ИНТЕГРАТИВНАЯ  РОЛЬ  ФИЗИЧЕСКОЙ  ГЕОГРАФИИ  В  СИСТЕМАЗИТИЗАЦИИ  ФИЗИЧЕСКИХ  ЗНАНИЙ  ШКОЛЬНИКОВ

Аракчеева  Зинаида  Васильевна

канд.  пед.  наук,  доцент  МГТУ  им.  Г.И.  Носова,  РФ,  г.  Магнитогорск

E-mail:  z.eva 

INTEGRATIVE  PROPERTIES  OF  PHYSICAL  GEOGRAPHY

Arakcheeva  Zinaida

cand..  пед.  sciences,  associate  professor  of  MGTU  to  them  G.I.  Nosova ,  Russia,  Magnitogorsk

АННОТАЦИЯ

Целью  исследования  явилось  исследование  наличия  определенной  системы  физических  знаний  у  школьников,  их  использование  в  курсе  физической  географии  для  изучения  взаимодействий  природно-территориальных  комплексов.  Однако,  несмотря  на  наличие  определенной  системы  таковых  знаний,  их  конкретное  «теоретическое  приложение»  к  исследованиям  взаимодействий  природно-территориальных  комплексов  далеко  от  желаемого.  В  связи  с  этим,  необходимо  научить  школьников  прогнозировать  будущие  состояния  природно-территориального  комплекса,  то  есть  решать  основную  задачу  физической  географии. 

ABSTRACT

The  aim  of  the  study  was  to  investigate  whether  a  specific  system  of  physical  knowledge  among  schoolchildren,  their  use  in  the  course  of  physical  geography  for  the  study  of  the  interactions  of  natural-territorial  complexes.  However,  despite  the  presence  of  a  certain  system  of  such  knowledge,  their  particular  "theoretical  application  to  studies  of  interactions  of  natural-territorial  complexes  is  far  from  desirable.  In  this  regard,  it  is  necessary  to  teach  students  to  predict  the  future  state  of  natural-territorial  complex,  that  is,  to  solve  the  basic  problem  of  physical  geography.

Ключевые  слова:   Физическая  география;  природно-территориальный  комплекс;  теоретическое  мышление;  физическая  величина;  инертная  масса,  гравитационная  масса;  механическая  энергия;  факторность.

Keywords:  Physical  geography;  natural-territorial  complex;  theoretical  thinking;  physical  quantity;  the  inertial  mass,  gravitational  mass;  mechanical  energy;  fakturnosti.

В  физической  географии  единодушно  считается,  что  взаимовлияние  природно-территориальных  комплексов  друг  на  друга  обусловливается  двумя  процессами:  «обменом  масс»  и  «обменом  энергией».  Эти  обмены  между  природно-территориальными  комплексами  осуществляются  в  результате  трех  типов  кругооборота:  биологического,  водного,  энергетического.

Проанализируем  вначале  дидактические  возможности  теоретического  изучения  взаимовлияния  природно-территориальных  комплексов  в  результате  обмена  массами.  Напомним,  что  теоретическое  мышление  формируется  на  основе  теоретических  понятий,  отражающих  существенные  свойства  объектов  и  явлений.  Можно  ли  понятие  «масса»,  которым  владеют  восьмиклассники,  считать  теоретическим?  Нет!  Дело  в  том,  что  научное  понятие  массы  начинает  формироваться  у  школьников  в  курсе  физике  7-го  класса.  Так,  например,  в  учебнике  физики  А.В.  Перышкина  дается  следующее  определение:  «масса  тела  —  это  физическая  величина,  которая  характеризует  его  инертность».  Более  полное  определение  приводится  в  учебнике  физики  А.И.  Подольского:  «Масса  —  физическая  величина,  характеризующая  инертность  тела  и  равная  числу  эталонных  масс  в  этом  теле». 

Таким  образом,  в  физике  понятие  массы  вводится  как  понятие  об  инертной  массе.  Правда,  в  дальнейшем,  решая  проблему  определения  массы  тела  в  измерениях,  А.В.  Перышкин  и  другие  авторы  описывают  измерение  массы  тел  на  весах.  Однако  хорошо  известно,  что  на  рычажных  весах  определяется  не  инертная  масса  тела,  а  гравитационная,  так  как  на  рычажных  весах  сравниваются  не  инертные  свойства  тел  (свойства  сохранять  свое  состояние  неизменным),  а  гравитационные  свойства  тел  (свойства  «тяготеть»  к  другим  телам).  Таким  образом  в  физике  в  неявном  виде  вводится  понятие  гравитационной  массы.  Гравитационной  массой  называется  физическая  величина,  характеризующая  свойство  тела  притягиваться  к  другому  телу.  В  8-м  классе  никакого  понятийного  развития  «масса»  не  получает.

Дело  осложняется  еще  больше  «географами»:  учеными,  методистами,  учителями.  Дело  в  том,  что,  говоря  о  переносе  масс,  например,  о  переносе  воздушных  масс  из  одного  природно-территориального  комплекса  в  другой,  географы  говорят  о  количестве  перенесенного  воздуха,  то  есть  —  о  количестве  вещества,  а  не  о  количестве  инертных  или  гравитационных  свойств  этого  вещества.  Вот  что  о  количестве  вещества  говорится,  например,  в  справочнике  по  физике,  рекомендованном  для  учащихся:  «Любое  вещество  состоит  из  частиц,  поэтому  количество  вещества  принято  считать  пропорциональным  числу  частиц.  Единица  количества  вещества  называется  молем  (моль).  Моль  равен  количеству  вещества  системы,  содержащей  столько  же  частиц,  сколько  содержится  атомов  в  0,012  кг  углерода  ¹²С  ...  Количество  вещества  n  можно  найти  как  отношение  числа  N  атомов  или  молекул  вещества  к  постоянной  Авогадро  N_A:    [5,  с.  73].  Однако  указанное  понятие  формируется  у  школьников  лишь  в  10-м  классе.  В  сложившейся  ситуации  становится  ясным,  что  теоретический  путь  исследования  первого  процесса  невозможен:  у  школьников  отсутствуют  для  этого  необходимые  теоретические  знания,  научные  понятия.  Более  обнадеживающим  выглядит  второй  процесс:  «обмен  энергией».  Понятие  механической  энергии  формируется  у  учащихся  7  класса  в  курсе  физики:  «Энергия  —  физическая  величина,  показывающая,  какую  работу  может  совершить  тело  (или  несколько  тел)».  Более  полно  и  точно  это  определение  звучит  следующим  образом:  «Механическая  энергия  —  физическая  величина,  характеризующая  способность  тела  совершать  работу  и  численно  равная  работе,  совершенной  над  этим  телом».  Здесь  же  «вводятся»  понятия  о  видах  механической  энергии:  кинетической  и  потенциальной.  «Потенциальной  (от  лат.  потенция  —  возможность)  энергией  называется  энергия,  которая  определяется  взаимным  положением  взаимодействующих  тел  или  частей  одного  и  того  же  тела»  [8,  с.  154].  «Энергия,  которой  обладает  тело  вследствие  своего  движения,  называется  кинетической  (от  греч.  кинема  —  движение)  энергией».  Кроме  указания  на  качественные  видовые  отличия  приводятся  также  и  количественные  видовые  отличия.  Потенциальная  энергия  тела  в  поле  силы  тяжести  Земли  определяется  по  формуле:  Е_п=gmh,  а  кинетическая  энергия  —  по  формуле:    [8,  c.  155].  Здесь  же  у  учащихся  формируется  «закон  превращения  одного  вида  механической  энергии  в  другой»  или  в  неявном  виде  —  «закон  сохранения  механической  энергии».  В  самом  начале  8-го  класса  в  физике  «вводится»  понятие  о  внутренней  энергии  тела:  «Энергию  движения  и  взаимодействия  частиц,  из  которых  состоит  тело,  называют  внутренней  энергией  тела».  Кроме  этого,  «вводятся»  понятие  о  таком  важном  для  физической  географии  процессе,  как  теплопередача  и  понятия  о  ее  видах:  теплопроводности,  конвекции  и  излучении.  К  чести  «физиков»  следует  указать  на  то,  что  в  §  7  «Примеры  теплопередачи  в  природе  и  технике»  рассмотрено  то,  что  «ветры  представляют  собой  конвекционные  потоки  огромного  масштаба»  и  т.  п.,  а  также  влияние  различных  видов  теплопередачи  на  растительный  мир.

