На правах рукописи

Шестакова Елена Сергеевна

ОБУЧЕНИЕ СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕCКОГО ВУЗА РЕАЛИЗАЦИИ

ПРИНЦИПА ИСТОРИЗМА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ПО ФИЗИКЕ

В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СИСТЕМЫ СРЕДНЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания

(физика, уровень профессионального образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Челябинск 2010

Работа выполнена на кафедре мультимедийной дидактики и информационных технологий обучения ГОУ ВПО «Пермский государственный педагогический университет»

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор Оспенникова Елена Васильевна

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор Исаев Дмитрий Аркадьевич кандидат педагогических наук, доцент Звягин Алексей Николаевич ГОУ ВПО «Уральский государственный

Ведущая организация:

педагогический университет»

Защита состоится 18 июня 2010 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.02 при ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, д. 69, ауд. 439.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Челябинского государственного педагогического университета

Автореферат разослан «18» мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Елагина В.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Для современной российской школы в новых социально-экономических условиях ее развития особое значение приобретает реализация концепции гуманитаризации образования. Одним из важных направлений внедрения идеи гуманитаризации в практику массового обучения является совершенствование историко-методологического содержания предметной подготовки учащихся. Использование в обучении сведений из истории научных открытий, демонстрация роли науки в социальном прогрессе на различных этапах истории развития общества, информация о жизни и деятельности ученых имеют своей целью формирование у учащихся не только системы конкретных предметно-исторических знаний, но и становление у них системы духовных ценностей, нравственных позиций и идеалов, которые определяют жизнедеятельность молодого человека, его личностное и профессиональное становление. Преподавание вопросов истории науки - истории процесса познания - позволяет молодежи ощутить себя « … в той научной атмосфере, которая невольно поднимала бы ее личную энергию в благородном соревновании с другими нациями в важном деле создания национальной науки с ее важным значением для промышленного прогресса страны» (Н.А. Умов, 1916). Популяризация науки через освещение вопросов истории ее развития способствует осознанию ценности науки как элемента культуры, содействует распространению научных идей и представлений, формированию у молодежи рационального мышления и в итоге воспитанию той ее части, которая составит впоследствии научную элиту страны.

В государственном образовательном стандарте средней школы указывается на необходимость изучения вопросов истории научного знания. Соответствующие задачи профессиональной подготовки специалистов должны быть обозначены и в сфере высшей педагогической школы. На сегодня является важной разработка эффективных решений указанных задач. Следствием этих решений должно стать формирование у будущих учителей физики необходимого уровня компетентности в данной области педагогической практики.

Методике изучения сведений из истории развития физики в средней школе посвящены работы Г.М. Голина, П.С. Кудрявцева, А.И. Капралова, И.С. Карасовой, П.А. Знаменского, В.А. Ильина, Ю.А. Королева, В.Н. Мощанского, Е.И. Савеловой, Б.И. Спасского, А.В. Усовой, М.А. Червонного, Р.Н. Щербакова и др. Исследователями рассматривается широкий круг методических вопросов: формирование мировоззрения учащихся, развитие у них познавательного интереса и нравственных убеждений на основе изучения исторического материала, воспитание гуманистического мышления и др. Вместе с тем для большинства методических подходов к организации работы учащихся с материалами по истории физики характерны вполне традиционные решения, а именно эпизодическое включение в содержание основного учебного курса сведений по истории науки, выполнение отдельных заданий исторической тематики (в основном по выбору учащихся).

На современном этапе развития системы общего среднего образования, для которого характерны усиление внимания к дифференциации обучения в старшей профильной школе, а также активно разворачивающиеся процессы его информатизации, возникают условия для принципиально новых решений проблемы методики преподавания вопросов истории физики. Первые исследования в этом направлении уже появились (Ж.С. Древич, Д.А. Исаев, В.А. Ильин, Е.В. Оспенникова, Н.С. Пурышева, Н.В. Шаронова и др.). Однако пока далеко не все значимые аспекты этой проблемы с учетом новых направлений ее разработки находятся в поле зрения исследователей.

Анализ состояния проблемы методики преподавания вопросов истории науки в курсе физики средней школы позволил выявить следующие противоречия: 1) на социальнопедагогическом уровне - между общекультурной ценностью знаний по истории науки, важностью их приобретения учащимися и недостаточным отражением вопросов истории науки в преподавании школьного курса физики (основного, профильного), невысоким уровнем мотивации и готовности учителей к реализации историко-методологического направления предметной подготовки учащихся; 2)на научно-педагогическом уровне – между необходимостью повышения уровня специальной профессиональной компетентности учителей в области методики преподавания вопросов истории науки и недостаточной разработанностью теоретических основ реализации принципа историзма в обучении в условиях модернизации системы образования, а также малой зоной внимания в педагогической науке к разработке теоретических аспектов подготовки будущих педагогов к профессиональной деятельности в данном направлении; 3) на научно-методическом уровне между возможностью обеспечения необходимого уровня компетентности выпускников педагогических вузов в области обучения школьников истории физической науки и отсутствием методики подготовки будущих специалистов к преподаванию вопросов истории физики, эффективному применению с этой целью потенциала профильного обучения и средств современных информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).

Необходимость разрешения указанных противоречий обусловливает актуальность настоящего исследования и определяет его проблему: как должно осуществляться обучение студентов педагогических специальностей в высшей профессиональной школе, чтобы его результатом стало достижение выпускниками уровня профессиональной компетентности в преподавании вопросов истории физической науки; каким образом в этой связи при обучении специалистов должны быть учтены ключевые тенденции модернизации школьного образования: профилирование обучения, интеграция гуманитарной и естественнонаучной составляющих физического образования, применение в обучении средств ИКТ? В соответствии с указанной проблемой сформулирована тема исследования «Обучение студентов педагогического вуза реализации принципа историзма в учебном процессе по физике в условиях информатизации системы среднего образования»

Объект исследования: процесс обучения в педагогическом вузе будущих учителей физики по дисциплине «Теория и методика обучения физике» (ТИМОФ).

Предмет исследования: содержание, методы, средства и формы обучения студентов педвуза реализации принципа историзма в системе профильной подготовки учащихся по физике в условиях применения средств информационно-коммуникационных технологий.

Цель исследования состоит в научном обосновании и разработке методики обучения студентов педагогического вуза реализации принципа историзма в системе профильной подготовки учащихся по физике в условиях применения средств ИКТ.

Гипотеза исследования: результативность обучения студентов методике преподавания вопросов истории науки в школьном курсе физики с применением средств ИКТ возрастет, если:

1) включить в план обучения студентов с целью расширения и углубления их подготовки по дисциплине «Теория и методика обучения физике» учебный курс по выбору «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» или выделить в составе дисциплины «ТиМОФ» учебный модуль данной тематики;

2) реализовать в рамках указанного учебного курса/модуля компетентностный подход к обучению будущих учителей физики и обеспечить формирование у студентов:

системы знаний: о содержании принципа историзма в обучении, организационных моделях и новой практике обучения школьников истории физической науки в условиях профилирования и информатизации образования;

обобщенных умений в проектировании учебного процесса по истории физики и средств его сопровождения на основе применения в обучении обобщенных моделей профессиональной деятельности;

готовности к решению профессиональных задач за счет применения технологии продуктивного обучения, базирующегося на самостоятельном проектировании и разработке будущими специалистами учебно-методических и дидактических материалов (в том числе цифровых) по истории науки для учебного процесса по физике;

3) применять при проведении занятий по курсу/модулю адекватный компетентностному подходу комплекс методов и форм обучения, ориентированных на самостоятельную и творческую работу студентов по решению профессиональных задач (методов проблемного обучения, метода проектов, метода портфолио, метода социального взаимодействия и его разнообразных форм).

