К.ф.м.н., профессор, Кузьмичева А.Е., магистрант Карман А.Г.

Западно-Казахстанский государственный университет им. М.Утемисова, г. Уральск, Республика Казахстан

Понятие времени в науке и обучении.

Движение, пространство, время как формы существования материи, являются фундаментальными понятиями физики и астрономии. Эти понятия относятся к важнейшим проблемам, формирование и развитие которых проходит через весь период развития науки. Время, как физическая величина входит в уравнения, описывающие движение или процессы. Оно широко используется и во многих других науках. Но вопрос о природе времени, несмотря на большое к нему внимание ученых, остается не решенным. Продолжаются исследования понятия времени как философской категории и как естественно научного понятия. [7]

Понятие времени представляет проблему и в учебном процессе. В школе при изучении физики и астрономии время используется как заданная величина и обращается внимание только на методы и единицы его измерения. Государственные общеобязательные стандарты образования Республики Казахстан определяют требования к обязательному (минимальному) уровню подготовки учащихся на основной и старшей ступенях школы. В требования включен перечень понятий и величин, физический смысл которых учащиеся основной ступени, общественно – гуманитарного и естественно – математического направлений профильной школы должны понимать. В перечень этих понятий не включено понятие времени. [1] Это объясняется его сложностью. Но знания некоторых вопросов, связанных понятием времени, при изучении физики и астрономии в СОШ можно расширить и углубить, включая их в содержание элективных курсов и в план внеклассной работы по предмету, в форме рефератов, проектов. Поэтому пониманию понятия времени в его развитии при подготовке бакалавра специальности «Физика» должно быть уделено должное внимание.

В вузовской программе проблема времени рассматривается в начале изучения физики в курсе механики. Вводится понятие времени как свойство материальных процессов иметь определенную длительность, следовать друг за другом в определенной последовательности и развиваться по этапам и стадиям и понятие часов как периодического процесса, принятого за эталон измерения.[2] В курсе механики рассматривается замедление хода движущихся часов (замедление времени). В дальнейшем в курсе общей и теоретической физики вводится характерное время различных процессов: время релаксации при переходе изотермической системы из неравновесного состояния в равновесное или время релаксации при разрядке конденсатора, время распада нестабильных элементарных частиц и др. Но вопрос о природе времени остается.

Астрономия по учебному плану бакалавриата изучается на 3-м курсе, когда студенты имеют достаточную подготовку, чтобы вернуться к проблеме времени. Работа может быть проведена в рамках СРСП, рефератов, индивидуальных и групповых проектов и направлена на:

- углубление понимания сущности времени и проблем, связанных с этим понятием;

- понимание роли астрономии в формировании понятия времени и установлении единиц его измерения;

- формирование взгляда на время как фундаментального понятия, понимание сущности которого является одной из важнейших проблем современной физики и космологии.

При этом для обобщения, углубления и расширения знаний студентов по исследуемой проблеме можно предложить следующие вопросы:

1. Абсолютное и относительное время в классической механике Ньютона.

2. Время в специальной теории относительности.

3. Время в современной физике и космологии.

4. Измерение времени. Синхронизация часов.

5. Единицы измерения времени.

6. Изменение определения секунды как единицы измерения времени.

7. История формирования понятия времени и его измерения.

8. Звездное и солнечное время.

9. Характерное время физических процессов.

10. Стрела времени.

11. Проблема прошлого, настоящего и будущего.

12. Время и идея хронополя как энергетического источника энергии любого вида материи.

13. Свойства времени.

14. Взаимная связь материи, движения, пространства и времени.

15. Системы счета времени. Календари.

Для выполнения задания студентам рекомендуется учебные пособие по физике и астрономии и учебные пособия «Концепции современного естествознания». [3,4,5]

Важность проблемы времени подчеркивает и работающий с 1984 г. в МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва) междисциплинарный семинар по темпорологии. Цель семинара – «создать условие для консолидации исследователей времени». Одна из проблем: нужны ли для понимания феномена времени новые сущности или необходимость их умножения еще не настала. Среди вопросов предлагаемых к исследованию, можно выделить следующее:

1. Что такое время, и почему оно важно для человечества.

2. Обратимо время или однонаправлено, дискретно оно или непрерывно?

3. Почему проблемы естествознания вызывают изменения представления о времени?

4. Равномерен ли ход времени, и можно ли временем управлять?

5. Возможно ли временное бытие?

6. Как связаны время и причинность и другие.

Создана коллекция публикаций на web сайте семинара.[8,9]

Как отмечалось выше проблема времени и в школе и в ВУЗе может быть включена в программу учебно – исследовательской работы, что соответствует современному подходу к образованию. Она, в конечном счете, должна способствовать формированию не только понятия времени, но и различного вида компетентностей, как ключевых так и предметных. При определении заданий обучаемым, их внимание обращается на формулировку проблемы исследования, установление уже имеющихся знаний, поиск дополнительной информации и ее обработки, в том числе анализ различных подходов к проблеме времени и его измерения.

Литература:

1. Государственный общеобязательный стандарт образования РК 5.04.019-2011.

2. Матвеев А. Н. Механика и теория относительности. М., Высшая школа, 1986

3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник М. – Высшая школа. 2007.-334 с.

4. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Курс лекций М., Центр, 2007 – 208 с.

5. Концепции современного естествознания: учебник для вузов под ред. С.И.Самыгина. – Ростов-н-Д.:Феникс 2008 – 576 с.

6. Физика. Механика. Под ред. Мякишева Г.Я. Авторы Балашов М.М. Гомонов А.И. Долицкий А.Б. и др. Изд-во Просвещение 1995 г.

7. hhtp://www.chronos.msu.ru/preports/khasanov_vremya/khasanov_vremya.htm

8. hhtp://www.apl@chronos.msu.ru А.П. Левич. Знаем ли мы, что такое время? МГУ им. М.В. Ломоносова.

9. hhtp://www. lib.ru - Библиотека Машкова.