В  этом  же  разделе  8-классники  знакомятся  с  такими  важными  для  энергетических  процессов  характеристиками  (физическими  величинами),  как  количество  теплоты,  удельная  теплоемкость,  энергия  топлива,  удельная  теплота  сгорания  топлива,  а  также  овладевают  способами  расчета  этих  величин.  В  заключении,  учащиеся  расширяют  знания  о  законе  сохранения  механической  энергии  до  закона  сохранения  и  превращения  энергии  как  одного  из  основных  законов  природы.

Во  втором  разделе  физики  8-го  класса  учащиеся  изучают  агрегатные  состояния  вещества  и  процессы  перехода  вещества  из  одного  агрегатного  состояния  вещества  в  другое:  плавление,  кристаллизация,  испарение,  конденсация  и  т.  п.,  а  также  важнейшие  величины,  характеризующие  эти  процессы:  удельная  теплота  плавления  и  кристаллизации,  удельная  теплота  парообразования  и  конденсации.  Восьмиклассники  овладевают  и  способами  расчета  количества  теплоты,  затраченной  или  выделившейся  в  этих  процессах.  Все  эти  знания  очень  важны  для  изучения  взаимодействия  различных  природно-территориальных  комплексов  с  помощью  второго  процесса:  обмена  энергией.

  Однако,  несмотря  на  наличие  определенной  системы  физических  знаний  у  школьников,  их  использование  в  курсе  физической  географии  для  исследования  взаимодействий  природно-территориальных  комплексов  далеко  от  желаемого.  А  то,  что  такое  «желание»  есть,  можно  видеть  из  различных  программных  источников.  Так,  например,  давая  краткую  характеристику  традиционного  содержания  и  структуры  школьной  географии,  И.В.  Душина  пишет:  «В  содержании  курсов  физической  географии  особое  внимание  уделялось  изучению  физико-географических  процессов,  протекающих  в  географической  оболочке  ...,  а  также  процессов  взаимодействия  между  компонентами  природного  комплекса  [3,  с.  47].  Однако  анализ  «традиционных»  учебников  не  позволяет  нам  сделать  аналогичный  вывод  в  отношении  изучения  взаимодействий  природно-территориальных  комплексов.  Лишь  эпизодически  при  описании  какого-либо  природно-территориального  комплекса  вдруг  указывалось  влияние  на  его  характеристики  другого  природно-территориального  комплекса.  При  этом  физические  знания  никак  не  использовались,  особенно  на  эмпирическом  (количественном)  уровне.

Давая  характеристику  стандарта  современного  географического  образования,  стандарт  вновь  указывает,  на  то,  что  в  нем  5  линий  и  одна  из  них  —  это  «типовая  структура  географической  характеристики  территории,  овладение  которой  школьниками  будет  способствовать  познанию  территориальных  (географических)  систем  в  их  взаимодействии».

Анализ  содержания  современных  учебников  вновь  показывает,  что  структурирование  и  отбор  содержания  образования  таковы,  что  ни  о  каком  «познании  систем  в  их  взаимодействии»  говорить  не  приходиться.  Например,  в  учебнике  И.И.  Бариновой  при  описании  «опорного  края  державы»  —  природно-территориального  комплекса  Урал  —  ни  слова  не  говорится  о  том,  как  же  он  взаимодействует  со  своими  западным  и  восточным  соседями:  природно-территориальным  комплексом  Российской  равнины  и  природно-территориальным  комплексом  Западно-Сибирской  низменности.  Только  лишь  случайно,  в  одном  из  сотен  предложений,  школьник  может  узнать  о  таком  взаимодействии:  «Поскольку  Уральские  горы  —  это  преграда  на  пути  атлантических  воздушных  масс,  Предуралье  и  Зауралье  получают  разное  количество  осадков»  [2,  с.  191]. 

