КОНЦЕПЦИЯ СОСТОЯНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ КАК
advertisement
ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 2 (51) 2015 References 1. 2. 3. 4. 5. Yazykova N.V. Sociokul’turnyj podhod k obucheniyu predmetam yazykovogo cikla. Ulan-Ud`e, 1998. Ibragimova S.S. Obuchenie vido-vremennym formam glagola anglijskogo yazyka v sopostavlenii s darginskim yazykom. Vestnik Stavropol’skogo gosudarstvennogo universiteta. 2009; 60. Kovalev K.Ya. Vremena anglijskogo glagola v graficheskom izobrazhenii. Novosibirsk, 1996. Shamov A.N. Obuchenie grammaticheskim navykam. Metodika prepodavaniya inostrannyh yazykov: obschij kurs. Moskva, 2008. Ishakov F.G., Pal’mbah A.A. Grammatika tuvinskogo yazyka. Moskva, 1961. Статья поступила в редакцию 20.03.15 УДК 378.14.015.62 Kazakov R.H., Doctor of Sciences (Pedagogy), professor, Department of Physics, Methods of Control and Diagnostics, Tyumen State Oil and Gas University (Tyumen, Russia), E-mail: kazakovrh@yandex.ru THE CONCEPT OF THE STATE OF A PHYSICAL SYSTEM AS A FACTOR OF FORMATION OF A SYSTEMATIC GENERAL PHYSICS COURSE. The article discusses the system properties and the structure of some fundamental physical theories in the context of epistemological functions theories. The conceptual notion of the physical system state is considered as a backbone factor of general physics course formation of higher education institution. General physical interaction conception is considered as the original didactic factor of the essential comprehension of all physical theories. This factor is offered to realize in the learning process through the notion of physical system state. General principles of making the system course of general physics of the higher education institution were offered on the basis of the concept of state and epistemological functions of physical theories. There was given an example of realization of the conception of state in the study of classical mechanics in general physics course. The paper will be found useful for researchers, who study problems of a system and theory. Key words: physical theory as a system of scientific knowledge; epistemological functions of the physical theory; systematic course in general physics; concept of the state as a system factor of general physics course formation. Р.Х. Казаков, д-р пед. наук, проф. каф. физики, методов контроля и диагностики Тюменского гос. нефтегазового университета, г. Тюмень, E-mail: kazakovrh@yandex.ru КОНЦЕПЦИЯ СОСТОЯНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ КАК ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМНОГО КУРСА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ В статье рассмотрены системные свойства и структура фундаментальных физических теорий в контексте гносеологических функций теорий. В качестве системообразующего фактора построения курса общей физики вуза рассматривается концептуальное понятие состояния физической системы. Общефизическая концепция взаимодействия рассматривается как исходный дидактический фактор содержательного усвоения всех физических теорий. Данный фактор предлагается реализовать в учебном процессе через понятие состояния физической системы. На основе понятия состояния и гносеологических функций физических теорий предложены общие принципы построения системного курса общей физики вуза. Приведен пример реализации концепции состояния при изучении классической механики в курсе общей физики. Ключевые слова: физическая теория как система научного знания; гносеологические функции физической теории; системный курс общей физики; понятие состояния как системообразующий фактор построения курса общей физики. В курсе общей физики изучаются все фундаментальные физические теории: классическая механики в ньютоновском формализме, молекулярно-кинетическая теория как раздел статистической физики, равновесная термодинамика, максвелловская электродинамика, элементы квантовой механики. В курсе раскрывается содержание концептуального ядра теорий и ряда дедуктивных следствий из этих постулатов (основы механики твердого тела, основы теории колебаний, волновая оптика, элементы физики полупроводников, элементы физики атомов и др.), программой курса предусмотрен довольно подробный анализ эмпирического основания изучаемых теорий. Традиционное индуктивное построение курса оправдывается закономерностями усвоения учебного материала, диктуемыми предметно-материальными условиями формирования концептуальных понятий и законов физической теории [1, с. 395–399]. Вряд ли в курсе общей физики уместно сугубо формализованное изложение содержания фундаментальных законов. Однако другая крайность – беглое рассмотрение концептуальных основ теории без должного содержательного и математического анализа логического генезиса фундаментальных понятий и законов, информационно-рецептурное изложение курса с чрезмерным акцентом на эмпирическое основание физической теории – затрудняет формирование системных знаний физической теории. Игнорирование гипотетико-дедуктивной организации физической теории как системы научного знания, абсолютизация эмпирических методов познания может привести (часто и приводит) к представлению о физике как наборе эмпи- рических фактов, разрозненных теоретических утверждений, рецептов решения частных стандартных задач. При организации познавательной деятельности с акцентом на эмпирику невозможно реализовать методические задачи развития теоретического мышления и формирования знаний системных теоретических обобщений, ибо вне системы знаний сами по себе понятия и законы теории утрачивают глубокий содержательный смысл и объяснительные функции. Объективно системный подход при изучении физических теорий может быть реализован в познавательной деятельности в контексте: 1) гносеологических функций теорий – объяснительной, предсказательной, методологической и эвристической; 2) системных свойств физических теорий. 1. Системные характеристики фундаментальных физических теорий. Непосредственным источником физического образования в вузе являются изучаемые физические теории, которые представляют собой концептуальные системы – системы научного знания, ибо «формой, в которой существует истина, может быть лишь научная система её» [2, c. 3]. Следовательно, физическая теория как источник физического образования должна изучаться именно как система со всеми присущими ей системными свойствами, что является необходимым условием формирования системных знаний этих теорий. Как известно, можно выделить следующие основные характеристики любого системного объекта [например, 3, с. 12 – 28]: 61 ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 2 (51) 2015 В свою очередь, компоненты физической теории в познава1). Система состоит из исходных единиц – компонентов. Компоненты системы рассматриваются как подсистемы, обла- тельном плане также структурированы и обладают относительной самостоятельностью. Компоненты можно рассматривать как дающие своей структурой. 2). Между компонентами системы существуют соответству- подсистемы физической теории. В эмпирическое основание входят: экспериментальные и ющие системообразующие связи (взаимодействия). В концептуальных системах имеем дело с логическими связями между ком- наблюдательные данные, т.е. научные факты теории и эмпирипонентами системы (в материальных системах взаимодействие ческие законы теории как результат индуктивного обобщения экспериментальных фактов. Эмпирические законы оперируют компонентов имеет «силовую» природу). 3). Система представляет собой целостный объект. Под оценочными эмпирическими модельными объектами. Например, целостностью понимается то обстоятельство, что свойства си- эмпирические законы Кеплера оперируют моделью «материстемы неаддитивны сумме свойств ее компонентов – свойства альная точка» как телом, размерами которого в данной задаче можно пренебречь. Другой пример. Эмпирический идеальный системы богаче простой суммы свойств ее компонентов; 4). Любая система входит в некоторую расширяющую иерар- газ - газ, в котором в данной задаче можно пренебречь взаихическую совокупность систем. Каждая более широкая система модействием молекул. Эмпирический закон как результат индуквключает предыдущую в качестве своей подсистемы. В иерархии тивного обобщения научных фактов выражается или в форме концептуальных систем имеем дело с логическими связями меж- функциональной зависимости между переменными физической ду системами (логическим «взаимодействием»). В системной системы (например, при квазиравновесном изотермическом иерархии имеет место определенная соподчиненность, однако, процессе pV = const), или в форме некоторого эмпирического при этом, конкретная система, входящая в иерархию, обладают утверждения (например: все тела у поверхности планеты падают с одинаковым ускорением). Выявленные эмпирические законоотносительной самостоятельностью; 5). Система определенным образом организована. В кон- мерности, при контролируемых условиях проведения эксперицептуальных системах ее организация определяется логическим мента с фрагментом природы, являются исходным продуктом генезисом построения теории, логическими связями и отношени- построения физической теории, импульсом к постановке научями между компонентами системы, а также логическими связя- ной проблемы о сущности эмпирической закономерности. Итак, ми и отношениями между структурными элементами конкретных эмпирический этап познания физического мира представляет собой познавательную цепочку от добывания единичных научных компонентов. Перечисленные характеристики системных объектов при- фактов к индуктивному обобщению этих фактов (выделению обсущи фундаментальным физическим теориям, причем содержа- щего в частных экспериментальных фактах), т.