28 Апр

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ КУРСА ФИЗИКИ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:
  1. Курс общей физики от Хвольсона

Развитие высших технических учебных заведений как образовательной системы началось еще во второй половине ХХ в. В ходе проведенных реформ в Российской империи были открыты новые политехнические и технологические институты: Харьковский технологический институт (1885 г.), Императорское Московское инженерное училище (1896 г.), Рижский политехнический институт (1896 г.), Киевский политехнический институт (1898 г.), Санкт-Петербургский политехнический институт Императора Петра Великого (1899 г.), Томский технологический институт Императора Николая  II (1900 г.). Все эти заведения в своей организации следовали первому инженерному вузу – Санкт-Петербургскому Институту инженеров путей сообщения [2]. Они имели пятилетнюю программу обучения, а студенты с хорошей математической подготовкой выявлялись на конкурсных вступительных экзаменах. Это позволяло начинать преподавание математики и физики на довольно высоком уровне уже на первом курсе и дать студентам достаточную подготовку по фундаментальным основам в первые два года.

На рубеже ХIХ – ХХ веков в вузах преподавалась классическая физика. Наиболее известным и  распространенным в вузах учебником был «Курс физики», написанный О.Д. Хвольсоном. Первый том курса О.Д.Хвольсона вышел в 1897 г., к 1923 г. он выдержал уже пять изданий. Объем первого тома составлял 675 страниц. Это был не учебник, а скорее, энциклопедия классической физики. Сюда вошли (по отделам) механика, измерительные приборы и методы измерений, учение о газах, учение о жидкостях, учение о твердых телах. Вводную часть этого тома и сейчас можно смело рекомендовать как прекрасное пособие по курсу «Концепции современного образования».

Орест Данилович Хвольсон (1852-1934) – российский и советский ученый-физик и педагог, член-корреспондент Петербургской академии наук, почетный член Российской академии наук, награжденный в 1926 г. орденом Трудового Красного Знамени,  в 1927 г.  он получил звание  «Герой труда». О.Д. Хвольсон обладал выдающимися способностями педагога-лектора. Сохранились воспоминания Л.Г.Лойцянского: «Отмечу как большую жизненную удачу то, что в Петроградском университете в 1917/18 учебном году мне привелось прослушать и сдать пользовавшийся заслуженной славой годовой общий курс физики, читавшийся известным ученым и замечательным педагогом Орестом Даниловичем Хвольсоном» [3]. В этих же воспоминаниях отмечается высшее педагогическое мастерство ученого: «Орест Данилович читал лекции, сидя в кресле, иногда замолкая и бледнея от каких-то спазм, а писание формул на доске, также как и проведение опытов, выполнялось его ассистентом. Это нисколько не мешало поразительной красочности лекций Хвольсона, не утомлявших, а ласкавших слух студентов».

Даже беглый просмотр томов «Курса физики» Хвольсона дает представление как об объеме проделанной автором работы, так и о значительности ее содержания. Особая ценность «Курса» заключалась в том, что запечатленный в нем огромный срез научного знания того или иного периода по мере переработки томов дополнялся новыми сведениями, отражавшими объективное состояние физической науки на данный исторический момент. Достигалось это путем обращения к новейшим научным публикациям и ко многим ведущим отечественным (А.Ф.Иоффе, Д.А. Рожанскому, Д.С.Рождественскому и др.) и зарубежным (например, к А. Эйнштейну по вопросу изложения основ теории относительности) ученым. Именно потому «Курс физики» на протяжении четверти века оставался, по выражению Д.С.Рождественского, «молодым и свежим».

