, законы, явления, наконец! Выражаясь на языке гуманитария, физическое знание – это некоторый текст. Возникает стандартная для гуманитария задача – анализ, понимание текста. Научно-популярная литература в свое время увлекла целое поколение гуманитариев. Нужно только следовать советам тех, кто сказал Стивену Хокингу, что каждая формула в книге вдвое уменьшает количество покупателей.
Гуманитарии – удивительные люди. Им свойствен другой способ познания мира помимо рационально-логического. Любой из них скажет, что электричество – просто непостижимая вещь. И я, как физик, кстати, с ними соглашусь. В электричестве есть что-то под-реальное. Нужно просто хорошо понимать и учитывать особенности восприятия физики гуманитариями.
– Провокационный вопрос: а может, ну ее? Что, если физикой (и математикой уж заодно) вообще не заниматься? Лишится ли человек, не изучающий точные науки, чего-то важного?
– Физика с давних времен была, да и сейчас остается ориентиром в мире естественных наук. Как методология. Как образец подхода к исследованию. И этот подход обладает огромными возможностями, когда мы пытаемся объяснить что-то через закономерности, через связь причин и следствий; позволяет, объяснив, сконструировать модель процесса или явления. Культурный человек должен представлять себе этот подход, уметь работать в его логике. И осознавать, кстати, ограниченность этого подхода: он неприемлем при изучении, например, психологии человека. Хотя некоторые физики, нобелевский лауреат Стивен Вайнберг в частности, склонны считать, что со временем можно будет с помощью физических законов объяснить любое явление в мире. Грубо говоря, можно будет описать в виде математических формул и воссоздать все, вплоть до живого организма. Я, честно говоря, не такой высокий профессионал, чтобы верить в эту идею. На мой взгляд, физический подход, столь эффективный и стопроцентно-продуктивный в технике, не универсален: он не срабатывает при описании всех явлений (расшифровать геном можно, но это еще не объясняет загадку жизни). Изучение физики позволяет освоить рациональный подход к миру. Но это не значит, что мы должны всех учеников долбить по голове стандартным курсом физики с бесконечными формулами. Включая тех, кто не силен в математике. Толковые учащиеся гуманитарного склада, будучи вполне сообразительными и умными, воспроизведут текст параграфа хоть на пятерку, но физический подход к познанию мира при таком подходе не освоят.
– Параграф-то ответят, а задачи?
– Расчетные задачи нужны в основном прикладнику. У меня мало расчетных задач, а те, что встречаются, несложные. Как правило, в контрольной есть одна трудная задача – для тех, кто хочет блеснуть. В основном задачи качественные.
Тип мышления не складывается от суммы знаний. Его взращивает опыт. Опыт наблюдения и размышления над увиденным. Именно поэтому я сперва показываю эксперимент, потом ставлю проблему и обсуждаю ее с учениками. Еще лучше, если они обсуждают ее между собой. Но это зависит от того, насколько учитель сможет организовать такое обсуждение. Хорошо, когда сами ребята задают содержательные вопросы после эксперимента. Если таких детей в классе нет, я сам проблематизирую ситуацию.
– Если вернуться к эксперименту со скейтом, как звучал вопрос, проблематизирующий ситуацию?
– Может быть несколько вариантов вопроса. Например: почему ехавший на скейте ученик слетал с него? Другой вопрос: что общего между первым и вторым экспериментами? Есть не очень интересный вариант: какой вывод вы можете сделать из увиденного? Это не сильно проблематизирует ситуацию, такой призыв в пустоту. Я стараюсь не готовить вопрос заранее, а импровизировать в разговоре с классом (очень долго, кстати, себя к этому приучал), потому что все классы разные. И для каждого придумываю свой вопрос, причем непосредственно в ходе урока. Тут срабатывает то, что физики вроде бы отрицают, но сами используют, – интуиция и фантазия.
– Используют? Как?
– Принято считать, что к новому понятию ученый приходит путем обобщения, индукции. В реальной научной практике новые физические понятия строятся продуктивно. Физик-теоретик работает, как художник. Понятия не проистекают непосредственно из эмпирики. Они нечто новое, их можно только творчески построить.
– Но ведь путь к понятию, впервые пройденный гениальным физиком, не делает его легче для всех остальных. Они просто знают, что путь есть, но пройти-то его должен каждый заново. То есть сегодняшний ученик идет от эксперимента к понятию ЭДС в трехмиллионный раз в истории человечества со времен Фарадея? И так каждый, кто изучает физику?
– Да, только есть разные пути. И у меня нет иллюзии по поводу того, что ребенок придумывает понятие так же, как его первооткрыватель. Конечно же я помогаю ученику на этом пути. Так, чтобы у каждого создавалось свое понятие, связанное с его личным опытом. То есть чтобы каждый ребенок утоптал для себя какой-то островок в необъятном океане физической науки. Нет у меня иллюзий и по поводу того, что этот освоенный кусочек будет полностью совпадать с научными понятиями, которые слишком сложны. За что обычно ругают учебники – за то, что формулировки неправильные. Зато они хоть в какой-то мере доступны школьнику. А правильные с точки зрения академической науки запредельно сложны. Например, закон Ньютона (формулировка «более точная», чем у самого Ньютона, наука-то развивается): существуют такие системы отсчета, относительно которых тело движется равномерно и прямолинейно при условии, если на него не действуют другие тела или действие их скомпенсировано.
– Да-а… Закон-то про тело или про системы отсчета?
– Про инерцию. Интересно, что это слово даже не звучит. Нефизику понять такую формулировку очень трудно. Понимание еще больше усложняет то, что в самом начале говорится о системах отсчета, да еще что они существуют. «Ну существуют», – думает гуманитарий, привыкший самое главное искать в начале текста. При чем тут закон? Кстати, законы более или менее понятны, если построены по такому образцу: если то-то и то-то, то будет так-то и так-то. На этом примере я хотел показать, как с возрастанием точности формулировки убывает возможность ее понимания. И в этом противоречии я как учитель должен работать. Я сознательно предпочитаю понимание.
– Вы упомянули, что долго приучали себя импровизировать на уроке. Почему?
– Я вырос в семье технарей, учился во вполне традиционной школе у довольно обычных учителей. И не было никого, кто научил бы меня тому, что существует иной тип мышления. Поэтому уже во взрослой жизни с немалым трудом я осваивал гуманитарную среду, в первую очередь искусство. Ведь педагог, работающий в школе, должен быть хотя бы отчасти гуманитарием. Будь он хоть трижды физиком или математиком, работа с детьми требует гуманитарного подхода. Поработал в школе и понял, что мне не хватает знаний по психологии. Известно, что гениальный Ньютон читал в свое время цикл лекций, но у него не было слушателей. Видимо, слушать это было невозможно. Педагог не может себе этого позволить.
– Как вы себе представляете хорошего учителя физики в школе?
– В старших классах важнее, наверное, блестящее знание предмета. А для работы с подростками – умение найти к ним подход. Смотришь иногда на какой-нибудь седьмой класс и думаешь: эх, ребята, увести бы вас на практику, чтобы вы что-то делали руками, а не делали вид, что учитесь. При работе с этим возрастом педагогическое искусство играет большую роль, чем академическое знание.
– Что вы можете посоветовать молодому учителю физики, только что пришедшему в школу?
– Меньше следовать канонам академической педагогики, которые ему преподавали в вузе. Ибо, по-моему, педагогика не менее абстрактная наука, чем физика. Только в физике абстракция направлена на мир техники и вполне эффективна. А в области человеческих отношений подобный подход приводит к обратному результату. Любая формальная технология не работает в школе – «материал», к счастью, обладает иной сопротивляемостью, чем физический объект по прозвищу «тело». Поэтому учителю всегда нужно помнить о том, что педагогика – это искусство и ему нельзя опираться на какие-то стандартные, пусть даже очень умные схемы. А нужно, во-первых, постоянно нарабатывать новый опыт (ездить, смотреть другую практику, слушать разных людей, то есть постоянно учиться) и, во-вторых, каждый раз, встречаясь с учениками, импровизировать, творить. Только фантазия должна быть очень точной, учитывающей законы профессии. Каждый урок должен создаваться заново, как картина или текст. План урока не должен быть жестким, выстроенным по пунктам. Это хорошо для завуча, но не для детей и не для развития учителя. По своему опыту могу сказать, что самыми развивающими, интересными были те ситуации, когда я был не стопроцентно готов к уроку.
Кстати, самой лучшей средой для развития педагога является искусство – театр, литература, музыка, живопись. Именно эта среда воспитала во мне способность к творчеству, гибкость, находчивость, свободу в общении с детьми, артистизм… Ведь когда я пришел в школу, я был технарь-технарем.

Ваше мнение

Мы будем благодарны, если Вы найдете время высказать свое мнение о данной статье, свое впечатление от нее. Спасибо.

"Первое сентября"