е. познавательную цепочку от чувственно-конкретного к эмпирически-абстрактному. тельная структура всех физических теорий одинакова. В работах В.В. Давыдова о двух способах мышления – эмФизические теории описывают экспериментально ненаблюдаемые сущностные связи и отношения в рассматриваемых пирического и теоретического – отмечается: «В эмпирическом фрагментах реального физического мира. В этом проявляется мышлении решается в основном задача каталогизации, класонтологический аспект теорий. В учебном процессе на перед- сификации предметов и явлений. Научно-теоретическое мышний план выдвигается гносеологический аспект физических ление преследует цель воспроизведения развитой сущности теорий. Важнейшими гносеологическим функциями теории яв- предмета» [1, с. 323]. Добавим, объективное разделение позналяются объяснительная, предсказательная и методологическая вательной деятельности на эмпирический этап и теоретический функции. Теория своими средствами и в границах применимости этап не означает, что эти этапы изолированы друг от друга – они объясняет состояние и предсказывает изменение состояния образуют диалектическое единство. Теоретическое познание направлено на выявление экспев описываемом фрагменте природы. Предсказательная функция риментально ненаблюдаемых сущностных связей, свойств и определяет прагматическую ценность теории. Генезис физической теории служит яркой иллюстрацией отношений во фрагменте природы. В результате формируется последовательности (цепочки) научной познавательной деятель- теоретической ядро фундаментальной теории. На этапе теорености от чувственно-конкретного (экспериментальные и наблю- тически-абстрактного познания осуществляется конструировадательные научные факты) к эмпирически-абстрактному (эмпи- ние плодотворных концептуальных гипотез о сущности явлений. рические законы физики), от них к теоретически-абстрактному Эта познавательная деятельность заключается: во-первых, во (фундаментальные законы-постулаты теории) и, далее, к теоре- включении в структуру теории абстрактных теоретических мотически-конкретному (дедуктивные – выводные – следствия из делей, которые моделируют существенные свойства реальных фундаментальных законов). Приведём примеры из разных фун- тел; во-вторых, в определении сущностных связей и отношений в фрагменте природы. Связи и отношения формулирудаментальных теорий. уравнение Примерами эмпирических законов как эм- изучаемом Максвелла, Шредингера. Примеры дедуктивных следствий фундаментальных пирических обобщений экспериментальных и наблюдательных ются фундаментальными законами как постулатами данной тефактов являются закон Бойля-Мариотта, закон Ома, закон сме- ории, оперирующими теоретическими моделями. Например, зафизических теорий: теория колебаний, динамика движения твердого тела, теория упругости, щения Вина и т.п. Фундаментальными теоретическими закона- коны Ньютона как постулаты классической механики оперируют ми-постулатами являются законы Ньютона, начала термодина- теоретической материальной точкой – геометрической точкой, физика полупроводников физика атомовспособностью и молекулвзаимодейи т.д. наделенной инертными свойствами, мики,гидродинамика, распределение Гиббса, уравнения Максвелла, уравнениеи диэлектриков, Шредингера. Примеры дедуктивных следствий фундаменталь- ствовать и участвовать в механическом движении. Теоретичемодели и фундаментальные законы образуютфизических концептуальных физических теорий: теория колебаний, динамикасистемные движения ские Опишем вкратце основные характеристики фундаментальных твердого тела, теория упругости, гидродинамика, физика полу- ное ядро физической теории. Генетически основные законы любой фундаментальной проводников физика атомов и молекул и т.д. В соответствии теорийи диэлектриков, как концептуальных систем. с гносеологической цепочкой Опишем вкратце основные системные характеристики фун- физической теории являются концептуальными гипотезами, кодаментальных физических теорий как концептуальных систем. торые формируются в результате обобщения опыта с исполькомпонентами физической теории являются: эмпирическое основание теории, В соответствии с гносеологической цепочкой компонентами зованием не только формальной, но диалектической логики. физической теории являются: эмпирическое основание теории, Дело в том, что фундаментальные законы теоретического ядра фундаментальное теоретическое ядро, дедуктивные следствия (рис. 1).