Роль мисленнєвого експерименту у вивченні квантової фізики здобувачами профільної середньої освіти

Abstract

(ua) Загальновизнаною ідеєю сучасного навчання вважається його відповідність розвитку науки, а також тим методам пізнання, які в науці є вирішальними. Головна мета навчання фізики старшої школи полягає в розвитку особистості учнів засобами фізики як навчального предмета, зокрема, завдяки формуванню в них фізичного знання про явища природи, наукового світогляду й відповідного стилю мислення, екологічної культури, розвитку в них експериментальних умінь і дослідницьких навичок, творчих здібностей і схильності креативно мислити. У статті обґрунтовується важливість включення в зміст шкільного курсу фізики сучасних питань фізики, які є основою сучасної техніки та технологій. Метою статті визначено встановлення особливостей навчання основ квантової фізики в умовах профільної школи та окреслення напрямів формування теоретичного мислення учнів. Зміст фізичної освіти старшої школи спрямовано на опанування учнями наукових фактів і фундаментальних ідей, усвідомлення ними суті понять і законів, принципів та теорій, які дають змогу не лише пояснити перебіг явищ і процесів, а й зрозуміти наукові основи сучасного виробництва, техніки й технологій, використати здобуті знання в практичній діяльності. Визначено, що для учнів старшої школи ваго- мого значення набуває розвиток формального теоретичного мислення. Показано, що для цього доцільно використати підходи, які враховують особливості змісту квантової фізики: об’єктами дослідження є мікрооб’єкти, особливе місце серед фізичних експериментів посідають фундаментальні досліди, які важко відтворити в умовах закладу освіти. Особлива увага приділена мисленнєвому експерименту як засобу формування основних понять квантової фізики та розвитку формального мислення учнів. Визначено, що загалом методика викладання квантової фізики є динамічною, постійно розвивається, оскільки зміст цього розділу наповнюється новим матеріалом. (en) The generally accepted idea of modern education is its compliance with the development of science, as well as with those methods of cognition that are decisive in science. The main goal of teaching physics in high school is to develop the personality of students by means of physics as an educational subject, in particular through the formation of physical knowledge about natural phenomena, a scientific worldview and an appropriate style of thinking, ecological culture, the development of experimental and research skills, creative abilities and a tendency to creative thinking in them. The article justifies the importance of including in the content of the school physics course modern issues of physics, which are the basis of modern technology and engineering. The purpose of the article is to establish the features of teaching the basics of quantum physics in the conditions of a specialized school and outline the directions for the formation of students' theoretical thinking. The content of high school physical education is aimed at students mastering scientific facts and fundamental ideas, their awareness of the essence of concepts and laws, principles and theories that allow not only to explain the course of phenomena and processes, but also to understand the scientific foundations of modern production, technology and engineering, and to use the acquired knowledge in practical activities. It is determined that for high school students the development of formal theoretical thinking is of great importance. It is shown that for this it is advisable to use approaches that take into account the peculiarities of the content of quantum physics: the objects of research are microobjects; a special place among physical experiments is occupied by fundamental experiments that are difficult to reproduce in the conditions of an educational institution. Special attention is paid to the thought experiment as a means of forming the basic concepts of quantum physics and developing students' formal thinking. It is determined that in general the methodology of teaching quantum physics is dynamic, constantly evolving, since the content of this section is filled with new material.