Основний акцент у проблемному навчанні фізики робиться на використанні вчителем тих засобів і методів навчання, які залучають учня до самостійного усвідомлення нового матеріалу, спрямовують їх розумові здібності на постійну безпосередню участь у засвоєнні понять, законів, теорій. Учитель виступає у ролі “керманича” пізнавальної діяльності учнів.

Отже, проблемне навчання, по-перше, може бути лише зовнішнім відображенням системи підібраних завдань, задач, запитань, які повинні бути такими, щоб у перспективі стали завданнями з розвитком змісту, причому в такому розвитку, який адекватний процесам наукового пізнання при розв’язанні деякої проблеми (споглядання, накопичення емпіричного матеріалу, створення моделі явища, опис явища в рамках вибраної моделі, передбачення (прогнозування) розвитку ходу явища (процесу) у нових умовах, практичні висновки, узагальнення попередньої моделі).

По-друге, проблемне навчання не повинно бути пов’язаним лише із суб’єктними та об’єктивними суперечностями між обсягом отриманих учнями знань і тим обсягом, який необхідний для успішного вирішення поставленої перед учнями проблеми.

При традиційному викладанні елементів спеціальної теорії відносності (СТВ) у ХІ класі, навіть в умовах проблемного навчання, ставляться завдання, які по суті є суперечностями суб’єктивного класу: “фактичні знання – необхідні знання”. Роль неповноти моделі при цьому не актуалізується. У результаті в учнів формуються неправильні уявлення про наукову методологію, коли здається, що проблеми в науці виникають лише тоді, коли не вистачає у вчених знань для пояснення спостережуваних явищ, тобто тоді, коли на “запитання” до Природи (експеримент), її “відповідь” (результат експерименту) не збігається із очікуваним. Усвідомлення ж того факту, що ми (в точних науках) завжди працюємо лише з моделями явищ, залишається поза увагою.

Аналогічна ситуація складається при вивченні основ квантової фізики у курсі фізики ХІ кл. Суперечність “частинка-хвиля”, – відомий корпускулярно-хвильовий дуалізм мікроречовини. Моделлю структурних одиниць речовини було поняття “частинка”, яка сформувалась за довгі століття – починаючи з ІV ст. до н.е. і до початку ХХ ст. Навіть назви “мікрочастинка”, “елементарна частинка” прямо вказують на цю обставину.

Поняття механічної хвилі, на противагу поняттю про частинку, описувало зовсім інші процеси із своїми специфічними законами: дисперсією, інтерференцією, поляризацією, дифракцією. Коли наприкінці ХІХ ст. наступила криза в уявленнях про природу ЕМХ, вона була вирішена теж революційним шляхом і знову це була криза “модель-реальність”.

Взагалі квантова фізика і, зокрема квантова механіка, “підкидують” нам чимало парадоксів. Всі ці парадокси є, при уважному до них підході, взагалі кажучи, парадоксами чуттєвого досвіду і об’єктивної реальності.

Виявилось, що мова, якою ми оперуємо для опису подій в макросвіті зовсім не підходить для опису подій в мікросвіті. Виникла об’єктивна суперечність модельних – на цей раз – вербальних – символів і емпіричним спостережувальним релятивом.

Модельні уявлення про перебіг процесів і явищ не зовсім узгоджуються із їх реальним ходом. Віртуальний модельний світ починає “ворогувати” із світом реальним. Показовим є в цьому відношенні і “конфлікт” моделі ідеального газу із реальною поведінкою газів, які стискають при невеликих температурах у порівнянні з критичною. Адже модель ідеального газу не передбачає можливості зрідження газу; таким чином, ця модель є обмеженою (як і інші моделі).

Модель так званого реального газу (Ван дер Ваальса) вже досить-таки точно описує поведінку газів, зокрема процес їх зрідження, але “пробуксовує” в описі стану газів при надвисоких тисках та температурах, дає невірні результати щодо, наприклад, питомої теплоємності газів при температурах, які наближаються до температури абсолютного нуля.

Криза моделі – суперечність із об’єктивною реальністю – вирішується створенням нових моделей, більш повних, менш суперечливих, які “стару” модель включають в себе як граничний випадок (“принцип наступності”). Але все ж  такі моделі залишаються лише спробою описати світ в який ми прийшли, в якому ми живемо. Іншого шляху пізнання Природи людство поки що не придумало.

Можна було б продовжувати наводити приклади (суперечності в ядерній фізиці, космології, астрофізиці), але головне залишається незмінним: суперечності об’єктивної реальності – базис проблемних ситуацій. Тому вважаємо, що проблемне навчання повинно базуватись як мінімум на двох взаємопов’язаних елементах: суперечностях (об’єктивних та суб’єктивних) пізнавального процесу як навчальної компоненти та суперечностях об’єктивної реальності (“модель-реальність”) як гносеологічної компоненти.

Учитель фізики О. Г. Шевчук