сформированы методом форнепосредственно не могут быть фундаментальное теоретическое ядро, дедуктивные следствия мально-логического обобщения опыта, ибо сущность экспери(рис. 1). Эмпирическое основание Теоретическое ядро Дедуктивные следствия Практика Рис. 1. Компоненты физической теории 62 Рис. 1. Компоненты физической теории. В свою очередь, компоненты физической теории в познавательном плане также ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 2 (51) 2015 ментально ненаблюдаема. Теория содержит общенаучные категории, которые формально-логически недоказуемы, в них можно в той или иной степени убедиться. К таким категориям относятся, например, представление о пространстве, времени, движении и взаимодействии как формах существовании материи, принцип причинности, принцип симметрии. В совокупность диалектического метода познания входят: объективность и всесторонность познания; рассмотрение объекта познания в развитии (движении) в единстве исторического и логического; анализ и синтез явления в единстве системы и метода, формы и содержания, в единстве законов диалектики. Не последнее место в формировании концептуальных обобщений опыта занимает интуитивное (не дискурсивное) усмотрение истины, опосредованное естественнонаучным и гуманитарным аспектами культуры [4]. В частности, действенным методом познания является метод аппроксимации реальных экспериментов на мысленный эксперимент с теоретическими объектами. С.И. Вавилов отмечает: «Принципы – аксиомы физики – доказуемы только опытом, они могут быть логически и не доказуемы. Принципы – это обобщение опыта. Правда, в этом по существу, произвольном обобщении кроется элемент гипотезы и в самих принципах» [5, с. 119]. Теории конкретных физических систем в логическом плане являются дедуктивными следствиями ядра физической теории как теоретические законы второго уровня обобщения в сравнении с фундаментальными законами ядра теории. Дедуктивные следствия оперируют, как правило, более сложными моделями тел, чем основные модели ядра теории. Например, в механике твёрдого тела вводится модель абсолютно твердого тела как континуальное множество материальных точек. Эта модель в теоретическом ядре классической механики отсутствует (законы Ньютона оперируют моделью «материальная точка»). Сущностные теоретические законы, описывающие конкретные физические системы, выводятся дедуктивно с привлечением не только исходных основных модельных объектов, но и дополнительных моделей. В этой связи дедуктивное развертывание физической теории отличается от математических теорий. Теоремы математики как следствия аксиоматического основания выводятся без привлечения дополнительных аксиом (если отвлечься от теоремы Геделя о неполноте). Теоретические следствия, дедуктивно выведенные из фундаментальных законов, реализуют объяснительную и предсказательную функции теории. Таким образом, следствия можно рассматривать как теоретические обобщения второго уровня в сравнении с обобщениями фундаментального концептуального ядра. В теориях второго уровня обобщения описываются конкретные физические системы из класса данной фундаментальной теории или нескольких фундаментальных теорий. Примерами таких теорий являются теория упругости, теория электропроводности сред, волновая оптика и т.п. Рассмотренные компоненты физической теории образуют содержательную структуру теории. Компоненты теории обладают относительной познавательной самостоятельностью, однако они логически взаимосвязаны и образуют системный целостный объект, познавательные свойства которого богаче простой суммы свойств компонентов. Физическая теория организована как гипотетико-дедуктивная модель знания, которая является системой теоретических утверждений, связанных правилами дедуктивного вывода. Физическая теория должна обеспечивать потенциальную возможность эмпирической интерпретации утверждений теории. Дедуктивные следствия (выводные законы) поддаются эмпирической интерпретации. В практической деятельности осуществляется проверка теории, т.е. осуществляется сопоставление дедуктивных следствий с объективными законами природы. Конкретная физическая теория занимает свое место в иерархии теоретических обобщений – входит в качестве подсистемы в физическую науку, формирующую физическую картину мира. Под физической картиной мира «… следует понимать как идеальную модель природы, включающую в себя наиболее общие понятия, принципы и гипотезы физики и характеризующую определенный исторический этап ее развития» [6, с. 71]. В свою очередь физика входит в качестве подсистемы в естественнонаучный аспект культуры. 2. Общие принципы построения системного курса общей физики. Итак, физическая теория является концептуальной системой, следовательно, и должна изучаться как система. Заметим, методически весьма ценно, что содержательная структура всех фундаментальных теорий одинакова. Исходя из цели формиро- вания системных знаний (в контексте системных характеристик и содержательной структуры физических теорий, а также их гносеологических функций – объяснительной, предсказательной, методологической и эвристической) можно сформулировать общие методические принципы системно-деятельностного подхода в изучении фундаментальных физических теорий в курсе общей физики: - Фундаментальная физическая теория изучается как система теоретических обобщений (система понятий и законов) в их логической взаимосвязи и последовательности. Физическая теория как система научного знания носит модельный характер и реализует свои гносеологические функции. - Физическая теория изучает состояние и изменение состояния физической системы, основываясь на идее о существовании в природе устойчивых повторяющихся и необходимых закономерностях. Эти закономерности отражаются в инвариантности законов теории относительно определенных преобразований. Научное познание природы фактически представляет собой поиск инвариантов. В этой связи понятие состояния приобретает концептуальное значение в понимании содержания физических теорий и может служить системообразующим фактором в построении методической системы обучения физике. - Физический эксперимент (в лабораторном практикуме, демонстрационном эксперименте) является важнейшим компонентом учебного курса, иллюстрирующий эмпирическое основание и дедуктивные следствия изучаемых физических теорий, формирует навыки индуктивного обобщения результатов эксперимента и убеждение в верности физической теории в пределах своей применимости. - Психологические закономерности формирования в мышлении теоретических обобщений определяет последовательность изучения учебного материала от эмпирических закономерностей к теоретическим обобщениям. Информационно-рецептурный и индуктивный подход не могут, да и не должны, быть исключены при изложении содержания физических теорий в курсе общей физики в силу психологических закономерностей формирования теоретических обобщений. - Деятельностная природа научного знания детерминирует формирование знаний способов научно-познавательной деятельности. В учебном курсе должны найти отражение взаимосвязи системы научного знания и методов научного познания. 3. Концепция взаимодействия и концепция состояния физической системы. Системные свойства физических теорий являются исходным фактором построения системного учебного курса этих теорий. Однако этот фактор довольно общий, и в методическом плане необходимо определить способы его реализации. В качестве структурообразующего фактора учебного курса физики В.В. Мултановский рассматривает концепцию взаимодействия материальных объектов физических систем [7]. Понятие «физическая система» включает в себя природу материальных объектов, тип взаимодействия между объектами системы и окружением, характерные масштабы системы, характерные скорости (энергии). Приведённые общие характеристики физической системы коррелируют с формами существования материи, которыми являются пространство, время, движение и взаимодействие. С формальной стороны любую из приведенных характеристик физической системы можно рассматривать в качестве системообразующего фактора построения учебного курса физики. Однако масштабный признак и характерные скорости (энергии) системы играют роль «граничных условий» применимости теории и, скорее всего, малопродуктивны для решения данной методической задачи. Концепция взаимодействия пронизывает все теории физических систем, и эта концепция может быть положена в основу формирования знаний целостной физической картины мира. Полагаем, что реализация концепции взаимодействия методически целесообразно осуществлять в контексте гносеологических функций физических теорий, т.к., во-первых, физическая теория изучается непосредственно именно в контексте таких гносеологических функций, как предсказательная и объяснительная функции, во-вторых, гносеологическая ценность теорий формирует глобальную мотивацию познавательной деятельности. Физическая теория описывает состояние и предсказывает изменение состояния физической системы вследствие взаимодействия материальных объектов; теория своим содержанием, своим средствами и в границах применимости объясняет состояние и 63 ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 2 (51) 2015 изменение состояния физической системы. Уже из этого следует, что дидактический аспект концепции взаимодействия может быть реализован через концепцию состояния физической системы. Конкретизируем сказанное. Состояние физической системы – это форма реализации бытия системы (реализация физической ситуации). Знание состояния (механической, термодинамической и т.д.) означает знание, хотя бы в принципе, всех динамических переменных системы, характеризуемых состояние системы. Разумеется, состояние физической системы не тождественно характеристикам, состояние само определяет эти характеристики. Состояние физической системы описывается всем многообразием динамических переменных, и задается некоторым конечным их числом или функцией той или иной природы. Например, состояние классической механической системы задается координатами и импульсом объектов системы, электромагнитной системы – напряженностью электрического поля и индукцией магнитного поля. Другие динамические переменные могут быть определены из уравнений связи динамических переменных. Например, при известных координатах и импульса механической системы можно, если это необходимо, определить энергию, момент импульса и т.п. Цель динамических теорий (классической механики, электродинамики, квантовой физики) состоит в раскрытии причинно-следственных связей состояний в разные моменты времени. Связь состояний в теории формализуется динамическими уравнениями движения, реализующими предсказательную силу теорий: в механических системах – вторым законом Ньютона; в электромагнитных – уравнениями Максвелла; в квантовых – уравнением Шредингера. Перечисленные динамические уравнения являются постулатами соответствующих физических теорий и входят в концептуальное ядро теории. Собственно, динамические уравнения и отражают в физических теориях принцип причинности. Законы сохранения также следует отнести к законам эволюции состояния физических систем. Законы сохранения (сохранение тех или иных динамических переменных в процессе эволюции физической системы при определенных условиях) отражают различные свойства симметрии пространства-времени и симметрии фундаментальных взаимодействий, и в этом проявляется их методологическая значимость. В статических теориях (равновесной термодинамике, статистической физики) динамические уравнения, разумеется, отсутствуют. В этих теориях ограничиваются описанием равновесного состояния физической системы с помощью уравнений состояния, разного рода термодинамических потенциалов как функций состояния, функций распределения динамических переменных (скорости объектов, потенциальной энергии объектов). Итак, процесс и результат познания физического мира от эксперимента до фундаментального ядра теории и дедуктивных следствий выражается в контексте понятия состояния. С позиции понятия состояния в физической теории выделяются: способ описания (задания) состояния физической системы и соответствующий набор физических величин; законы эволюции физической системы. 4. Пример реализации концепция состояния механической системы при изучении предельно наглядной теории – классической механики. Любая физическая теория носит модельный характер. Исходной моделью тел в механике является материальная точка. В эмпирическом основании механики материальная точка носит оценочный характер и рассматривается как тело, размерами которого в эксперименте можно пренебречь. В ядре теории изначально материальная точка – это геометрическая точка, наделенная массой, способная взаимодействовать и участвовать в механическом движении. Исходя из определения механического движения, вводятся, в привязке к системе отсчета, кинематические характеристики движения материальной точки: перемещение, скорость, ускорение. Уже в кинематике, на примере уравнений равноускоренного движения, обращаем внимание на предсказательную функцию теории: эти уравнения предсказывают состояние материальной точки, выраженное в определении координат и скорости материальной точки в любой момент времени движения по заданному начальному состоянию – начальным координатам и начальной скорости. Теоретическое ядро механики раскрывает причинно-следственные связи, определяющие эволюцию состояния механической системы, и включает законы Ньютона, принцип относи64 тельности Галилея, законы сохранения. Из теоретического обобщения эксперимента постулируется, что состояние механической системы задается переменными состояния – координатами и скоростями (импульсами) объектов системы. Важным методическим моментом является доведение до студента классификации физических величин на параметры физической системы (масса, заряд, коэффициенты разной природы), динамические переменные (координаты, скорость, ускорение, энергия, импульс и т.