Методологические и дидактические аспекты формирования понятия поля в курсе физики технического вуза

Севрюк Анна Владимировна

Общенаучные дисциплины обеспечивают фундаментальные знания, формируют научную картину мира. Прочные и глубокие знания основных законов науки создают основу фундаментального образования, обеспечивают усвоение знаний смежных дисциплин, помогают осваивать теоретические и практические дисциплины.

Понятие – это одна из высших форм мышления, форма отражения материальной действительности. Содержание курса физики представляет систему взаимосвязанных понятий, составляющих основополагающие знания о свойствах вещества, физических полей, форм движения материи, фундаментальных взаимодействий. Без усвоения понятий не может быть сознательного усвоения законов и теорий, поскольку они выражают связь между понятиями.

Одним из фундаментальных физических понятий, играющим определяющую роль в структуре современного научного знания, является понятие поля. Представление о веществе и физическом поле, как двух основных видах материи, является основополагающим компонентом современной физической картины мира. Категориально-понятийный аппарат концепции эволюции физической картины мира (ФКМ) представлен в работах Мостепаненко М.В. и Ефименко В.Ф.

Содержание того или иного физического понятия в физической теории не тождественно содержанию этого понятия в ФКМ, поскольку они выполняют там разные функции. В ФКМ понятия в гораздо большей степени выполняют свои методологические и мировоззренческие функции, характеризуются большей общностью, чем в физической теории [1].

Большая степень общности понятийной структуры картины мира, по сравнению с конкретными теориями, выражается в ее непосредственной близости к категориям философии, хотя в определенном смысле (если учесть, что философские категории выражают универсальные формы мышления) любые научные понятия выступают как своеобразная конкретизация философских категорий [2].

Понятие обладает не только многогранностью предметного содержания. Научное понятие обладает и разнообразными категориальными значениями, фиксируя в особенной, предметной форме взаимосвязь всеобщих форм бытия. Поэтому, как любая категория опирается на спектр предметных понятий, так и предметное понятие содержит систему категориальных значений. Анализ понятия под углом зрения его категориальных значений, то есть раскрытие его философского содержания, является важным аспектом процесса развития понятия, обобщения и систематизации знаний в процессе обучения.

Содержание понятия физического поля определяется такими понятиями, как материя, взаимодействие, прерывность и непрерывность.

Материя (как философская категория) – объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания и отражается им. Материя существует в бесконечном множестве конкретных форм различных объектов и систем мира. Материя бесконечна в своих структурных проявлениях, неразрывно связана с движением.

Структура и сущностное содержание понятия материи в рамках физической науки являются естественнонаучной базой философского обобщения этого понятия как философской категории.

Материя в физике делится на два основных вида: вещество и физические поля. Соответственно, физическое поле определяется как один из основных видов материи, относительно отличный от вещества в макроскопических явлениях. Поле является материальным носителем передачи взаимодействия и обладает свойством связывать частицы вещества в физические системы [1]. Все многообразие форм и видов материи, ее неисчерпаемое разнообразие свойств и отношений обусловлено взаимосвязью, взаимодействием и взаимопревращением вещества и физических полей.

Таким образом, строение материи на уровне макро- и микромира отражается структурно-логической схемой.

Категории прерывности и непрерывности также имеют основополагающее значение для анализа содержания понятия физического поля. Исследования в области микромира по-новому раскрыли сущность, природу исследуемых материальных микрообъектов. Это особенно ярко проявляется в свойствах прерывности и непрерывности.

Прерывность и непрерывность, как философские категории, характеризуют структуру материи, а также процессы развития в живой и неживой природе, в обществе и мышлении.

Признаком дискретности служит изолированность объектов друг от друга, отсюда вытекает их замкнутость и конечность. Непрерывность есть отрицание прерывности, следовательно, характерным проявлением непрерывности служит наличие связи между объектами. В физике система многих частиц с сильной связью рассматривается не как дискретное множество, а как множество непрерывное, как поле. Поле - непрерывный объект - имеет определенные значения в каждой точке; у частицы в определенных ситуациях некоторые параметры являются неопределенными.

Прерывность и непрерывность отражают противоположные, но взаимосвязанные свойства материальных объектов. Категории прерывности и непрерывности – это понятия, отражающие некоторые всеобщие свойства движущейся материи и ее атрибутов. Эти категории применяются ко всем взаимосвязям, отношениям, изменениям, превращениям материальных объектов, характеризуя, таким образом, как формы их существования и изменения, так и формы их пространственного и временного бытия.

Прерывность и непрерывность неотделимы друг от друга и объективно существуют только в своем единстве. Однако, это не исключает выдвижения на первый план в раз