МЕТОДИЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ВИВЧЕННЯ ТЕМИ: «ЧОРНІ ДІРИ» В ПРОЦЕСІ ПІДГОТОВКИ МАЙБУТНІХ УЧИТЕЛІВ ФІЗИКИ ТА АСТРОНОМІЇ (ВІД УТВОРЕННЯ ЧОРНИХ ДІР ДО ЇХ ВИПАРОВУВАННЯ)

Анотація

У статті запропоновано методичні рекомендації щодо вивчення чорних дір в процесі підготовки майбутніх фізиків або вчителів фізики та астрономії. Рекомендації сформульовано з погляду фундаменталізації освіти, що передбачає зосередження уваги на засвоєнні найбільш істотних, фундаментальних, системних, інваріантних знань, які лежать в основі цілісного сприйняття сучасної наукової картини світу. Акцентовано увагу на тих проблемних методичних і методологічних моментах, які виникають під час вивчення походження чорних дір, визначення їх еволюційного статусу, з’ясування змісту історичного висловлювання «чорні діри не мають волосся», обчислення ентропії чорної діри, застосування другого закону термодинаміки до цих об’єктів. У статті розглянуті також важливі методологічні аспекти, пов’язані з випаровуванням і виявленням чорних дір.

Ключові слова: підготовка вчителя фізики та астрономії, фундаменталізація освіти, чорна діра, кінцеві стадії еволюції зір, границя Оппенгеймера-Волкова, «безволосся» чорних дір, ентропія чорної діри, другий закон термодинаміки, випаровування чорних дір, виявлення чорних дір.

В статье предложены методические рекомендации к изучению черных дыр в процессе подготовки будущих специалистов-физиков или учителей физики и астрономии. Рекомендации сформулированы в контексте фундамен-тализации образования, предполагающей концентрацию внимания на усвоении наиболее существенных, фундаментальных, системных, инвариантных знаний, которые лежат в основе целостного восприятия современной научной картины мира. Акцентировано внимание на тех проблемных методических і методологических моментах, которые возникают при изучении происхождения черных дыр, определения их эволюционного статуса, выяснения содержания исторического высказывания «черные дыры не имеют волос», вычисления энтропии черной дыры, применения второго закона термодинамики к этим объектам. В статье рассмотрены также важные методологические аспекты, связанные с испарением и обнаружением черных дыр.

Ключевые слова: подготовка учителя физики и астрономии, фундаментализация образования, черная дыра, конечные стадии эволюции звезд, граница Оппенгеймера-Волкова, «безволосие» черных дыр, энтропия черной дыры, второй закон термодинамики, испарение черных дыр, обнаружение черных дыр.

This article offers a set of methodological recommendations on the subject of black holes study in the training process of young researchers, teachers of physics and astronomy. These recommendations are formed due to a nowadays tendency of fundamentalization of education. This principle emphasizes the most significant, fundamental, systemic, invariant knowledge, which is vital for holistic perception of the modern scientific world view. The attention is focused on methodical and methodological issues, which arise during the study of the of black holes such as: the study of their origin, determination of their evolutionary status, clarifying the content of the historical statement “black holes have no hair”, calculating black hole entropy, application of the second law of thermodynamics to these objects. Methodological aspects, related to evaporation and the discovery of black holes, are also revealed in this article.

Key words: teachers of physics and astronomy training, fundamentalization of education, black hole, final stages of the evolution of stars, Oppenheimer-Volkoff limit, «baldness» of black holes, black holes entropy, the second law of thermodynamics, evaporation of black holes, detection of black holes.