В соответствии с целью и сформулированной гипотезой исследования были определены задачи исследования:

1. На основе анализа психолого-педагогической, методической и специальной литературы определить состояние проблемы подготовки студентов педагогических специальностей к реализации принципа историзма в преподавании школьного курса физики, обосновать актуальность ее дальнейшего исследования.

2. Уточнить содержание специальной профессиональной компетентности (СПК) учителя физики в преподавании вопросов истории науки в условиях профилирования и информатизации системы общего среднего образования.

3. Разработать методику обучения студентов реализации принципа историзма в учебном процессе по физике в средней школе. Учесть в решении этой задачи особенности подготовки будущих учителей к работе в старшей профильной школе и необходимость применения в их профессиональной деятельности средств ИКТ. Выявить в составе данной методики обучения особенности применения компетентностного подхода к подготовке специалистов и разработать технологию его реализации.

4. На основе компетентностной модели обучения специалистов разработать в составе дисциплины «ТиМОФ» учебную программу курса/модуля «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» и подготовить ее учебно-методическое обеспечение.

5. Разработать диагностический инструментарий и проверить в опытно-поисковой работе результативность предложенной методики обучения (на примере подготовки студентов педвуза к преподаванию в средней школе элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки»).

Методологические и теоретические основы исследования: основы системного подхода к анализу объекта исследования; основы методологии педагогических исследований; основы методологии познания в области физической науки, принципы дидактики, положения теории и методики обучения физике в средней общеобразовательной школе, включая обучение вопросам истории физической науки; концепции конструирования и проектирования педагогического процесса; концепция профильного обучения на старшей ступени общего среднего образования, концепция модульного обучения; исследования в области информационного общества и информатизации педагогического образования, информатизации общего среднего образования и компьютерных технологий обучения физике; теоретические основы компетентностного подхода к подготовке специалистов в высшей профессиональной школе.

Методы исследования. Эмпирические: сбор научных фактов – анализ нормативных документов, учебных программ, учебников и учебных пособий для средней школы; изучение педагогического опыта учителей и результатов педагогических исследований; педагогические наблюдение и эксперимент; систематизация и обобщение педагогических фактов. Теоретические: анализ моделей обучения в психологии и дидактике, их прогностического и объясняющего потенциалов, противоречий в системе теоретического знания;

выдвижение гипотез и теоретическое моделирование учебного процесса.

Этапы исследования (2005 – 2010 гг.). На первом этапе (2005 – 2006 гг.) был проведен анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы по проблеме исследования с целью определения новых подходов к обучению учащихся средней школы вопросам истории физической науки и далее – теоретических и методических основ формирования специальной профессиональной компетентности будущих учителей физики в данной сфере их деятельности; определены цели, объект и предмет, гипотеза и задачи исследования; разработан план опытно-поисковой работы, реализован ее констатирующий этап. На втором этапе (2007 – 2008 гг.) разрабатывались содержание и программа учебного модуля и учебного курса «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» в составе дисциплины ГОС ВПО «Теория и методика обучения физике». Был подготовлен сопровождающий эти программы комплект дидактических и учебно-методических материалов. В поисковом эксперименте осуществлялись апробация и корректировка предложенных программ, отработка методики проведения занятий и организации самостоятельной работы студентов. На третьем этапе (2009 – 2010 гг.) осуществлялось формирующее экспериментальное обучение с целью проверки справедливости гипотезы исследования. Выполнены анализ и обобщение результатов опытно-поисковой работы, сформулированы выводы.

Экспериментальная база исследования. Опытно-поисковая работа проводилась на базе физического факультета Пермского государственного педагогического университета, а также на базе школ проведения педагогической практики студентов ПГПУ (гимназий № 1, 4, 5, средних общеобразовательных школ № 8, 50, 112, 145 г. Перми и ряда сельских школ Пермского края).

Научная новизна исследования.

1. В отличие от исследований периода 50-80 гг. прошлого столетия, в которых рассматривались отдельные аспекты проблемы использования материалов по истории науки в курсе физики средней школы, а также исследований двух последних десятилетий (В.А. Ильина, А.И. Капралова, Ж.С. Древич, А.В. Усовой и др.), посвященных проблеме подготовки студентов педвуза по истории науки в рамках курса ЕН.Р.00 «История физики», в настоящей работе впервые рассматривается проблема формирования у студентов педагогических вузов профессиональной компетентности в области реализации принципа историзма в обучении физике в рамках учебной дисциплины ОПД.Ф.04 «Теория и методика обучения физике». Решение проблемы осуществляется с учетом комплекса современных тенденций развития системы среднего образования: профилирования обучения, интеграции его гуманитарной и естественнонаучной составляющих, применения в обучении средств ИКТ.

2. Уточнено содержание профессиональной деятельности учителя физики по реализации принципа историзма в учебном процессе. С этой целью:

а) дана характеристика обновленной практики обучения школьников истории физики, включающей: формирование у учащихся системы предметного историко-научного знания; развитие представлений о принципе историзма как принципе, регулирующем процесс научного познания; знакомство с объектами и методами историко-научного исследования; формирование умений самостоятельно приобретать знания по истории науки; использование образовательного потенциала знаний по истории физики с целью повышения качества предметного обучения, развития и воспитания учащихся; применение в обучении истории науки средств информационно-коммуникационных технологий; реализацию в образовательном процессе потенциала элективных курсов (ЭК) исторической направленности;

б) разработана методика обучения школьников истории физики в условиях ИКТнасыщенной среды (на примере элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки»), в рамках которой: определены содержание, методы и средства обучения; уточнено место ресурсов и инструментов виртуальной среды в системе методов и средств обучения; дана характеристика форм организации учебных занятий и указаны направления использования материалов исторической тематики на занятиях различных организационных форм; раскрыты особенности организации самостоятельной работы учащихся по истории науки (виды учебных заданий репродуктивного и творческого характера; требования к их разработке; технологии формирования у учащихся обобщенных умений в выполнении заданий по истории науки; формы и методика контроля учебной работы школьников по вопросам истории научного знания).

3. Определены составляющие специальной профессиональной компетентности учителя физики в реализации принципа историзма в условиях профильного обучения в ИКТнасыщенной учебной среде. Содержание СПК специалистов раскрыто по направлениям:

а) новые методы и технологии поиска, обработки и представления материалов по истории науки; б) специальная предметная ИКТ-компетентность учащихся; в) образовательные ресурсы по истории физики; г) содержание и методика реализации принципа историзма в обучении; д) проектирование и разработка средств обучения (дидактических материалов) для самостоятельной работы учащихся по истории физики; е) проектирование и проведение учебных занятий по истории развития физической науки.

4. Разработана методика обучения студентов педагогических вузов реализации принципа историзма в системе профильной подготовки учащихся по физике в условиях ИКТ-насыщенной образовательной среды. В составе методики определены: а) цели и содержание, методы, средства и формы обучения; б) система квалификационных и компетентностных задач, решение которых способствует становлению СПК будущих учителей физики; в) обобщенные модели профессиональной деятельности по проектированию учебно-методических комплексов занятий и разработке цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся с материалами по истории науки (на примере элективного курса для средней общеобразовательной школы «Эксперимент в истории развития физической науки»).

Теоретическая значимость работы:

1. Уточнено содержание принципа историзма в частной дидактике, выделены его существенные характеристики как подхода к исследованию объектов природы и как системы регулятивов обучения физике в средней общеобразовательной школе.

2. Выявлены направления совершенствования профессиональной подготовки будущих учителей к реализации принципа историзма в обучении физике в условиях модернизации системы отечественного образования, а именно: реализация потенциала элективных учебных курсов и применение в обучении средств информационно-коммуникационных технологий. В ходе разработки проблемы исследования по данным направлениям:

а) определено место элективных курсов по истории физики в общей системе элективных курсов для средней школы, уточнены виды и разработана система элективных курсов по истории науки для профильной модели обучения; сформулированы требования к разработке ЭК по истории физики (содержанию, организации и методике проведения);

б) раскрыты особенности цифровых ресурсов по истории физики: формы и жанры цифровых ресурсов по истории науки; основания систематизации исторической информации и способы наглядного отображения системы исторического знания в виртуальной среде; медиаформаты представления материалов по истории науки;

в) разработана концепция информационного источника сложной структуры по истории физики (на примере ИИСС «Эксперимент в истории развития физической науки»), раскрывающая новые подходы к подготовке цифровых ресурсов исторической тематики: системный подход к представлению учебного материала историко-методологической направленности; комплексный подход к организации самостоятельной работы учащихся по усвоению системы историко-научного знания и формированию умений в его приобретении.

3. Предложена модель обучения студентов реализации принципа историзма в учебном процессе по физике в средней школе, сочетающая в себе компетентностный и продуктивный подходы к подготовке специалистов.

Практическая значимость исследования.

Разработана программа элективного курса по физике для старшей профильной школы «Эксперимент в истории развития физической науки». Для дидактического сопровождения ЭК создан цифровой образовательный ресурс - ИИСС «Эксперимент в истории развития физической науки». В составе ИИСС приведено около 50 микромодулей по истории постановки важнейших для развития науки физических экспериментов. Подготовлены методические рекомендации для учителей по организации занятий элективного курса по истории физического эксперимента с применением ИИСС.

Разработаны программы учебного модуля «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» в составе дисциплины «Теория и методика обучения физике» и учебного курса по выбору данной тематики, дополняющего преподавание дисциплины «ТиМОФ». Подготовлены методические рекомендации, дидактические и учебно-методические материалы для проведения занятий по программе курса в педагогическом вузе.

В опытно-поисковой работе доказано, что внедрение результатов проведенного исследования в учебный процесс высшей педагогической школы способствует росту результативности обучения и достижению в итоге будущими специалистами уровня профессиональной компетентности в реализации принципа историзма в обучении физике.

Достоверность результатов исследования обеспечена: всесторонним анализом поставленной проблемы; применением современной научной методологии исследования;

разнообразием методов опытно-поисковой работы и корректностью их применения, контролируемостью условий проведения экспериментального исследования и воспроизводимостью его результатов, применением методов математической статистики с целью определения надежности и достоверности выводов по итогам экспериментального обучения;

признанием педагогической общественностью основных идей и результатов исследования.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались и обсуждались на региональных, всероссийских и международных семинарах и конференциях, посвященных проблемам информатизации образования: в Ростове-наДону («Многоуровневое образование как пространство профессионально-личностного становления выпускника вуза», 2007), Санкт-Петербурге («Физика в системе современного образования», 2007), Глазове («Учебный физический эксперимент: актуальные проблемы, современные решения», 2007, 2008, 2009), Троицке («Применение новых технологий в образовании», 2007), Екатеринбурге («Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях», 2007; «Новые информационные технологии в образовании», 2009; «Современные проблемы теории и методики обучения физике, информатике и математике», 2009), Хабаровске («Информационно-коммуникационные технологии в образовании», 2008), Астрахани («Современный физический практикум», 2008), Красноярске («Проблемы и перспективы развития физического образования», 2009), Москве («Физическое образование: проблемы и перспективы развития», 2008, 2009).

Результаты исследования внедрены в учебный процесс в Пермском государственном педагогическом университете, в Институте непрерывного образования ПГПУ на факультете переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров, прошли апробацию в базовых школах университета в период проведения педагогической практики студентов физического факультета. Апробация учебно-методического комплекта модуля «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» осуществлялась в 7 педагогических вузах России, участвовавших в пилотном проекте НФПК по совершенствованию программ профессионального обучения в высшей педагогической школе («Информатизация системы образования», 2005-2008 гг.). Программа модуля прошла экспертизу Национального фонда подготовки кадров (НФПК) и рекомендована к применению.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Формирование специальной предметной компетентности студентов педагогического вуза в преподавании вопросов истории физики в старшей профильной школе в условиях современной ресурсной и инструментальной базы процесса обучения целесообразно осуществлять в рамках специального учебного модуля «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды», выделенного в составе дисциплины «Теория и методика обучения физике». Более высокие результаты обучения достигаются в рамках аналогичного учебного курса по выбору, дополняющего и углубляющего подготовку студентов по дисциплине «ТиМОФ». Полный учебный курс позволяет обеспечить условия для формирования основного и повышенного уровней компетентности выпускников в области реализации принципа историзма. Важным дополнительным результатом обучения является начальная профессиональная подготовка студентов по педагогическому проектированию (дизайну) в сфере разработки учебных ресурсов (в том числе цифровых) (на материале истории физики).

2. Обучение следует строить с учетом формирования у студентов комплекса составляющих СПК в реализации принципа историзма в старшей профильной школе в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды. Будущие специалисты должны приобрести знания и опыт деятельности по следующим направлениям: а) новые методы и технологии поиска, обработки и представления материалов по истории науки; б) специальная предметная ИКТ-компетентность учащихся; в) образовательные ресурсы по истории физики; г) содержание принципа историзма и методика его реализации в обучении; д) проектирование и проведение учебных занятий по истории развития физической науки; е) проектирование и разработка средств обучения (дидактических материалов) для самостоятельной работы учащихся по истории физики.

3. Основу обучения составляет решение студентами квалификационных и компетентностных задач. Результативность обучения возрастает, если оно будет осуществляться через освоение студентами обобщенных моделей деятельности, связанных с проектированием учебного процесса и средств обучения историко-методологической направленности.

Существенный положительный эффект достигается при использовании модели продуктивного обучения будущих специалистов, целью которого является создание каждым студентом в процессе обучения образовательного продукта, востребованного в педагогической практике и имеющего научно-методическую значимость. Методика проведения занятий модуля/курса в этой связи должна базироваться на применении методов и форм обучения, ориентированных на самостоятельность и творчество студентов в решении профессиональных задач (методов проблемного обучения, метода проектов, метода портфолио, метода социального взаимодействия, различных форм учебной работы и организации учебных занятий).

4. Результатом подготовки специалистов по программе модуля/курса (в разной степени полноты достижения целей обучения в зависимости от объема учебных часов) является:

а) система знаний: о содержании принципа историзма, структуре предметного историко-научного знания, методах его приобретения, включая методы историко-научного исследования, организационных моделях и новой практике обучения школьников, ориентированной на реализацию в учебном процессе ключевых регулятивов принципа историзма, применение в обучении средств ИКТ и использование образовательного потенциала элективных курсов;

б) готовность к решению профессиональных задач, а именно: проектированию и разработке учебно-методических и дидактических материалов (в том числе цифровых) по истории науки для учебных занятий по физике; проведению учебных занятий, связанных с освоением учащимися средней школы предметного историко-научного знания, формированием у них умений по его приобретению, в том числе начальных умений в выполнении историко-научного исследования.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, включающего 267 источников. Рукопись содержит страниц текста, 19 рисунков, 3 таблицы и приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, определяется цель, объект и предмет исследования, формулируется гипотеза, задачи и методы исследования, раскрываются научная новизна, теоретическая и практическая значимость, приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 «Теоретические аспекты проблемы изучения вопросов истории физики в средней школе в условиях профилирования и информатизации образования» анализируется современное состояние проблемы исследования, обсуждаются теоретические и методические основы ее решения и раскрывается содержание подготовки будущих учителей физики к реализации принципа историзма в системе профильной подготовки учащихся в условиях применения средств информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).

Методика изучения вопросов истории физической науки в средней школе может быть рассмотрена как одно из важных и относительно самостоятельных направлений подготовки будущего учителя физики в педагогическом вузе. В этой связи следует выделить два комплекса задач обучения: 1) совершенствование уровня предметной подготовки студентов по физике; 2) формирование у них профессионально-методических знаний и умений. В работе раскрывается содержание задач каждого комплекса и отмечается, что задачи первого комплекса могут вполне успешно решаться в курсах «История физики» и «Концепции современного естествознания». Задачи второго комплекса могут и должны решаться в курсе «ТиМОФ». Это становится возможным только при условии модернизации учебного процесса в рамках дисциплины «ТиМОФ» с точки зрения его содержания, методов и форм организации.

