В эти годы начинают преподавать новые предметы, которые требуют самостоятельного мышления и собственной активности. Домашние задания становятся обязательными и увеличиваются по объему: учащиеся начинают осознавать их необходимость и даже ценить их.

Законы, которые можно увидеть и услышать

Вальтер Хайтлер, известный физик, так описывает влияние естественнонаучного мышления на человека:

«Если мы занимаемся атомной физикой или космологией, или, скажем, самой современной областью физики — физикой элементарных частиц, то это уже не имеет ни малейшего отношения к человеческой жизни. Здесь острота мысли достигает неслыханно высокого предела... Когда мыслительная деятельность такого высокого уровня занимает так много места в жизни человека, то понятно, что не всегда, но очень часто это происходит за счет жизни чувств. Вероятно, можно говорить о своего рода "обездушивании" человека, и этот процесс легко поддается наблюдению, если внимательнее присмотреться к человеку. Естественно, сегодня надо смириться, если этот процесс происходит в ограниченном кругу ученых, хотя многие из них, как правило, оказывают значительное влияние на жизнь общества. Но мне кажется, что было бы совсем нехорошо, хотя такая тенденция существует, переносить это направление абстрактного мышления на широкие круги населения, то есть с самого начала воспитывать молодых людей в этом направлении и заботиться о том, чтобы как можно больше людей научились абстрактно мыслить.

В Америке предложили начинать изучение физики сразу с элементарных частиц материи, то есть электронов, протонов и т.д. Потом постепенно в школе строят атом (мысленно, конечно), из атома — молекулы, а уж из молекул, наконец, кусок мела или камень, который падает на землю. Это полностью противоречит моим представлениям. Исходной точкой, как мне кажется, должно быть само пережитое явление, затем наблюдение нужно дополнить экспериментом, и только после этого можно переходить к абстракции. Понятие атомов и молекул в химии следовало бы вводить в самом конце”.

Первый урок физики

Двенадцатилетняя флегматичная девочка, которую обычно мало волнуют домашние задания, приходит домой, расставляет на столе несколько фужеров, наполняет их водой, постукивает по ним вилкой, потом в некоторые фужеры доливает, а из других отливает воду, чтобы получить маленькую звуковую шкалу. «Что у тебя сегодня было?» «Физика первый раз». Она светится от счастья.

Пожалуй, мало таких предметов, которые так много пробуждают в человеке, как физика! Дети часто с нетерпением ждут этого урока. Занятия физикой начинаются в шестом классе с наблюдения явлений из самых разных областей жизни.

Хорошо, когда начинают с акустики, исходя из того опыта, который дети приобрели во время игры на различных музыкальных инструментах. От известных им инструментов переходят затем к неизвестным, расширяя таким образом поле наблюдения. От художественного восприятия музыки постепенно переходят к физической трактовке акустики. Для проведения эксперимента вешают, например, на шнур самые разные предметы, ударяют по ним, прислушиваются, сравнивают качества звуков, издаваемых пластинками разных металлов или дерева, придумывают условия для следующего опыта. Детям нужно дать возможность самим сделать всевозможные открытия. И, наконец, натягивают струну над резонатором так, чтобы можно было вибрирующую часть сделать короче или длиннее. Скрипачи сразу же увидят, что, уменьшая длину струны, можно получить промежуточные звуки. Другим понадобится для этого больше времени. Но, поскольку здесь речь идет о принципиальном заключении, то нужно терпение и умение подождать, пока они сами это не обнаружат. Когда звучит октава? Когда струна укорочена наполовину. Колеблется 2/3 струны — звучит квинта, 3/4 струны — кварта, 3/5 — секста и т.д. Пока можно ограничиться только измерением, о числе колебаний будем говорить позже. Ведь дети воспринимают это опосредованно. На круглую пластинку из легкого металла, закрепленную в центре, насыпают песок и проводят по ее краю смычком, песчинки начинают «танцевать» и образуют прекрасные хладниевы звуковые фигуры. И здесь придается большое значение тому, чтобы дети сами увидели, что звуки могут придавать форму. Как можно точнее рисуют, какие фигуры образуют разные звуки. Таким образом, уже на этой ступени наглядно показывается связь между числом и формой колебаний.

Потом трактуются оптические явления. Как пример легко наблюдаемого и выразительного явления учащимся можно показать цветовые феномены по шкале Гете. Цвет блестящего или темного предмета сильно меняется, если его рассматривать через «мутную среду» (цветное стеклышко, окрашенные жидкости, облака дыма и т.д.). Обобщить эти явления можно с помощью следующего эксперимента. В стеклянную ванночку с водой добавляют несколько капель мыльной щелочи и таким образом получают мутный раствор. Если смотреть на горящую лампу через этот раствор, то свет лампы приобретает вдруг теплокрасную окраску. Если поставим лампу сбоку от ванночки, а сзади будет темный фон, то увидим холодную окраску. При соответствующем освещении и замутнении в первом случае можно увидеть рубиново-красный цвет, а во втором — ярко-синий. Теперь можно напомнить учащимся, что мы часто наблюдаем то же самое в хорошие вечера: заходящее солнце — ярко-красное, а воздух на противоположном горизонте — темно-синего цвета. Светлые краски кажутся желтыми или красными, если мы смотрим на них через мутную среду. И наоборот, темное кажется голубым, если смотреть через прозрачную среду. Дети не вывели логически, а сами увидели и прочувствовали эту закономерность учения Гете о цвете. Таким образом вырабатывается «созерцательная способность суждения» (понятие Гете).

Несколько хладниевых фигур, построенных различными тонами ( Урок физики в 6 классе, Штутгарт).

В эту же эпоху, по крайней мере в этом же учебном году, учащиеся получают представление и о других областях классической физики: им демонстрируют простые явления из учения о тепле, электричестве и магнетизме. Механику начинают обсуждать только в седьмом классе, а в восьмом вводят основные понятия гидравлики, аэромеханики и метеорологии и более глубоко изучают все другие области.

Когда человек, проводящий опыт, начинает дуть, возникает звук, высота которого зависит от количества жидкости, находящейся в пробирке. Рисунок показывает, насколько поглощен ученик ситуацией эксперимента (Нью-Йорк).

Путь к химии

Химию начинают изучать с известного всем факта, что процесс сгорания различных природных веществ протекает по-разному. Почему одно пламя такое сильное и светлое, а другое еле горит? Откуда эти клубы дыма? Почему пламя коптит? Не спеша, на целой серии опытов можно сравнить все эти явления горения. Сначала любуемся, как, потрескивая, горит просмоленное полено; потом наблюдаем, как пылают жаром опилки, но только внутри, внешне мы не видим пламени (при этом внутри такая высокая температура, что можно обжигать керамику). Дети-сангвиники приходят в полный восторг, когда видят, как быстро и ярко загораются метелки старого камыша. Другие дети смотрят на медленные голубоватые языки пламени, которые образуют при сгорании спирта, смешанного с водой. Конечно, здесь нет великих научных результатов и не это приводит детей в восторг. Этот процесс важен тем, что помогает каждому ребенку увидеть и понять, как логически, с помощью мышления можно упорядочить и классифицировать все многообразие пережитого и прочувствованного. Эти явления можно классифицировать по их полярности, наверное, так: