Политехническое обучение и профессиональная ориентация

Политехническое обучение учащихся в процессе изучения физи­ки. Прогресс любого государства, в том числе и России, во мно­гом определяется научной и трудовой подготовкой подрастающе­го поколения, способного обеспечить развитие науки, промыш­ленности, сельского хозяйства. Все школьники, оканчивающие школу, должны иметь необходимые теоретические и прикладные знания, общие и практические умения, иметь представление об основах современного производства, уметь ориентироваться в окружающем (во многом сегодня технократическом) мире. Иначе говоря, процесс школьного образования должен строиться с уче­том реализации принципа политехнизма в современных условиях. Важная роль в этом принадлежит школьному курсу физики.

Идея политехнического образования впервые была выдвинута в конце прошлого столетия. Школа, всегда выполняющая соци­альный заказ общества, должна была в условиях Западной Евро­пы учитывать начавшуюся урбанизацию общества, быстрый рост промышленного производства. Необходимо было готовить под­растающее поколение к участию в производственной деятельно­сти. Научное обоснование идея политехнического образования получила в трудах К.Маркса, называвшего политехническим та­кое образование, которое «знакомит с основными принципами

всех процессов производства и одновременно дает ребенку или подростку навыки обращения с простейшими орудиями всех про­изводств»¹.

Большую роль в становлении политехнической школы в нашей стране сыграла Н.К.Крупская. Именно ей принадлежит обще­принятое сегодня понимание сути политехнического образования и политехнического принципа. «Политехнизм не является каким-то особым предметом преподавания, он должен пронизывать со­бой все дисциплины, отражаться на подборе материала и в физи­ке, и в химии, и в природоведении, и в обществоведении. Необхо­дима взаимная увязка этих дисциплин и связь их с практической деятельностью, особенно связь их с обучением труду»². В этом вы­сказывании Н.К.Крупской определены пути осуществления по­литехнического обучения: через отдельные учебные предметы и че­рез обучение труду. В российской школе политехническое образо­вание школьников осуществляется, прежде всего, в двух назван­ных направлениях, а также частично через систему внеклассных и внеурочных занятий по технике и технологии.

Принципиальные положения о политехническом образова­нии остаются незыблемыми и сегодня. Вместе с тем в силу соци­альных изменений, происходящих в обществе, изменяются зада­чи, которые оно ставит перед школьным образованием, а следо­вательно, меняются и содержание образования (в том числе и политехнического), и методы преподавания политехнического материала.

Огромное влияние на политехническое образование оказывает развертывающаяся во всем мире научно-техническая революция (НТР), которая заключается в повышении технического уровня производства за счет развития и совершенствования орудий тру­да, технологических процессов, процессов управления на основе достижений науки, и прежде всего физики. Научно-техническая революция определяет важные изменения в производительных силах. Современные производства все более нуждаются в работ­никах с широким политехническим кругозором, основы которого закладываются в школе.

К основным задачам политехнического обучения на современ­ном этапе относятся:

- ознакомление учащихся с главными направлениями научно-
технического прогресса;

- ознакомление учащихся с физическими основами функцио­нирования ряда технических устройств.

Кроме этих главных задач политехнического обучения можно назвать и ряд других: развитие творческих технических способно-

¹ Маркс К. Инструкция делегатам Всемирного Центрального Совета // Маркс К.,
Энгельс Ф. Соч. - 2-е изд. - Т. 16. - С. 198.

² Крупская Н. К. О политехнизме // Пед. соч. - М., 1959. - Т. 4. - С. 195.

стей учащихся (что особенно актуально в условиях дифференци­рованного обучения), мотивация и активизация их познаватель­ной деятельности, развитие творческого мышления школьников, формирование их мировоззрения и пр.

В содержании политехнического материала, которое должно быть включено в контекст учебного материала, изучаемого на уроках физики, можно выделить такие компоненты:

1. Взаимосвязь физики и техники.

2. Основные направления научно-технического прогресса.

3. Основные отрасли современного производства.

4. Конкретные технические объекты и технологические про­цессы.

5. Социально-экономические знания.

6. Экологические знания.

Реализация принципа политехнизма предполагает понимание учащимися двусторонней связи между физикой и техникой. С од­ной стороны, физика служит фундаментом техники, но с другой -техника стимулирует научные исследования, осуществляет инду­стриализацию физической науки, дает новые технические средст­ва для физических исследований и экспериментов. Так, теоретиче­ское изучение цикла Карно послужило основой для развития теп­лотехники, изучение деления ядер урана - ядерной энергетики, а создание специальной теории относительности - для конструиро­вания лазера и ускорителей. В то же время создание мощных ус­корителей позволило физике элементарных частиц сделать ряд принципиально новых открытий. С помощью ЭВМ выполняются теоретические расчеты, которые раньше были невозможны из-за их огромной трудоемкости. Взаимосвязь физики и техники иллю­стрируется и на примерах из истории физики и техники. Изобре­тение микроскопа позволило открыть броуновское движение, по­лучение высокого вакуума в конце прошлого столетия способст­вовало исследованию газового разряда и рентгеновского излуче­ния и т.д.

Физика - одна из наук, определивших начало и развитие научно-технической революции. Рост производства и производительных сил во многом зависит от прогресса физической науки; физика становится непосредственной производительной силой общества. Достижения и открытия физики оказывают воздействие на все отрасли материального производства, в том числе и на такие ба­зовые производства, как машиностроение, энергетика, электрони­ка, электротехника. Именно эти производства, опирающиеся на физику как на научную основу, в первую очередь обеспечивают научно-технический прогресс. В связи с этим политехническое образование, смысл которого в формировании общего политех­нического кругозора учащихся, требует ознакомления их с науч­ными основами наиболее важных направлений научно-технического прогресса (механизации, автоматизации, энергетики, электрифи-

кации, приборостроения, создания новых материалов), с основ­ными отраслями современного производства.

Прикладной характер политехнического материала, безус­ловно, предполагает изучение отдельных технических объектов и процессов. При этом особое внимание должно быть уделено вы­яснению физических принципов действия различных механизмов. Зная основные принципы работы установки, учащиеся смогут найти их применение и в других устройствах, объяснить работу других технических объектов. Например, уяснив принцип рабо­ты электромагнита, учащиеся могут объяснить работу электро­магнитного реле, электроизмерительных приборов, телефона, телеграфа и пр.

Социально-экономический и экологический компоненты появи­лись в содержании политехнического образования сравнительно недавно, однако роль их неуклонно возрастает. Без разъяснения учащимся технико-экономических проблем, социального значе­ния современных научных достижений невозможно создать у них целостной картины современного производства. Роль и значение тех или иных производств в общем балансе хозяйства государст­ва, приоритеты, определяемые стратегией его развития, должны быть знакомы выпускнику полной средней школы. Учащиеся, на­пример, должны понимать, что энергетика является важнейшей отраслью техники и в целом определяет темпы промышленного и сельскохозяйственного производства. В то же время расположе­ние источников энергоресурсов предполагает комплексный под­ход (экономический, экологический, инженерный и пр.) к проек­тированию и строительству энергосооружений.

Экологическое образование подрастающего поколения - одна из актуальных проблем, стоящих перед школой сегодня. Бурное развитие техники, интенсивное использование природных бо­гатств выдвигают проблемы взаимоотношения общества и при­роды, человека и окружающей среды. Экологическая грамотность школьников - это составная часть политехнического образования, так как применение достижений науки должно строиться без на­рушения равновесия в природе. В самом деле, обсуждение про­блем электрификации невозможно без анализа экологических по­следствий, связанных с сооружением тепловых, гидро- и особенно атомных электростанций.

Формирование политехнических умений - важная задача поли­технического обучения на уроках физики. Среди этих умений можно назвать следующие:

1) пользоваться измерительными приборами и выполнять из­мерения;

2) пользоваться таблицами;

3) читать и строить графики;

4) чертить схемы и собирать электрические цепи по этим схемам;

5) оценивать погрешности измерений.

Очевидно, что эти умения, названные политехническими, яв­ляются неотъемлемой частью «физических» умений, без которых невозможно обучение физике. Это говорит о том, что связь физи­ческого образования и политехнического чрезвычайно глубока.