Содержание подготовки студентов педвуза по методике обучения школьников истории физики может быть определено на основе анализа сущности принципа историзма, а также целей и следствий его реализации в учебном процессе.

С философских позиций «историзм» рассматривается как принцип изучения предмета в его возникновении, развитии и уничтожении, в связи со всем предшествующим и последующим развитием других предметов и вещей, окружающих его (Б.А. Грушин).

Особенности содержания принципа историзма раскрываются в трудах исследователей, работающих в различных областях предметного знания: естествознании, математике, социологии, психологии, педагогике (С.Ш. Базарова, С.И. Беленцов, С.А. Бергер, Н.В. Вдовиченко, Л.С. Выготский, Г.И. Глейзер, В. С. Горский, В.В. Давыдов, З. Дюркгейм, О.Н. Журавлева, А.Р. Лурия, М.Лауэ, М. Льоцци, Е.Ф. Стастенко, Г.В. Осипов, В.С. Шмаков и др.). Сущность принципа историзма как фундаментального регулятива процесса научного исследования на сегодня в основном определена.

В дидактике принцип историзма рассматривается в двух контекстах: как принцип познания педагогических явлений (общенаучный контекст) и как принцип обучения, определяющий систему требований к его организации. Вместе с тем попытки определить (более или менее строго) содержание принципа историзма как принципа дидактики в педагогической науке весьма ограничены. Трактовка данного принципа, как правило, исследователями не приводится. Рассматривается его значение и формулируются цели (В.А. Ильин, Б.И. Спасский, А.В. Усова и др.), указываются дидактические функции (И.В. Гофенберг и др.), анализируются отдельные направления и следствия их реализации в обучении (М. Мамадазимов, Е.В. Савелова, Б.И. Спасский и др.).

Анализ методических работ (Г.М. Голина, П.А. Знаменского, В.А. Ильина, А.И. Капралова, Е.С. Пурышевой, Н.В. Шароновой, Д.А. Исаева, Е. В. Савеловой, И.И. Соколова, А.В. Усовой и др.) и диссертационных исследований (Т.Н. Бабенковой, Ж.С. Древич, Ю.А. Королева, В.И. Лебедева, Е.Г. Трофимова, Н.П. Форостяной, М.А. Червонного, Р.Н. Щербакова, А.И. Янцова и др.), касающихся вопросов реализации принципа историзма в обучении физике позволяет утверждать, что на сегодня в частной дидактике сложилось три подхода к его толкованию: 1) методологический, направленный на формирование у учащихся знаний об основных закономерностях развития физической науки и методах научного познания природы; 2) культурологический, ориентированный на развитие общей культуры школьников; 3) нравственно-ценностный, связанный с формированием их социально значимых ориентаций и нравственных убеждений.

Является необходимым уточнение представлений о содержании принципа историзма как дидактического регулятива. В настоящем исследовании раскрывается содержание данного принципа применительно к процессу обучения физике.

Принцип историзма в предметном обучении и, в частности, при обучении физике представляет собой систему регулятивов (дидактических требований), направляющих деятельность учителя (см. табл.1). Отметим, что группы требований 1 и 2 в содержании данного принципа раскрывают структуру предметного исторического знания: фактические знания по истории физики и методы историко-научного исследования, группа 3 – образовательный потенциал знаний по истории науки.

Модель предметного историко-научного знания будет неполной, если не уточнить содержание объекта познания в историческом исследовании и состав его методов. Очевидно, что в различных областях научного знания объекты и методы историко-научного исследования имеют свою специфику. В настоящей работе раскрываются особенности объектов и методов историко-научного исследования области истории физической науки.

Составляющие предметного исторического знания по объему и глубине усвоения учащимися должны быть представлены в обучении в разном весовом соотношении. В нашем исследовании дается характеристика возможных уровней усвоения: 1-й уровень знакомство с отдельными вопросами истории науки; 2-й уровень - изучение ключевых вопросов истории развития физики, формирование общих представлений о системе знаний по истории науки и методах историко-научного анализа; 3-й уровень - изучение закономерностей исторического развития науки и освоение соответствующего историкометодологического понятийного аппарата; формирование начальных умений в применении методов историко-научного исследования; 4-й уровень - отработка практических умений и навыков и приобретение опыта самостоятельного учебного историко-научного исследования по предмету в рамках творческих учебных проектов.

Можно говорить о разных дидактических моделях реализации принципа историзма в обучении: традиционная модель: вопросы истории изучаются в составе основной учебной программы в органической связи с изучением физических явлений, законов и теорий, а также в качестве дополнительной информации к учебному материалу; профильная модель: вопросы истории физики изучаются в рамках элективных курсов историкометодологической направленности, в том числе дистанционных; модель дополнительного образования: изучение материалов истории науки осуществляется во внеурочное время на факультативных курсах, ориентированных на учащихся, проявивших к этому интерес;

модель самообразования: организация самостоятельной образовательной практики учащихся по изучению вопросов истории науки на основе учебной и дополнительной литературы, цифровых образовательных ресурсов; комплексная модель: возможные сочетания приведенных выше моделей обучения.

ПРИНЦИП ИСТОРИЗМА

как система дидактических регулятивов деятельности учителя историко-научного знания:

об основных этапах зарождения и развития формирование знаний о повышения качества знафизической науки: обнаружения физических предмете историко-научного ний учащихся (глубины, полявлений (объектов, процессов); становления исследования; ноты, системности, прочноформирование представфизических понятий; открытия эксперимен- сти) и совершенствования ластей физического знания; эволюции физи- подхода к процессу позна- мировоззрения и естественческой картины мира; ния: историко-логическом; нонаучного стиля мышления этапах становления методов научного по- историографическом; исто- как его непременной составзнания в области физических исследований, рико-методологическом; ляющей; развития потребноразвития представлений о его закономерно- социологическом; ситуатив- сти в исторической рефлекстях и принципах; ной экстраполяции (case сии, а также прогностическовзаимосвязях и взаимовлиянии наук в ходе study) (по Н.В. Вдовиченко); го начала в мышлении;

формирование представ- развития интереса к изучеих исторического развития (физика - матемалений об общих методах нию физической науки и истика, физика – астрономия, физика – биолоисторико-научного исследо- тории ее становления;

гия, физика – химия и т.д.);

темы технических артефактов (от простейших тельном; историко-типоло- становления гуманистичесорудий до сложных технических систем); сисгическом; периодизации; кого сознания и формироватемы технического знания и видов техничеструктурно-диахронном (по ния нравственных качеств ской деятельности, включая научно-техничесМ.В. Зеленову); личности учащихся;

кую деятельность;

революций и соответственно научно-техниции историко-научного подческом прогрессе (НТП) общества, а также зарождении новых тенденций в НТП;

влиянии уровня развития производительных сил общества и особенностей социально-политической атмосферы на различных этапах исторического развития на процесс и результативность научных исследований в области физики;

жизни и деятельности творцов физической науки и выдающихся изобретателей, использовавших достижения физической науки в создании и развитии технических устройств;

роли личности в науке и развитии культуры человеческой цивилизации.

В исследовании обсуждаются особенности указанных моделей. В констатирующем эксперименте выяснялось, что большинство учителей физики используют традиционную модель обучения, причем основу традиционной модели реализации принципа историзма в обучении физике, как правило, составляют собственные (пусть и весьма несовершенные) историографическое исследования учителей (изучение, отбор, систематизация и обобщение исторического материала). Результаты опроса преподавателей показали, что это связано с особенностями представления материалов по истории физики в различных источниках. Действительно, даже в методических пособиях исторической тематики (полиграфических, цифровых) информация по истории науки не всегда является дидактически «готовой» для ее включения в учебный процесс как с точки зрения ее достаточности и достоверности, так и с точки зрения ее методической проработки. В настоящем исследовании в связи с этим выполнен анализ научной, учебной и методической литературы по истории становления физической науки, которая имеется в распоряжении учителя физики, дана оценка ее содержательного и методического потенциала. Доказывается, что в настоящее время еще не созданы необходимые и достаточные условия для полноценной реализации принципа историзма в учебном процессе по физике. Это в значительной степени связано с объяснительно-иллюстративным подходом к разработке учебных пособий исторической тематики, недостаточностью в них дидактических материалов, ориентированных на организацию активной и разнообразной самостоятельной работы учащихся по освоению компонентов содержания истории физической науки.

Проблема реализации принципа историзма в обучении физике для методической науки весьма актуальна. По некоторым из компонентов его содержания необходимо развитие имеющихся методических взглядов и подходов к обучению. По целому ряду других составляющих содержания данного принципа исследователям еще только предстоит определиться в выборе методов и приемов, форм и средств обучения. Необходимость дальнейшей разработки рассматриваемой проблемы стимулируется процессами модернизации системы отечественного образования, и, в частности, в таких направлениях его преобразования, как профилирование и информатизация.

Потенциал п р о ф и л ь н о г о о б у ч е н и я физике в реализации принципа историзма на сегодняшней день в методических исследованиях недооценен и слабо реализуется в школьной практике. В нашем исследовании дана характеристика комплексной модели реализации принципа историзма в обучении физике в контексте сочетания его традиционной и профильной моделей. Рассматривается система элективных курсов по истории науки как составляющая модели профильного обучения (проанализированы подходы к классификации ЭК, определено место элективных курсов по истории физики в общей системе курсов, выделены виды ЭК по истории науки). Основу определения видового разнообразия курсов составила предложенная в нашем исследовании модель системы предметного историко-научного знания. В работе выполнен анализ вопросов методологии и методики разработки содержания ЭК по истории физики. Выделены критерии и проведена экспертиза программ ЭК исторической тематики, рекомендованных к включению в учебные планы СОШ. Сформулированы требования к разработке ЭК по истории физики (содержанию, формам организации, методам и средствам обучения). При разработке содержания ЭК по истории науки следует учесть: 1) требования стандарта образования; 2) сущность принципа историзма в обучении и составляющие модели предметного историко-научного знания; 3) роль истории науки как фактора, влияющего на качество обучения, развитие и воспитание учащихся; 4) ключевые принципы дидактики и правила их реализации с учетом особенностей исторического знания; 5) особенности избранного методологического подхода к разработке ЭК (фундаментальный, методологический, универсальный, прагматичный, деятельностно-ценностный, компетентностный, концептуальный психолого-педагогический подходы и др.); 6) целесообразность реализации модульного принципа организации программы ЭК. Требования организационно-методического плана включают: 1) характеристику наиболее эффективных для элективного курса по истории науки методов обучения и соответствующих им видов учебнопознавательной деятельности учащихся; 2) перечень рекомендуемых форм организации учебных занятий по истории науки, в том числе дистанционных; 3) характеристику внеурочной деятельности учащихся по физике; 4) состав рекомендуемых средств обучения.

И н ф о р м а ц и о н н о - к о м м у н и к а ц и о н н ы е т е х н о л о г и и – еще один резерв совершенствования реализации принципа историзма в обучении. ИКТинфраструктура предметной среды (аппаратная техника и инструменты для ввода информации; устройства и инструменты обработки, представления и передачи информации; информационные источники и инструменты учебной деятельности, системы и средства поддержки организации образовательного процесса) стремительно развивается. Предоставляя учащимся богатейшую ресурсную базу по истории науки, новые технологии дают им в руки еще и инструмент эффективной работы с исторической информацией.

Вместе с тем, несмотря на растущий практический интерес учителей и методистов к применению средств ИКТ, в практике школьного обучения методы и средства организации работы школьников по истории науки остаются весьма традиционными. Это, в известной мере, есть следствие состояния исследования данной проблемы в науке. В общем потоке работ, связанных с проблемой информатизации образования научнометодических публикаций, посвященных проблеме использования средств ИКТ при обучении школьников вопросам истории развития физики, совсем немного. Это работы Ж.С. Древич, В.А. Ильина, В.В. Кудрявцева, Ф.Б. Нурлыгаянова, Е.В. Оспенниковой, И.А. Парфеновой, Н.С. Пурышевой, Д.А. Исаева, Н.В. Шароновой и др. В настоящем исследовании выполнен анализ указанных работ.

Несмотря на малочисленные исследования по методике применения средств ИКТ при изучении вопросов истории физики, цифровые ресурсы, содержащие сведения исторического характера, стремительно развиваются. В данной главе дана характеристика цифровых образовательных ресурсов по физике (на CD и в Интернете) с точки зрения их возможностей в организации деятельности учащихся по изучению вопросов истории становления физики как науки. Определены ключевые направления дальнейшего совершенствования цифровых ресурсов исторической тематики. Отмечается, что в настоящее время актуальны не столько проблемы наполнения виртуальной образовательной среды информацией исторического содержания, сколько проблемы качества этой информации, форм ее представления и системной организации на цифровом носителе. Содержание цифровых ресурсов должно поддерживать реализацию основных составляющих принципа историзма в обучении физике (в комплексе и/или по отдельным его компонентам), обеспечивать систематизацию знаний учащихся по истории науки, базироваться на применении мультимедийного потенциала виртуальной среды обучения, а также таких ее уникальных свойств, как интерактив, моделинг и коммуникативность. В составе цифрового ресурса должны быть представлены дидактические материалы для организации активной самостоятельной работы учащихся по изучению вопросов истории физической науки и их творческой деятельности.

Систематизация информации по истории физики и применение ИКТ в решении этой дидактической задачи является особо важным направлением дальнейшей разработки обсуждаемой проблемы. В работе рассматриваются разные основания систематизации материалов по истории научного знания (общественно-экономические формации, периоды великих открытий в науке, этапы развития технической культуры общества, области развития физической науки, связь физики с другими науками, структура элементов системы научного знания и др.). Показывается, что особую роль в системном представлении исторического материала играют обобщенные планы изучения элементов научного знания. Системное изложение исторических сведений в соответствии с обобщенными планами изучения научного факта физических теорий, физической картины мира и др.

позволяют авторам-разработчикам содержания цифровых ресурсов не упустить из вида ключевые составляющие исторического обзора, а учащимся при работе с данными материалами сосредоточить свое внимание на важнейших элементах его содержания, глубже осознать структуру и логику развития физики как науки. Для наглядного отображения системы знаний по истории науки могут использоваться различные способы и технологии, в том числе ИКТ. Это: 1) интерактивные структурно-логические схемы, 2) интерактивные систематизирующие таблицы, 3) опорные сигналы и конспекты, 4) информационная графика («ленты времени», «карты физических открытий», блок-схемы), в том числе компьютерная инфографика; 5) гиперграфика и гипертекст, 6) указатели, 7) поисковые системы, 8) системы навигации и др. Как видно, в виртуальной среде возможности системной организации исторического материала существенно возрастают. Их реализация, с одной стороны, позволяет учащимся оперативно устанавливать связи между элементами учебного материала, с другой – «дозировать» содержание и объем потребляемой информации в зависимости от целей работы.