Таким  образом,  по  второму  блоку  можно  сделать  неутешительный  вывод  —  методически  изучение  взаимодействия  различных  природно-территориальных  комплексов  абсолютно  не  проработано,  хотя  такая  задача,  как  мы  видели,  поставлена.  Очень  слаба  связь  физической  географии  с  физикой.  Физические  знания  у  8-классников  явно  недостаточны  для  изучения  физической  географии  на  теоретическом  уровне,  но  даже  те  знания,  которые  у  учащихся  есть,  не  используются  или  используются  неправильно,  неточно,  слишком  вольно  с  точки  зрения  физики. 

И,  наконец,  в  третьем  блоке  школьники  должны  научиться  объяснять,  почему  состояние  исследуемого  природно-территориального  комплекса  сейчас  именно  таковое,  а  не  иное.  Кроме  того,  как  мы  уже  говорили  ранее,  один  из  признаков  теории  —  прогностичность.  В  связи  с  этим,  необходимо  научить  школьников  прогнозировать  будущие  состояния  природно-территориального  комплекса,  то  есть  решать  основную  задачу  физической  географии.  Однако  в  связи  с  тем,  что  условие  основной  задачи  физической  географии  России  (и  не  только)  оказывается  не  полностью  заданным  (школьники  не  могут  охарактеризовать  внешние  влияния,  то  есть  факторность  других  природно-территориальных  комплексов  в  отношении  исследуемого  природно-территориального  комплекса),  эта  задача  не  может  быть  решена. 

Правда,  в  настоящее  время  эта  рефлексия  приведет  школьников  к  неутешительным  выводам.  Но  это  и  хорошо.  Именно  эти  выводы  позволят  учащимся  понять  то,  что  знаниями  и  методами  физической  географии  в  восьмом  классе  они  еще  не  овладели,  что  физику  как  методологическую  науку  по  отношению  к  физической  географии  надо  знать  в  совершенстве,  а  следовательно,  надо  знать  и  математику,  не  помешают  также  и  химические  знания  и  т.  д.  В  этом,  как  раз,  и  проявятся  интегративные  свойства  географии  и  как  науки,  и  как  учебного  предмета,  о  чем  так  упорно  говорят  все  географы. 

Список  литературы:

1.Аракчеева  З.В.  Формирование  теоретического  мышления  школьников  в  процессе  изучения  физической  географии  в  8  классе:  монография  /  З.В.  Аракчеева;  М-во  образования  и  науки  Российской  федерации,  ГОУ  ВПО  «Магнитогорский  гос,  ун-т».  Магнитогорск,  2008. 

2.Баринова  И.И.  География  России.  Природа.  8  кл.:  учебник  для  общеобразоват.  учеб.  заведений  /  И.И.  Баринова.  М.:  Дрофа,  1999.  —  288  с. 

3.Душина  И.В.  Методика  и  технология  обучения  географии:  пособие  для  учителей  и  студентов  пед.  ин-тов  и  ун-тов  /  И.В.  Душина.  М.:  ООО  «Издательство  Астрель»;  ООО  «Издательство  АСТ»,  2004.  —  203  с.

4.Исаченко  А.Г.  Теория  и  методология  географической  науки  /  А.Г.  Исаченко.  М.:  Мысль,  2004.  —  208  с.

5.Кабардин  О.Ф.  Физика:  справ.  материалы:  учеб.  пособие  для  учащихся  /  О.  Ф.  Кабардин.  3-е  изд.  —  М.:  Просвещение,  1991.  —  367  с.

6.Новые  взгляды  на  географическое  образование:  пособие  ЮНЕСКО:  пер.  с  англ.  /  под  ред.  В.П.  Максаковского  и  Л.М.  Панчешниковой.  М.:  Прогресс,  1986.  —  463  с.

7.Подольский  А.И.  Системная  психодидактика:  монография  /  А.И.  Подольский.  Уфа:  Изд-во  «Творчество»,  2005.  —  328  с.

8.Перышкин  А.В.  Физика,  7  кл.  /  А.В.  Перышкин.  М.:  Дрофа,  2000.  —  192  с.