д.), переменных состояния (в механике – это координаты и скорость или импульс). Заметим, время во всех динамических теориях имеет смысл аргумента состояния и не относится к динамическим переменным или параметрам системы. Предсказательная сила теории (предсказание состояния механической системы) формализуется в контексте понятия состояния динамическим уравнением движения. Важно показать инвариантность второго закона Ньютона относительно полной группы преобразований Галилея, ибо это интерпретирует устойчивые закономерности в природе. Динамическое уравнение движения (2-й закон Ньютона) позволяет непрерывно во времени предсказывать состояние механической системы по известному состоянию в начальный момент времени. В этом и проявляется принцип относительности и принцип причинности. Далее рассматривается ряд дедуктивных (выводных) следствий ядра, таких, как теория колебаний, динамика твердого тела, элементы гидродинамики. Здесь описание динамики и эволюции состояния конкретных механических систем сопровождается введением в структуру теории дополнительных модельных объектов – абсолютно твердое тело, несжимаемая жидкость и т.д. Общий методический контекст изучения других физических теорий на основе концептуального понятия состояния аналогичен приведенному примеру. Отметим только, в статистической физике и квантовой механике состояние соответствующих физических систем задается не динамическими переменными, а их функциями: в статистической физике состояние описывается теми или иными функциями распределения (например, распределением Максвелла), в квантовой физике – состояние микрочастицы описывается волновой пси-функцией. Выводы. Концептуальное понятие состояния физической системы является формой представления сущностного содержания физических теорий как системы научного знания, ибо концепция взаимодействия и концепция состояния гносеологически взаимосвязаны. Такие гносеологические функции физической теории, как предсказательная и объяснительная функции, формулируются именно в контексте понятия состояния. Любая физическая теория определяет: способ описания состояния, набор физических величин и соответствующие уравнения связи динамических переменных; принцип причинности, выражаемый уравнениями эволюции состояния (динамическими уравнениями движения и законами сохранения), принцип относительности. Тем самым понятие состояния методически целесообразно использовать в качестве системообразующего фактора в каждой дидактической единице учебного материала, отраженного в рабочей программе изучаемой физической теории. Концептуальное понятие состояния позволяет реализовать в курсе общей физики единый подход изучения всех фундаментальных физических теорий: - определить конечную цель изучаемых теорий – описать состояние и эволюцию состояния физической системы; - аргументировать необходимость введения в структуру теории тех или иных понятий, физических величин, соответствующих функций и их взаимосвязь: - раскрывать сущностное содержание физических понятий и законов; - формировать понятие о единой системной структуре всех фундаментальных физических теорий, состоящих из эмпирического основания, теоретического ядра и дедуктивных следствий, формировать представление об организации физической теории как гипотетико-дедуктивной модели знания; - определять место, логический генезис и логическую связь эмпирических, фундаментальных (постулативных) и дедуктивных (выводных) законов физических теорий в системной структуре этих теорий; - формировать знания эмпирических и теоретических методов научного познания физического мира; - раскрыть суть предсказательной и объяснительной функций физических теорий как систем научного знания. ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 2 (51) 2015 Библиографический список 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Давыдов В.В. Виды обобщения в обучении. Москва: Педагогика, 1972. Гегель Г.В.Ф. Феноменология духа. Система науки. Сочинения. Москва; Ленинград: АН СССР. 1959; Т.4, Ч.1. Тюхтин В.С. Отражение, система, кибернетика. Москва: Наука, 1972. Фейнберг Е.Л. Кибернетика, логика, искусство. Серия «Кибернетика». Москва: Радио и связь, 1981. Вавилов С.И. Исаак Ньютон. Москва: Наука, 1989. Мостепаненко М.В. Философия и физическая наука. Ленинград: Наука, 1969. Мултановский В.В. Физические взаимодействия и картина мира в школьном курсе. Москва: Просвещение, 1977. References 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Davydov V.V. Vidy obobscheniya v obuchenii. Moskva: Pedagogika, 1972. Gegel’ G.V.F. Fenomenologiya duha. Sistema nauki. Sochineniya. Moskva; Leningrad: AN SSSR. 1959; T.4, Ch.1. Tyuhtin V.S. Otrazhenie, sistema, kibernetika. Moskva: Nauka, 1972. Fejnberg E.L. Kibernetika, logika, iskusstvo. Seriya «Kibernetika». Moskva: Radio i svyaz’, 1981. Vavilov S.I. Isaak N’yuton. Moskva: Nauka, 1989. Mostepanenko M.V. Filosofiya i fizicheskaya nauka. Leningrad: Nauka, 1969. Multanovskij V.V. Fizicheskie vzaimodejstviya i kartina mira v shkol’nom kurse. Moskva: Prosveschenie, 1977. Статья поступила в редакцию 9.02.15 УДК 378.11 Kirillov A.G., Cand. of