Не менее важным является развитие медиаформатов представления исторического материала в новой информационной среде обучения. Это могут быть не только учебные тексты и статичные иллюстрации (рисунки, фото, компьютерная графика), но и анимации, аудио- и видеоматериалы, интерактивная гиперграфика, интерактивные модели, элементы среды «виртуальной реальности» (симуляторы, тренажры, конструкторы) и пр. Особое внимание при разработке цифровых ресурсов по истории науки следует уделить таким виртуальным объектам, как интерактивные модели. Функциональные возможности ЭВМ позволяют создать в виртуальной среде весьма полезные в дидактическом отношении интерактивные модели отдельных компонентов исторического физического знания (модели натурных исторических экспериментов, модели мысленных физических экспериментов, модели идеализированных объектов физических теорий на различных этапах развития теоретического знания и др.). Частично этот потенциал виртуальной среды уже используется при создании цифровых объектов по истории науки. Однако эти модели чаще представлены в демонстрационном (не интерактивном) варианте, в них не используются приемы исторической реконструкции, более того, таких разработок явно недостаточно.

Должен развиваться жанровый состав цифровых ресурсов по истории науки. В исследовании предложены возможные жанры цифровых учебных изданий исторического содержания. Развитие системы жанров ЦОР по истории физической науки еще только начинается в отечественном образовании.

В настоящей работе соответствии с общей целью и одной из задач диссертационного исследования представлены концепция и содержание элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки» для старшей профильной школы. Дана характеристика ключевым составляющим его учебной программы. Представлена концепция и дана общая характеристика цифрового образовательного ресурса ИИСС «Эксперимент в истории развития физической науки», являющегося средством дидактического сопровождения элективного курса по истории физического эксперимента (ФЭ). Рассмотрены принципы построения ИИСС, его содержание и композиция. Ресурс разработан в жанре интерактивной библиотеки и включает около 50 микромодулей по истории постановки важнейших физических экспериментов. В состав микромодуля входит: систематизированное описание опыта, мультимедийные приложения, задания для самостоятельной работы учащихся и контрольно-измерительные материалы. На примере элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки» для старшей профильной школы и цифрового ресурса для его сопровождения демонстрируется обновленная практика организации учебных занятий по истории физической науки (см. табл.2). Целью обновленной практики обучения является обеспечение первого-второго (для профильного курса) и второго-четвертого (для элективного курса) уровней подготовки учащихся по истории науки в зависимости от их способностей и интересов.

Составляющие обновленной практики обучения школьников истории физики формирование у учащихся системы пред- использование об- применение в реализация в метного историко-научного знания; разовательного по- обучении ис- образовательном тенциала знаний по тории науки процессе потенразвитие представлений о принципе исистории физики с средств инфор- циала элективторизма как принципе, регулирующем процесс научного познания;

знакомство с объектами и методами исго обучения, разви- ных техноло- направленности.

торико-научного исследования;

формирование умений самостоятельно учащихся.

приобретать знания по истории науки.

В заключительной части настоящей главы дана характеристика методики проведения занятий ЭК (на примере элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки»). В составе методики рассматриваются формы организации учебных занятий по физике и указываются направления использования материалов исторической тематики на занятиях различных организационных форм, определяются методы и средства обучения, показывается место ресурсов и инструментов виртуальной среды в системе методов и средств обучения, раскрываются особенности организации самостоятельной работы учащихся по истории физики. Дана характеристика и продемонстрировано видовое разнообразие заданий для самостоятельной работы репродуктивного и творческого характера, сформулированы требования к их разработке. Уточнен состав технологий формирования у учащихся обобщенных умений, необходимых для эффективного выполнения заданий по истории науки (технологии формирования у учащихся умений работы с учебным текстом, выполнения натурного физического эксперимента, работы с компьютерными моделями физических объектов и процессов). Предложены формы и методика контроля уровня достижений учащихся по вопросам истории научного знания (выполнение текущих заданий, итоговые тематические тесты по содержанию микромодулей, интегрированный тест по курсу; представление и защита творческого проекта, формирование портфолио, в том числе коллективного). Итогом коллективной работы преподавателя и учащихся по программе элективного курса может стать создание на сайте школы виртуального музея по истории науки (и, в частности, по истории ФЭ как его отдельной «экспозиции»). В диссертации представлена концепция виртуального музея по истории физики, даны общие рекомендации по его созданию.

Итак, результаты исследования, представленные в главе 1 диссертации, отражают содержание методической подготовки современного учителя физики к реализации принципа историзма в предметном обучении. Уточнено содержание принципа историзма как системы требований к организации учебного процесса по физике и разработана методика работы учителя в рамках профильной модели обучения. В составе предложенной методики раскрываются направления, методы и приемы использования в обучении школьников потенциала современной виртуальной среды.

Глава 2. «Методика обучения будущих учителей физики реализации принципа историзма в старшей профильной школе в условиях применения средств ИКТ». В связи с новым пониманием содержания и методики обучения учащихся средней школы вопросам истории развития физического знания становится очевидной необходимость модернизации подготовки студентов педагогических вузов по данному направлению. Модернизация осуществляется на основе внедрения в учебный процесс компетентностной и продуктивной (М.И. Башмаков) моделей обучения специалистов.

Профессиональная компетентность учителя рассматривается как «…интегральная характеристика, определяющая способность специалиста решать профессиональные проблемы и типичные профессиональные задачи, возникающие в реальных ситуациях профессиональной деятельности, с использованием знаний, профессионального и жизненного опыта, ценностей и наклонностей» (В.А.Козырев, Н.Ф. Радионова). Различают общую, базовую и специальную профессиональную компетентность (СПК). В исследовании поставлена задача определения СПК учителя физики в области организации учебных занятий по истории физики в условиях ИКТ-насыщенной образовательной среды. В результате исследования мы пришли к выводу, что учитель физики средней школы на современном этапе информатизации системы среднего образования должен приобрести профессиональные знания и опыт деятельности по следующим направлениям его подготовки:1) новые методы и технологии поиска, обработки и представления материалов по истории науки; 2) специальная предметная ИКТ-компетентность учащихся; 3) образовательные ресурсы по истории физики; 4) методика реализации принципа историзма в обучении (на примере истории ФЭ); 5) проектирование и проведение учебных занятий по истории развития физической науки; 6) проектирование и разработка средств обучения для самостоятельной работы учащихся по истории физической науки. В рамках указанных направлений профессиональной подготовки учителя физики определены составляющие СПК.

Успешное решение задачи профессиональной подготовки будущих учителей физики возможно за счет введения в состав дисциплины «Теория и методика обучения физике» специального учебного модуля «Изучение вопросов истории физики в условиях информационно насыщенной учебной среды». Целесообразны разработка и организация с целью дидактической поддержки дисциплины «ТиМОФ» аналогичного учебного курса (по выбору или факультативного). Очевидно, что по отношению к модулю в рамках аналогичного учебного курса подготовка студентов к реализации принципа историзма в обучении физике будет более основательной. Содержательной основой для разработки программы модуля/курса может стать любой компонент структуры исторического знания. В нашем случае таким элементом выбрана история физического эксперимента.

В составе учебно-методических комплектов модуля/курса определены: общие положения, цели и задачи обучения (их квалификационная и компетентностная составляющие); требования к уровню освоения программы; взаимосвязь модуля/курса с дисциплинами учебного плана; требования к обязательному объему учебных часов, обязательному уровню и объему подготовки студентов, обязательному минимуму содержания программы; формы текущего, промежуточного и итогового контроля; рекомендации по использованию информационных технологий и инновационных методов обучения.

При разработке учебных программ реализован компетентностный подход к обучению специалистов. В рамках компетентностной модели обучения в работе раскрываются особенности организации и методики проведения учебных занятий со студентами (лекций, семинаров, лабораторных и практических занятий, учебных конференций). Продемонстрированы возможности использования средств ИКТ в организации учебной работы студентов: ресурсов вузовской медиатеки и Интернета по истории науки, инструментов виртуальной среды (сервисов Интернета и ПО для проектирования учебных материалов), системы дистанционного обучения.

Подготовка специалистов осуществляется с применением в рамках компетентностного подхода продуктивной модели обучения. В связи с этим в качестве образовательного итога учебного курса /модуля «Изучение вопросов истории физики в условиях информационно насыщенной учебной среды» определена разработка студентами коллективного продукта для средней школы ИИСС «Эксперимент в истории развития физической науки» (или его отдельных элементов), востребованного в образовательной практике. Это конкретный и социально значимый результат их учебной деятельности.