Прикладной производственно-технический материал традици­онно в течение многих лет рассматривался с двух точек зрения: как иллюстрация технических применений физических законов и как объект изучения (например, устройство и принцип действия физических приборов, технических устройств - телефона, радио, трансформатора и т.д.). Однако в условиях НТР нельзя задачи политехнического образования в курсе физики сводить только к ознакомлению школьников с техническими объектами и с приме­нением законов физики в технике. Необходимость формирования политехнического кругозора учащихся (прежде всего в старших классах) предполагает ознакомление их с научными основами наиболее важных направлений научно-технического прогресса. Логика и структура курса физики средней школы, в котором учебный материал группируется вокруг разделов, соответствую­щих основным формам движения материи (механической, тепло­вой, электромагнитной и квантово-полевой), определяют и место включения информации о НТП - на обобщающем, завершающем этапе изучения того или иного раздела. Рассказ о механизации как одном из направлений научно-технического прогресса завер­шает изучение механики; информация о создании материалов с заданными свойствами может быть включена в содержание курса физики средней школы только после изучения молекулярно-кинетической теории и термодинамики, а рассмотрение проблем электрификации - после изучения электродинамики и т.д. Воз­можна, однако, и определенная пропедевтика информации на вводных занятиях перед изучением физического материала.

В последние десятилетия принципиально изменилось отноше­ние к характеру прикладного политехнического материала. Принцип генерализации учебного материала, заключающийся в обобщении широкого круга физических явлений (фактов, поня­тий, законов) на основе теорий, определил и содержание, и мето­дику изучения политехнического материала. Исходя из структуры физической теории (основание, ядро, следствия) и логики процесса познания (факты —> гипотезы —> следствия —> эксперимент) опре­деляется место прикладного материала в курсе физики. Он со­ставляет фактологическую основу или проверку теоретического материала, находится в основании или следствиях физической теории. Например, изучение фотоэффекта как физической теории начинается с рассмотрения фундаментальных опытов Герца -Столетова и заканчивается опытами Лебедева и практическим применением теоретических знаний - изучением фотоэлементов, фотореле, фотографии и пр. Молекулярно-кинетическая теория газов основывается на многочисленных наблюдениях (опытных

фактах), которые позволили постулировать основные положения МКТ, и завершается фундаментальным опытом Штерна. При этом важно объяснить школьникам, что фундаментальные экспе­рименты приводят не только к созданию новых теорий, но и к возникновению многих важных отраслей техники. Так, опыты Герца - Столетова стали исходными для развития квантовой оп­тики и основой для зарождения фотоэлектронной техники.

Таким образом, реализация принципа политехнизма предпола­гает понимание учащимися роли опыта в процессе познания и места прикладного материала в структуре знания.

Выделение основных направлений научно-технического про­гресса позволяет провести систематизацию учебного политехни­ческого материала вокруг стержневых идей НТП, что также соот­ветствует методическому принципу генерализации материала. Это означает, что изучение технических объектов должно проводиться на протяжении всей темы (раздела, курса) с тем, чтобы в результа­те создать у учащихся целостную картину определенной отрасли техники или направления технического прогресса. Кроме того, сопоставление содержания школьного курса физики и направле­ний научно-технического прогресса позволяет выбрать опти­мальное содержание прикладного материала, что способствует разгрузке учащихся за счет изъятия «случайного» материала.

Формирование политехнических знаний и умений учащихся на уроках физики происходит постепенно в течение всего процесса обучения. Поэтому важно, чтобы существовала определенная сис­тема, в которой были бы взаимосвязаны разделы курса физики, направления технического прогресса и отдельные вопросы при­кладной физики и техники (виды производств, типы машин и ма­териалов, технические объекты и процессы). Подобная система с примерным прикладным материалом, традиционно изучающимся в средней школе, представлена в таблице 7.

Таблица 7

Продолжение табл.

Продолжение табл.

В практике работы школы сложились следующие формы и ме­тоды реализации политехнического обучения в процессе препода­вания физики:

объяснение учителем практических приложений физических законов и явлений;

демонстрация принципов действия машин и технических уста­новок;

демонстрация кино-, теле- и видеофильмов с физико-техниче­ским содержанием;

решение задач с технико-производственными данными;

лабораторные и фронтальные практические работы, содер­жанием которых является изучение технических объектов, при­боров и пр.;

проведение экскурсий на производство;

организация самостоятельных наблюдений, конструирования, технических разработок (в классе и дома);

приобщение учащихся к работе в физико-технических кружках;

организация внеклассного чтения популярной научно-техниче­ской литературы и выставок такой литературы в школе;

факультативные курсы прикладной физики.

Профессиональная ориентация учащихся в процессе обучения физике. Одной из основных задач обучения и воспитания в школе является подготовка подрастающего поколения к активному уча­стию в трудовой деятельности. Поэтому наряду с вооружением учащихся глубокими и прочными знаниями, воспитанием и раз­витием их общеобразовательная школа должна также осуществлять профориентационную подготовку школьников.

