Как любой учитель естествознания в старшей школе или учитель математики может уверенно заниматься физикой

Хотя идея преподавания физики без формального обучения этому предмету может быть пугающей, это можно сделать с небольшой помощью.

Тони Таллек / Alamy Stock Photo

Преподавание физики в Соединенных Штатах связано с проблемой курицы и яйца. Многие районы и школы (как правило, разные городские школы и сельские школы) не предлагают курс или, возможно, имеют одну секцию. Независимо от нехватки учителей в стране университеты выпускают мало учителей физики, а две трети вузов не выпускают ни одного. Фактически, согласно последним имеющимся данным за 2012–13 учебный год, менее половины учителей физики имеют какое-либо физическое образование, и только около четверти имеют степень по физике.

Без хорошего учителя мало учеников поступают на физику, а с низкой посещаемостью район не нуждается в учителе физики. В результате многие учителя увлекаются физикой, чтобы проработать какой-то раздел. Кроме того, принятие Стандартов науки следующего поколения (NGSS) потребовало от учителей всех классов большего числа учителей, чтобы более тщательно, чем раньше, излагать концепции физики. Хотя сама идея физики может вызвать у некоторых людей сильное беспокойство, в действительности же при правильной поддержке любой учитель естествознания или математики в средней школе может преподавать физику.

3 совета по преподаванию физики без физического образования

1. Свяжитесь с физическим сообществом. Любой учитель, которому довелось пообщаться с динамичной группой коллег, знает, что обучение в сообществе очень важно. Это особенно актуально при обучении вне вашей специальности. Узнайте, кто ваши ресурсы, и используйте их.

Возможно, в здании есть учитель, на которого вы можете опереться, но также посмотрите, сможете ли вы связаться с учителями физики на местном или государственном уровне. Американская ассоциация учителей физики – это национальная организация, действующая на уровне штатов и на местном уровне по всей стране. Местные собрания проходят один или два раза в год и полны исследований, идей обучения и возможностей для установления контактов.

Сообщество и создание сетей не должны ждать или требовать значительного времени, поездок и денег. Сядьте за компьютер и присоединитесь к Twitter, где есть очень активное и заинтересованное сообщество, использующее для подключения #ITeachPhysics. Учителя регулярно обмениваются идеями, упражнениями и вопросами и начинают содержательные разговоры об обучении учащихся.

2. Физика – это модели, а не математика. Многие люди ошибочно полагают, что физика – это курс для студентов, изучающих математику, и именно в этом кроется большая часть беспокойства по поводу этого курса. Это далеко от истины! В физике мы начинаем с тщательных наблюдений за явлениями, чтобы провести дополнительные эксперименты, чтобы обнаружить взаимосвязь между величинами. В конечном итоге это приводит к уравнению; однако настоящая работа происходит при разработке модели. Этот подход лежит в основе NGSS. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на включении чисел в различные итерации уравнений, учащихся следует подтолкнуть к использованию данных наблюдений и экспериментов для описания явлений и постановки большего количества вопросов.

Для подхода, ориентированного на физику, профессор Евгения Эткина из Rutgers разработала модель учебной среды для научных исследований, которая полностью отражает подход NGSS. Кроме того, с этой же целью была создана Американская ассоциация учителей моделирования. Они регулярно проводят вебинары и летние тренинги, которые из-за пандемии становятся намного доступнее. Этот тип преподавания и обучения – действительно сложная часть физики, но одновременно делает ее увлекательной и интересной.

3. Учите со смирением. Обучение вне нашей области знаний часто является скорее преимуществом, чем препятствием. Будучи соучеником физики вместе со своими учениками, вы лучше понимаете, где им предстоит бороться и почему. Смоделируйте свои подходы к преодолению этих проблем для своих учеников.

Наряду с этим подумайте о том, чтобы выбрать партнера по обучению, ученика в вашем классе, с которым вы будете сотрудничать до и после урока. В то время как некоторые учителя легко переходят от концепции «мудрец на сцене» к концепции фасилитатора, где учащиеся являются соавторами знаний, партнер по обучению продвигает эти отношения фасилитатора и ученика на шаг впереди. Единственное реальное требование состоит в том, чтобы учащийся был заинтересован в общей цели – положительном опыте обучения для всего класса. Позвольте им участвовать в вашем планировании и поделиться своим мнением, прежде чем вы впервые попробуете что-то вслепую.

Наконец, каждый опытный учитель физики скажет вам, что один из самых важных советов – делать все, прежде чем делать это перед учениками: демонстрации, лабораторные работы, домашние задания. Практически по умолчанию, если вы что-то не практикуете, это терпит неудачу, и нет ничего более неприятного, чем попытаться раскачать ведро с водой над головой и все это вывалится на пол!

Физика – сложная задача, потому что от студентов ожидается, что они будут работать с материалами так, как никогда раньше. Понятия, а также причины и следствия изучаются глубоко, и решение проблем сложнее, чем извлекать числа из словесной проблемы и складывать их в уравнение. От студентов ожидается, что они будут критически и системно думать об окружающем мире и явлениях, с которыми они сталкиваются ежедневно. Затем их просят создать модели для объяснения и предсказания этих явлений для новых и необычных обстоятельств. Преподавание курса физики – сложная задача, но при правильном мышлении, подходе и сообществе это может стать захватывающим приключением.