Вот как сам О.Д.Хвольсон писал о планах создания «Курса физики»: «Весь «Курс Физики» рассчитан на четыре тома. Второй том будет содержать учения о звуке и о лучистой энергии; третий — учение о теплоте; четвертый — учения о магнетизме и об электричестве. Надеюсь выпустить том II весною 1898 года». О своих учителях и физиках, кому ученый выражал благодарность, писал так: «Глубокую и сердечную благодарность приношу моему учителю проф. Ф. Ф. Петрушевскому и моим друзьям проф. А.И. Садовскому и А.Л. Гершуну. Проф. Ф.Ф. Петрушевский, мой искренно любимый и уважаемый учитель, сумевший столь многим лицам вселить любовь к науке, многосторонние выказывал интерес к моей работе. Федор Фомич дал мне возможность воспользоваться рисунками, помещенными в его «Курсе Наблюдательной Физики». Из этих рисунков весьма многие, и притом наиболее важные и по идее ценные, были придуманы Федором Фомичем. Пользуясь этими рисунками, я черпал из его книги и соответствующие им описания и объяснения. Сочувствие Федора Фомича моему труду меня постоянно ободряло. Проф. А.И. Садовский прочел всю рукопись первого тома и дал мне огромное число ценных указаний. Его глубокий критический анализ и его опытность в вопросах дидактических имели не малое влияние на мою работу, к которой он постоянно относился с живейшим интересом. А.Л. Гершун читал одну корректуру, отмечая не только опечатки, но и самые разнообразные промахи, ускользавшие от моего внимания. Его широкие знания и его начитанность принесли этой книге весьма большую пользу. Проф. А.И. Введенский и С.Ф. Глинка имели любезность просмотреть некоторые статьи. С величайшею благодарностью вспоминаю покойного К.Л.Риккера, предпринявшего издание этого курса. Это был не только умный и предприимчивый издатель, но и хороший человек, всегда глубоко вникавший в интересы и нужды тех, с которыми его сталкивала его многосложная деятельность, и велико число лиц, которым он сделал добро и которые благодарно вспоминают его имя. Да будет ему вечная память!» [4].

В начале ХХ века  пятитомный «Курс физики», к созданию которого О.Д. Хвольсон приступил в 1896 г., а закончил в 1926 г., долгое время оставался основным учебным пособием в советских вузах, содействовал поднятию уровня преподавания физики в инженерных вузах [5-6].  Этот курс принес Хвольсону мировую известность, он был переведен на немецкий, французский и испанский языки. По этому курсу учились целые поколения физиков в России и за границей. А.Эйнштейн назвал «Курс физики» Хвольсона «превосходным учебником физики» [7]. Судить о полноте и глубине рассматриваемых физических вопросов, явлений можно по оглавлению, например,  третьего  тома, который назывался «Учение о теплоте» [8].

Введение
Термометрия
Зависимость размеров и давления тел от температуры
Теплоемкость
Переход различных форм энергии в энергию тепловую. Термохимические явления
Охлаждение тел
Теплопроводность
Основы термодинамики
Приложения термодинамики к явлениям, нами уже рассмотренным
Переход из твердого состояния в жидкое и обратно. Приложение термодинамики к общему случаю перехода вещества из одного состояния в другое
Переход из жидкого и твердого состояний в газообразное и обратно
Свойства насыщенных паров. Гигрометрия
Ненасыщенные пары. Критическое состояние. Учение о соответственных состояниях
Равновесие соприкасающихся веществ. Правило фаз. Растворы

Первый том «Курс физики» Хвольсона назывался «Механика. Некоторые измерительные приборы и способы измерения. Учение о газах, жидкостях и твердых телах». В нем рассматривались такие вопросы, как «Общие замечания о производстве физических измерений», «Измерение средней плотности земли», «Основания кинетической теории газов», «Поверхностное натяжение в жидкостях», «Основные свойства и строение жидкостей», «Деформации твердого тела», «Трение и удар твердых тел».

Сегодня далеко не каждый вузовский преподаватель физики знает о «Курсе физики» О.Д.Хвольсона, и не догадывается, что многие схемы и рисунки, которыми он сопровождает изложение курса физики в ХХI веке, пришли из того пятитомного учебника.