В самом общем определении профориентация - это специально организованная работа по подготовке учащихся к выбору профессии и оказание им помощи в этом выборе.

Для выбора будущей профессии школьники должны иметь об­щее представление о народном хозяйстве нашей страны, об ос­новных перспективах его развития. Выпускники средних школ должны также иметь представление о технике и технологии, при­меняемой в той или иной области производства, об определенных

специальностях и профессиях, об условиях работы и возможно­стях, которые предоставляет данная профессия в области рацио­нализации и изобретательства, и целый ряд других специальных сведений. Поэтому профессиональная ориентация школьников должна осуществляться планомерно и целенаправленно на всех уроках и во всех классах, во время учебного процесса и во вне­урочное время.

Структура профориентационной работы школы очень разно­образна и во многом дискуссионна. К наиболее существенным компонентам профориентации относятся следующие: 1) ознаком­ление учащихся с отраслями народного хозяйства и с основными массовыми профессиями, 2) организация целенаправленной деятель­ности школьников по подготовке к сознательному выбору профес­сии, 3) консультирование учащихся по вопросам выбора профессии и трудоустройства. Очевидно, что первые две задачи профессио­нальной ориентации учащихся должны учитываться при обучении школьников основам наук, в том числе и физике; третья же требу­ет специально организованной внеурочной работы.

Ни одна учебная программа по физике ни в одной школе не содержит прямой задачи дать учащимся систематическое пред­ставление о конкретных профессиях, и такую задачу ставить неце­лесообразно. Однако политехнический характер процесса обуче­ния физике создает определенные возможности для профориента­ционной информации.

Одним из принципов отбора профориентационного материала является учет потребности общества в кадрах. Необходимо при­влекать внимание учащихся прежде всего к тем профессиям, в ко­торых хозяйство региона, города или деревни испытывает наи­большую потребность. Например, в районах нефтяной и газовой промышленности в программе работ по профориентации ведущее место будет занимать ознакомление учащихся с профессиями, свя­занными с разведкой, бурением, добычей, переработкой нефти и газа; в Кузбассе - центре угледобычи - с профессиями горняков, а в городе Иваново, где традиционно развивается текстильное про­изводство, - с массовыми профессиями текстильной промышлен­ности. Очевидно, что в сельских школах профориентационный материал будет касаться прежде всего сельскохозяйственных про­фессий и профессий, связанных с обслуживанием современной машинной техники. Поэтому при отборе политехнического мате­риала и конкретных примеров прикладного характера следует учи­тывать специфику производственного окружения школы.

Например, рассматривая понятие плотности вещества и иллю­стрируя плотность твердых, жидких и газообразных веществ, учи­тель физики в сельской школе может показать связь плотности грунта с его составом (а следовательно, и с плодородием той или иной почвы), может рассказать о роли плотности в определении состава органических веществ ряда сельскохозяйственных куль-

тур, проведя, например, фронтальный эксперимент по определе­нию содержания крахмала в клубне картофеля и т.д. В школах же, расположенных в районах нефте- и угледобычи, введение этого понятия можно сопроводить интересным рассказом о залежах нефти и газа и о расположении их в недрах земли и пр.

Другим важным принципом отбора профориентационного ма­териала является учет интересов и намерений самих учащихся. Правильный выбор профессии - процесс длительный, связанный с развитием интересов, склонностей, формированием профнамере-ний. Изучение физики открывает большие возможности в форми­ровании интересов учащихся - интересов, прежде всего связанных с физикой и техникой. Особая роль в этом отношении принадле­жит развитию способностей школьников к техническому творче­ству. Это не только важная педагогическая задача, имеющая со­циальную значимость, но и необходимое условие развития техни­ки, технологии производства.

При организации профориентационной работы возможно привлечение дополнительного материала, выходящего за рамки определенного учебной программой содержания школьного об­разования. С этой целью учитель физики должен предварительно познакомиться с производственным окружением школы и тща­тельно проанализировать типовые программы профессионального обучения по профилирующим в школе профессиям. Основной кри­терий отбора материала - наличие типичных для современного производства трудовых процессов и профессий, информация о ко­торых была бы органически увязана с материалом школьной про­граммы. Далее учитель физики составляет тематический план, оп­ределяет содержание, объем и формы подачи профориентационно­го материала в соответствии с изучаемым физическим материалом.