Проектирование и разработка ресурса осуществляется в условиях работы студентов в малых группах и коллективе. Каждой группой разрабатывается интерактивный микромодуль для ИИСС «Эксперимент в истории развития физической науки», в состав которого входят:

1) м а т е р и а л ы д л я у ч а щ и х с я (описание ФЭ по обобщенному плану изучения научного факта; опорный конспект по содержанию ФЭ; презентация опорного конспекта (с аудиосопровождением); информация о жизни и деятельности ученого, осуществившего постановку опыта (по обобщенной схеме); презентация биографии ученого (с аудиосопровождением); компьютерная модель ФЭ: историческая реконструкция и/или современная версия (анимация, интерактивная модель, симулятор); инструкция к работе с компьютерной моделью (по обобщенной схеме); задания для самостоятельной работы учащихся по изучению содержания опыта (в том числе с использованием ресурсов и инструментов виртуальной среды); рекомендации к выполнению заданий; тест для контроля (самоконтроля) качества усвоения учащимися содержания ФЭ и истории его постановки;

источники информации (библиографический список, ссылки, CD /DVD);

2) м а т е р и а л ы д л я у ч и т е л я УМК учебного занятия (урока, учебной конференции, учебного семинара, лабораторного занятия), включающего изучение ФЭ; каталог цифровых иллюстраций к ФЭ, составленный по результатам работы с информационными источниками).

В исследовании определены обобщенные модели профессиональной деятельности учителя по проектированию и разработке дидактических и учебно-методических материалов по истории науки (на примере комплекта материалов к элективному курсу по истории физического эксперимента).

Как показывает опыт многолетней опытно-поисковой работы со студентами, продуктивная модель обучения весьма эффективна. Ориентация на создание авторского образовательного продукта является серьезным фактором, стимулирующим учебно-познавательную и творческую деятельность студентов, обеспечивающим ее достаточно высокое качество. Созданный студентами по завершению курса микромодуль по истории науки и его последующая апробация на педагогической практике являются показателями достижения главной цели курса – формирование у студентов СПК в области проектирования и проведения занятий элективных курсов по истории развития физической науки в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды в соответствии с обновленным подходом к реализации принципа историзма в обучении.

Глава 3. «Содержание и методика проведения опытно-поисковой работы». С целью апробации программы учебного курса «Изучение вопросов истории физики в условиях информационно насыщенной учебной среды» и оценки результативности разработанной методики обучения студентов была проведена опытно-поисковая работа (ОПР). Работа проводилась на базе физического факультета Пермского государственного педагогического университета со студентами IV и V курсов. ОПР была проведена в период 2005-2010 гг. В эксперименте приняли участие студенты 4-5 курсов физического факультета ПГПУ (106 чел.). В ходе ОЭР применялись следующие методы исследования:

педагогическое наблюдение, исследовательская педагогическая практика (констатирующий, поисковый, формирующий этапы). В ходе констатирующего этапа (2005- гг.) проводилось изучение состояния решения проблемы исследования в практике школьного обучения. Выполнена оценка уровней готовности и заинтересованности учащихся в изучении истории физики, в том числе с применением средств ИКТ. Исследовалась эффективность использования в обучении имеющихся в распоряжении учителя дидактических материалов по истории физической науки (полиграфических, цифровых).

Выявлен актуальный уровень СПК студентов старших курсов и учителей физики в реализации принципа историзма в обучении. Проанализированы причины, обеспечивающие невысокий уровень готовности выпускников педвузов и учителей физики к эффективной организации изучения школьниками вопросов истории науки в рамках основного и элективных курсов по физике. Поисковый этап (2007-2008 гг.) был связан с апробацией и последующей корректировкой разработанных соискателем моделей обучения, обеспечивающих рост СПК будущих специалистов в реализации принципа историзма в преподавании физики в средней школе. Формирующий этап опытно-поисковой работы (2009гг.) был связан с оценкой результативности разработанной в исследовании модели и методики обучения студентов реализации принципа историзма в обучении физике в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды (на примере элективного курса для учащихся средней школы «Эксперимент в истории развития физической науки»).

Исходя из понимания сущности компетентности как сложной социально-психической характеристики личности в качестве критериев результативности предложенной методики формирования СПК специалистов были выбраны: 1) качество знаний студентов по программе курса (квалификации, поэлементный подход); 2) качество выполнения студентами учебных проектов - решение «квазипрофессиональных» задач (компетенции, интегративный подход); 3) уровень самооценки будущими специалистами СПК в области методики реализации принципа историзма в обучении физике в условиях применения средств ИКТ (интегративный подход); 4) самооценка изменений в мотивации профессиональной деятельности (поэлементный подход).

Основу для экспериментальной оценки СПК согласно критериям 1 и 2 составила разработанная нами система квалификационных и компетентностных заданий, состав и содержание которых соответствует предложенной в настоящем исследовании модели СПК специалиста. Квалификационные задания имели своей целью диагностику профессиональных знаний и умений будущих учителей физики. Задания компетентностной направленности были ориентированы на проверку практической готовности студентов к решению «квазипрофессиональных» задач в рамках конкретных педагогических ситуаций. Показателем уровня компетентности будущих специалистов являлось качество разработки и степень новизны созданного им образовательного продукта (дидактических и учебно-методических материалов к занятиям элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки»). Для оценки качества выполнения проектных заданий использовался метод внешней экспертизы. Это связано с содержанием объекта диагностики (СПК) и творческим характером проектных заданий как «измерителей» СПК. Применялся уровневый подход к оценке компетентности специалиста. Выделены критерии дифференциации и в соответствии с ними три уровня сформированности СПК: а) начальный, б) основной, в) повышенный.

На рис.1 представлены данные диагностики квалификации/компетентности студентов контрольных (44 студента) и экспериментальных (62 студент) групп, полученные по результатам формирующего этапа ОПР. Видно, что к концу экспериментального обучения качество выполнения студентами заданий заметно возросло. Значительная часть работ (более 70 %) была выполнена испытуемыми на «хорошо» и «отлично» (рис.1 б).

Сравнение качества выполнения проектных работ студентов контрольных и экспериментальных групп лишь по отдельным компонентам проектной работы уже демонстрирует высокий творческий потенциал будущих учителей и положительную роль обновленной модели обучения студентов в его реализации.

В ходе обучения студенты экспериментальных групп в отличие от студентов контрольных групп осуществляли разработку полного комплекта учебно-методических и дидактических материалов. На рис. 2 представлен уровень разработки элементов комплекта студентами экспериментальных групп. Следует отметить значительное число качественно выполненных проектов.

% выполненных работ Рис.1. Результаты качества выполнения студентами квалификационных заданий и решения компетентностных задач: 1 - выполнение квалификационных заданий, 2 – разработка описания ФФЭ, 3 – разработка презентации опорного конспекта ФФЭ, 4 – подготовка УМК учебного занятия, 5 – разработка каталога цифровых учебных объектов, 6 – разработка задания для самостоятельной работы учащихся с цифровыми объектами Рис. 2. Результаты выполнения студентами физического факультета ПГПУ (экспериментальная группа) квалификационных заданий и компетентностных задач: 1 – квалификационные вопросы; 2 – опорный конспект по содержанию ФЭ; 3 – презентация опорного конспекта, 4 – компьютерная модель ФЭ (макет): историческая реконструкция и/или современная версия; 5 – инструкция к работе с компьютерной моделью; 6 – инструкция к виртуальной модели; 7 – задания для самостоятельной работы учащихся; 8 – рекомендации к выполнению заданий; 9 – тест по содержанию ФЭ;

10 – УМК учебного занятия; 11 – УМК лабораторной работы; 12 – каталог цифровых иллюстраций к ФЭ Итоговые проекты студентов экспериментальных групп демонстрируют существенно возросший уровень СПК будущих специалистов в решении профессиональных задач (69,2 %) (основной – 46 %; повышенный – 23,2 %). При традиционном обучении результаты существенно ниже, качество выполнения большинства проектов студентами контрольной группы соответствует лишь начальному уровню СПК.

