Единство познавательного процесса в изучении географии



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 для теоретического мышления необходимы теоретические понятия, отражающие 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 усложняется 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  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 необходимые теоретические, 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» (5, с. 42) «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: (6, c. 155). Здесь же формируется у учащихся «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 заключение 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. (1, c. 155). Так, например, давая краткую характеристику традиционного содержания и структуры школьной географии, И. В. Дудина 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. Однако анализ «традиционных» учебников не позволяет нам сделать аналогичный вывод в отношении изучения взаимодействий природно-территориальных комплексов. Лишь эпизодически вдруг указывалось при описании какого-либо природно-территориального комплекса влияние на его характеристики другого природно-территориального комплекса. При этом физические знания никак не использовались, особенно на научном, количественном уровне(2, c. 43).

Анализ содержания учебников вновь показывает, что структурирование и отбор содержания образования таковы, что ни о каком «познании систем в их взаимодействии» говорить не приходиться.

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 научно-теоретическом уровне, но даже те знания, которые у учащихся есть, не используются или используются неправильно, неточно, слишком вольно с точки зрения физики (3, c. 78).

И, наконец, в третьем блоке школьники должны научиться объяснять, почему состояние исследуемого природно-территориального комплекса сейчас именно таково, 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 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.

Литература:

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. Аракчеева З. В. Дидактические условия формирования теоретического мышления школьников в процессе изучения физической географии: диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук/Магнитогорский государственный университет. Магнитогорск, 2006
3. Аракчеева З. В. Мышление и организация учебной деятельности школьников/Проблемы современной науки, 2014. № 13.
4. Подольский, А. И. Формирование учебной деятельности школьников на уроках физики в 7 классе. Ч. IV. Определение состояния механического объекта: технологическое пособие для учителей физики по теории и практике развивающего обучения / А. И. Подольский. — Магнитогорск: МГПИ, 1997. — 89 с.
5. Подольский, А. И. Организация учебной деятельности школьников при формировании первоначальных физических понятий: дис. … канд. пед. наук / А. И. Подольский. — Челябинск, 1985. — 226 с.