§ 53. Радиальное, концентрическое и ступенчатое расположение материала
1. Изложение в порядке усложнения форм движения. Изложение физики должно быть систематическим. Система предполагает расположение материала в определённой последовательности и развитие некоторой определённой точки зрения с начала до конца курса без повторения и без пробелов. Система предполагает также некоторую внутреннюю мысль, ею осуществляемую. Эта основная линия, которая определяет всю систематику, является результатом содержания излагаемой науки или педагогических соображений. Выше было сказано об особенностях физики как науки и физики как учебного предмета (§§ 1 и 2). Было высказано, что обе эти «физики» должны быть по возможности близки друг к другу. Поэтому общая систематика курса физики естественно должна следовать основным отделам классической физики. Эти отделы следуют друг за другом в порядке изучения усложняющихся форм движения материи. Изучая живую действительность физических явлений, мы постепенно усматриваем в ней эти усложняющиеся формы движения материи. Они являются объективно наблюдаемыми фактами, с которыми должно считаться всякое научное изложение.
Первой самой простой формой движения (в философском понимании этого термина) является перемещение больших вещественных тел — классическая или физическая механика, далее, изучая движение мельчайших частиц вещества – молекул, мы сталкиваемся с новой формой движения. Рассмотрение закономерностей хаотического движения молекул носит статистический характер. Это приводит к невозможности и ненужности выделять движение каждой отдельной молекулы. И, наоборот, позволяет рассматривать их как совокупность, что составляет характернейшую особенность этой формы движений материи. Эта форма составляет предмет изучения второго большого раздела физики — молекулярной физики, в которую входит теплота как составная часть.
Наконец, в электричестве и магнетизме мы имеем ещё более сложный вид движения материи — электрическое и магнитное поля; они «материальны», так как являются объективной реальностью, действующей на наши чувства, но они не «вещественны», т. е. не состоят из того «вещества», которое имеет массу и обладает силами всемирного тяготения. Наоборот, именно электрическими и магнитными свойствами элементарных частиц (электронов, протонов и т. п.) объясняются многие свойства «вещественных» тел и их элементов — атомов и молекул. Здесь систематика классической физики переходит на новые точки зрения современной физики. Такие разделы физики, как акустика — учение о звуке, при такой систематике естественно, относится к механике, а оптика — к учению об электрических и магнитных явлениях. Учение об энергии — термодинамика — стоит отдельно, охватывая все разделы физики. Это учение начинается с рассмотрения механических форм энергии, расширяется на явления молекулярной физики и распространяется на явления электрические и магнитные. Термодинамическая точка зрения должна найти своё отражение во всяком, даже элементарном изложении физики.
Такова естественная систематика физики — механика, молекулярная физика с теплотою, электричество, оптика, и, наконец, строение материи. При таком изложении физики встречается наименьшее количество затруднений.
2. Три системы расположения материала. Расположение без повторений, без возвращения к пройденному с беспрерывным движением вперёд, к более сложным явлениям в методике физики носит название радиального расположения материала. Оно кажется наиболее целесообразным со всех точек зрения и с точки зрения науки физики, и с педагогической точки зрения. Однако, при попытках осуществить в курсе физики строго радиальное изложение возникает большое количество затруднений, главным образом, педагогического порядка. Эти затруднения заключаются в следующем:
1) Отдельные вопросы в классической и ещё более того в современной физике из разных разделов весьма тесно переплетаются между собой. Например, изучая физическую механику твёрдых тел, жидкостей и газов, нельзя не опираться на их молекулярные свойства — прочность и упругость твёрдых тел, текучесть и вязкость жидкостей и газов и т. д.
2) Многие вопросы механики, являясь, кстати сказать, более сложными и трудными по сравнению с элементарными вопросами электричества, оптики, теплоты, окажутся непосильными для изучения по причине не только недостатка в математической подготовке, но и в недостаточности общего развития учащихся в младших классах.
Таким образом, строго радиальное расположение, осуществляемое обычно в курсах физики вузов, для средней школы является неприемлемым. К числу причин, затрудняющих радиальное расположение, следует добавить затруднения, встречающиеся благодаря делению школы в системе народного образования на границе между 7 и 8 классами, что требует известной законченности каждого этапа школы и необходимости давать знания по физике с учётом нужды в них при прохождении других предметов учебного плана (сведения по молекулярным явлениям — для прохождения биологии, по электричеству — для химии, из оптики — для физиологии человека и т. д.).
Эти затруднения приводят к мысли о построении курса в виде объединения вопросов в два круга, нарушая радиальность изучения и отчасти научную систематичность. Такая система расположения материала носит название концентрической. Учитывая приведённые выше соображения и систему народного образования, курс физики проходится в два приёма — в виде двух концентров: в первый раз в 6 и 7 классах в наиболее элементарном виде, во второй — в более расширенном и углублённом виде в 8—10 классах. При построении программы каждого из концентров взаимная связь отдельных вопросов выдвигается на первый план; кроме того, учитывается систематическая подготовка учащихся, степень их развития и другие возрастные особенности, и, наконец, по мере возможности, включаются вопросы, нужные для прохождения других предметов. Однако, затруднения возникают и при концентрическом построении. Они заключаются в трудностях перехода от одного концентра к другому. Выбрав группу вопросов для первого концентра и расположив их в систему, надо второй концентр построить так, чтобы при вторичном рассмотрении в сущности тех же вопросов, правда, с других сторон, избегнуть излишней затраты времени на повторение уже пройденного.
Кроме этих двух способов расположения материала, существует ещё третий, называемый ступенчатым. При этом способе материал располагается так, чтобы каждая следующая — ступень была основана на пройденном ранее и сама служила основанием для дальнейшей. Такое ступенчатое расположение аналогично спирали. Обороты спирали не замыкаются, а всё расширяются, несмотря на то, что пересекают одни и те же «радиусы», идущие от центра. Ступенчатое расположение является наиболее целесообразным, но оно не увязывается с системой нашего образования, так как учащиеся, окончившие семилетку, получили бы представление далеко не обо всех основных, но только о некоторых и притом сравнительно немногих вопросах физики.
В последнее время намечается тенденция (в связи с выясненной на опыте работы школ трудностью изучения в 8 классе механики в её целом) пойти на некоторые нарушения научной системы и построить курс физики в старших классах (8—10) по ступенчатой системе. Ступенчатость оказывается выгодной в педагогическом отношении и в младших классах (6—7). Она, в частности, выражается, как это подробно рассмотрено в §54, в дроблении изучения теплоты на две части с вынесением первой части в б класс и изучением второй (механический эквивалент теплоты и машины двигатели) в заключение к механике.