Sciences (Pedagogy), senior lecturer, Department of Programming and Network Technologies, Shadrinsk State Pedagogical Institute (Shadrinsk, Russia), E-mail: 978041@mail.ru EXPERIENCE OF EFFECTIVE MANAGEMENT OF A MODERN UNIVERSITY. The research paper closely studies the ways of improving the effectiveness of management in a university. The theory that the author chooses as a basis for his research is based on the use of innovation and information technologies. The paper presented the results of an experimental study. It analysis of the material reveal that one of the ways to make management of a university for effective is to implement a particular innovative approach into management. This approach implies the introduction of information technologies into university management, and implementation of management system of quality management institution meets the international standard ISO 9001: 2008. The investigation was conducted in Shadrinsk State Pedagogical University from 2007 to 2015. Experimental work is comprised of 5 stages: an orientation stage (2007-2008), a diagnostic stage (2008-2009), a stage of setting a problem (2009-2010), a reforming stage (2010-2013), a final stage (2014-2015). All five stages of the project are described. Key words: university management system, ISO 9001: 2008, quality management system. А.Г. Кириллов, канд. пед. наук, доц. каф. программирования и сетевых технологий, Шадринский государственный педагогический институт, г. Шадринск, Е-mail: 978041@mail.ru ОПЫТ ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННЫМ ВУЗОМ Статья посвящена проблеме повышения эффективности системы управления вузом на основе инноваций и информационных технологий. Представлены результаты выполнения опытно-экспериментального исследования. Выявлено, что одним из путей повышения эффективности системы управления вузом является реализация в качестве системы инновационного подхода к менеджменту, внедрение информационных технологий в систему управления вузом, а также внедрение системы управления менеджмента качества вузом соответствующей международному стандарту ISO 9001:2008. Ключевые слова: система управления вузом, ISO 9001:2008, система управления качеством, опытно-экспериментальное исследование. Глобальная информатизация общества, формирование новой информационной среды и экономики, объективно предполагают масштабное и качественное обновление системы образования. Реализация планов долгосрочного развития экономики и социальной сферы Российской Федерации, конкурентная борьба на рынке образовательных услуг, усилившаяся в условиях «демографической ямы», требует инновационных подходов к управлению образовательными учреждениями. Для принятия решений менеджменту вуза необходимо иметь информационные механизмы поддержки, включающие совокупные факторы, наиболее полно отражающие характеристики деятельности образовательной организации [1]. В рамках опытно-экспериментального исследования на базе Шадринского государственного педагогического института (ШГПИ) были выявлены основные направления для повышения эффективности системы управления вузом: 1. Внедрение и сертификация по международному стандарту ISO 9001:2008 системы менеджмента качества (СМК) вузом. 2. Создание единой информационной среды вуза. 3. Разработка модели инновационного управления вузом на основе информационных технологий. 4. Реализация концепции управления вузом на основе информационных технологий. Основные результаты теоретических исследований представлены в авторских трудах [2 – 6]. Исследования в основном проводились на базе ШГПИ. Некоторые аспекты исследования подтверждались опытным путем в Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) имени М.И. Платова, в Шадринском филиале Московского государственного университета им. М.А. Шолохова и в некоторых других вузах РФ. Методологическую основу опытно-экспериментальной работы составили нормативно-ориентированный, критериально-ориентированный и критериально-уровневый подходы. Исследование проводилось в период с 2007 по 2015 годы. Опытно-экспериментальная работа состояла из следующих этапов: ориентировочный (2007-2008 гг.), диагностический (20082009 гг.), постановочный (2009-2010 гг.), преобразующий (20102013 гг.), заключительный (2014-2015 г.) Ориентировочный этап (с 2007 по 2008 годы). На нем был произведен объективный анализ в сфере образования в стране, были изучены социальные проблемы, которые особенно остро стояли перед образовательными учреждениями и требовали поиска решений. На данном этапе были выявлены тенденции Министерства образования и науки РФ к повышению требований к качеству образовательных услуг предоставляемых вузами, стремлении повысить эффективность образовательных органи65