Наряду с учебником Хвольсона в технических вузах использовались и другие, не столь подробные и обширные. Среди их можно выделить двухтомный курс Владимира Александровича Михельсона, первое издание которого, вышло в 1922 г. [9].

К достоинствам курса В.А.Михельсона можно отнести «замечательный язык, размышления о сути физических явлений, вдумчивый анализ физических проблем»[10]. Будучи профессором Московского сельскохозяйственного института (Московская сельскохозяйственная академия им. К.А.Тимирязева) по кафедре физики и метеорологии, он создал учебное пособие, которое получило утверждение Всесоюзного Комитета по делам высшей школы при СНК СССР для высших технических и высших сельскохозяйственных учебных заведений. Первый том содержит изложение механики, молекулярной физики и термодинамики. Второй – учение об электричестве, о свете и краткие сведения по физике атома.

  1. Развитие курса физики (1950-2000 гг.)

Начиная с середины ХХ века, наблюдается ярко выраженная тенденция к теоретизации курса общей физики, включение в него достаточно развитых модельных представлений, ранее характерных для курсов теоретической физики. Например, в то время стало «модным» начинать механику с основ теории относительности, электродинамику — с уравнений Максвелла, статистическую физику — с распределения Гиббса. А обычные вопросы общей физики — ньютоновскую механику, электро- и магнитостатику, идеальный газ — рассматривать как частные случаи общей теории. При этом объем общей физики уменьшался, а содержание учебника становилось все труднее для восприятия вчерашними школьниками. Тем не менее ситуация тогда еще не вышла из-под контроля, так как добротная «школьная» физика обеспечивала необходимый фундамент для освоения вузовской программы общей физики. Таким образом, в 50 – 70 г.г. XX столетия появились многоцелевые учебные курсы И.В. Савельева (МИФИ), Д.В. Сивухина (МФТИ), А.Н. Матвеева (МГУ), учебники для технических вузов А.А. Детлафа и В.Д. Яворского (МЭИ), Т.И. Трофимовой (МИЭМ).

Особняком стоит курс теоретической физики Л.Д. Ландау и И.М. Лифшица [11]. Этот учебник, является, по мнению к.ф.-м. наук Г.Е. Горелика, «одним из самых влиятельных книг в физике XX в.» [12].  «Разумеется, — продолжает автор публикации [12] – «великие открытия уже не первый век являются на свет в форме статей, но в мире физических книг “Курс теоретической физики” Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшица заметно возвышается над другими по воздействию на мировую науку. Это подтверждают американские данные о наиболее цитируемых книгах по физике за период 1961-1972 гг. (при том, что с 1934 г. Ландау за рубежом не бывал). Изданный на главных языках научного мира, Курс формировал способ мышления, стиль “делания физики” в период, когда эта наука стала лидером естествознания и технического прогресса».

Основная цель курса физики состоит в том, чтобы познакомить студентов с наиболее общими методами, законами и моделями современной физики, отразить специфику рационального метода познания окружающей природы, способствовать формированию у студентов физического мировоззрения и развитию физического мышления. В задачи курса физики входит обучение студентов методам самостоятельного решения научно-технических проблем, работе с приборами и лабораторным оборудованием и привитие умений адекватно проводить измерения и грамотно обрабатывать экспериментальные результаты.

В настоящее время большинство «действующих» учебных пособий, в том числе выпущенных местными издательствами, можно было бы отнести к типу «словарей-справочников», где собраны известные формулы и определяются (не всегда корректно) основные понятия. Ни экспериментов, иллюстрирующих тот или иной закон, ни практических примеров физики вокруг нас в таких пособиях нет. С распространением системы ЕГЭ указанные недостатки будут только усугубляться. Такая ситуация неотвратимо приводит к отставанию уровня преподавания конкретной науки от её исследовательской базы.

Годы кампании последовательного сокращения аудиторных часов, отводимых на преподавание естественнонаучных дисциплин для специальностей, непосредственно не связанных с физикой, создали почву для развития буквально религиозных взглядов на мироздание. Современный выпускник, в программу обучения которого не входило углубленное изучение курса физики, практически не понимает, как работают привычные устройства и приборы, насколько тесно связаны между собой на первый взгляд различные явления природы. Как это не парадоксально звучит уже в XXI столетии, многим образованным людям окружающий мир представляется сегодня таким же мистическим, каким его видели наши далекие предки. Преподаватель курса общей физики для нефизических специальностей имеет возможность в какой-то степени поправить положение, обращаясь к актуальным на сегодняшний день прикладным проблемам и иллюстрируя теоретический материал современными примерами. Таким образом создать потенциал для создания в мировоззрении  молодого поколения действительной физической картины мира [13].

Список литературы:

  1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш.шк. 1990, — 478 с.
  2. Смык А.Ф. От императорского инженерного училища к отраслевым транспортным институтам (1810-1930)// Вестник МАДИ, вып.2 (37), 2014, с. 3 — 14.
  3. Лойцянский Л.Г. Из моих воспоминаний. Записки профессора-политехника. СПб.:Б.С.К., 1998. – 139 с.
  4. Хвольсон О.Д. Всесоюзный учитель физики // Огонёк. 1927, 24 июля. № 30, с. 226.
  5. Хвольсон О.Д. Курс физики. Т.1, 1897, т.2, 1898, т.3. 1900
  6. Хвольсон О.Д. Курс физики. Том первый, 5-е изд. Берлин: Государственное издательство РСФСР, 1923. 677 с.
  7. Эйнштейн А. О развитии наших взглядов на сущность и структуру излучения/ Собрание научных трудов. Т.3. М.: Наука, 1966. – С.181.
  8. Хвольсон О.Д. Курс физики. Т. 3. Учение о теплоте. 5-е изд. Берлин: Государственное издательство, 1923. — 751 с.
  9. Михельсон В.А. Физика. В двух томах. М.-Л.: ОНТИ НКПТ СССР, 1938. 335 с. (1 том), 368 с. (2 том).
  10. Русаков В.П. Владимир Александрович Михельсон: научная и педагогическая деятельность// В сб.: Исследования по истории физики и механики. 2004. М.: Наука, 2005. С.71-110.
  11. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. — Наука. — ISBN 5-9221-0055-6.
  12. Г. Е. ГореликКак рождался «Курс теоретической физики»// Природа, № 8, 2005 г.
  13. Михайлишина Г.Ф. Изучение современной физики в вузе: содержание, методы и формы обучения – М.: Академия, 2010. – 259 с.
    ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ КУРСА ФИЗИКИ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ
    Курс общей физики для технических вузов за последние сто лет претерпел существенные изменения, отражающие как эволюцию самой физики, так и методику ее преподавания, тесно связанную с реформами образования и сменой социально-экономических ориентиров. Вехами в истории развития курса физики в нашей стране стали: 1930-е гг., когда был взят курс на индустриализацию, массовый выпуск специалистов инженерно-технического, технологического, механико-машиностроительного профилей; затем 1950-е гг., связанные с восстановлением экономики, созданием новых высокотехнологичных отраслей, прежде всего оборонного комплекса страны. Особого внимания при анализе требуют также 1990-е гг., когда произошли масштабные изменения в экономике России. В эти годы происходило сворачивание крупного наукоемкого производства и технически оснащенного сервиса, что не могло не привести к реформированию высшего образования. Курс общей физики претерпел существенные изменения в эти годы. В частности, для технических вузов были подготовлены «Курсы физики для бакалавров» с уменьшенным объемом рассматриваемых вопросов, не требующих школьной подготовки по математике и физике на высоком уровне.
    Written by: Смык Александра Федоровна, Михайлишина Гузель Фаниловна, Михайлишин Владимир Иванович
    Published by: БСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 12/19/2016
    Edition: euroasia-science_28.04.2016_4(25)
    Available in: Ebook