Произошли положительные изменения в самооценке уровня готовности студентов к реализации в обучении школьников принципа историзма (рис. 3). Обнаружены положительные изменения в мотивации профессиональной деятельности студентов. Показательным результатом обучения в связи с этим явилось заметное увеличение в период опытно-поисковой работы числа курсовых и выпускных квалификационных работ, посвященных, в том числе, проблеме использования средств ИКТ в организации учебного процесса по истории физической науки в средней общеобразовательной школе. За период с по 2010 гг. в аспирантуру при кафедре мультимедийной дидактики и информационных технологий обучения (специальность - 13.00.02) поступили 9 выпускников физического факультета ПГПУ. В 2010 г. планируют поступление в аспирантуру по данной специальности еще четыре выпускника.

% выбора элементов Рис. 3. – Результаты самодиагностики СПК (студенты физического факультета ПГПУ):

Проверка достоверности значимого изменения результатов обучения в результате внедрения в учебный процесс разработанной методики подготовки студентов осуществлялась с помощью критерия (хи-квадрат). Значение Т-критерия для двух степеней свободы (Т=23,8 при Тк = 9,21 для вероятности 0,99) позволяют с достаточной долей вероятности утверждать, что различие в уровнях СПК студентов контрольной и экспериментальных групп обусловлено изменениями в общей модели обучения, включающей более совершенные содержание, методику и технологию формирования у студентов квалификации/компетентности в области реализации принципа историзма в обучении физике (на примере преподавания курса по выбору «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды»).

Результаты формирующего этапа опытно-поисковой работы подтверждают справедливость выдвинутой гипотезы исследования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В настоящей работе обоснована актуальность проблемы формирования компетентности студентов педвузов в реализации принципа историзма при обучении физике в старшей профильной школе в условиях применения средств ИКТ. Исследование поставленной проблемы позволило получить объективно новые результаты и сформулировать выводы, определяющие направления модернизации практики обучения будущих учителей физики в педагогическом вузе.

1. Уточнено значение изучения истории физики как фактора, влияющего на качество предметной подготовки учащихся в ее обучающем, развивающем и воспитательном аспектах.

2. Раскрыто содержание принципа историзма в обучении физике как системы регулятивов, определяющей особенности организации учебного процесса по предмету в средней общеобразовательной школе. Предложена модель предметного историко-научного знания (физика). Дан анализ современного дидактического и методического обеспечения учебного процесса материалами по истории развития физического знания. Указаны направления его дальнейшего развития.

Определены дидактические модели реализации принципа историзма (традиционная, профильная, дополнительного образования, самообразования, комплексная) и уровни освоения учащимися материалов по истории науки.

3. В рамках профильной модели обучения физике дана характеристика обновленной практики обучения школьников вопросам истории науки. Предложена система элективных курсов по истории науки как составляющая модели профильного обучения. Сформулированы требования к разработке ЭК по истории физики (содержанию, организации, методике проведения).

Обосновано, что необходимой составляющей новой практики обучения являются специализированные цифровые дидактические материалы (ДМ), поддерживающих самостоятельную работу учащихся по изучению вопросов истории научного знания. Система заданий ДМ должна обеспечивать формирование у учащихся системы историко-научных знаний по физике и умений в их самостоятельном приобретении, в том числе исследовательских. В состав данных умений должны войти умения по применению в учебной деятельности цифровых ресурсов и инструментов. Разработана концепция и подготовлен цифровой образовательный ресурс – ИИСС «Эксперимент в истории развития физической науки», являющийся средством дидактического сопровождения элективного курса по истории науки и поддерживающий обновленную практику обучения школьников.

Разработана методика организации учебного процесса в рамках элективного курса по истории физического эксперимента (организационные формы, методы и средства обучения) для средней профильной школы. Показано место ресурсов и инструментов виртуальной среды в системе методов и средств обучения.

4. Сформулированы основные задачи обучения студентов педвузов методике организации деятельности учащихся по изучению истории физики.

Уточнено содержание профессиональной подготовки студентов педагогических специальностей к преподаванию вопросов истории физической науки. Дана характеристика составляющих специальной предметной компетентности учителя физики в реализации принципа историзма в предметном обучении. В содержании СПК специалиста учтены возможности профильной модели обучения в средней общеобразовательной школе и применения в обучении средств ИКТ.

5. Разработаны учебные программы для двух вариантов модели профессиональной подготовки студентов: для учебного модуля «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды»

в составе дисциплины «Теория и методика обучения физике» и аналогичного учебного курса по выбору, дополняющего и углубляющего подготовку студентов по данной дисциплине. В содержании учебных программ реализован компетентностный подход к подготовке специалистов и модель продуктивного обучения. Результатом обучения в рамках учебного курса является компетентность будущих учителей физики (преимущественно основной и повышенный уровни) в области проектирования учебного процесса и средств обучения для историко-методологической подготовки учащихся средней школы.

6. Разработана методика организации учебных занятий со студентами в рамках учебного курса по выбору «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды». Выявлены возможности использования средств ИКТ в организации учебной работы студентов.

7. В опытно-экспериментальной работе, проведенной в соответствии с разработанной моделью обучения, получены результаты, подтверждающие сформулированную ранее гипотезу исследования.

Основные положения и результаты исследования отражены в следующих публикациях соискателя:

Статьи в ведущих рецензируемых педагогических журналах 1. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Содержание и методика организации элективного курса по истории фундаментального физического эксперимента [Текст] / Е.С. Ремизова // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. – Челябинск: ЧГПУ. – 2009. С. 149-158.

2. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Подготовка будущих учителей физики к формированию у учащихся системы знаний по истории фундаментального физического эксперимента в современных условиях развития высшего педагогического образования [Текст] / Е.В. Оспенникова, Е.С. Ремизова // Вестник Томского государственного педагогического университета. – 2009. – № 11. - С. 65-69.

3. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Основные направления развития электронных образовательных ресурсов по истории физики для средней общеобразовательной школы [Текст] / Н.А.

Оспенников, Е.С. Ремизова, Е.В. Оспенникова // Вестник ПГПУ. Серия «ИКТ в образовании». – Пермь: Электронные издательские системы ОЦНТИ ПГТУ, 2006. – Вып. 2. – С. 85–94.

4. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Разработка электронных образовательных ресурсов в современных условиях развития высшего педагогического образования [Текст]/ Е.С. Ремизова // Многоуровневое образование как пространство профессионально-личностного становления выпускника вуза: матер. междунар. науч.-практ. Интернет-конф. – Ч.1. – Ростов н/Д: Южное отделение РАО, Южный федеральный ун-т. Педагогический ин-т, 2007. - С. 216- 5. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Использование игровых ситуаций при изучении вопросов истории развития физики [Текст]/ Е.С. Ремизова // Физика в системе современного образования:

сб. докл. 9-й междунар. конф. (ФССО-07). – Т. 2. – СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2007. с. 305-308.

6. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Цифровая коллекция дидактических материалов по истории фундаментального физического эксперимента [Текст] / Н.А. Оспенников, Е.С. Ремизова // Учебная физика: матер. 12-й всерос. конф. – М.: ИСМО РАО, 2007 – №2. – С. 42-59.

7. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Элективные курсы по истории физической науки с применением информационных технологий [Текст] / Е.С. Ремизова // Применение новых технологий в образовании: сб. матер. 18-й междунар. конф. – Троицк: Изд-во «Тровант», 2007. – С.212-213.

8. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Разработка виртуальных моделей физического эксперимента для учебного исследования. Модель «Опыт Ж. Перрена» [Текст] /Н.А. Оспенников, Е.С.

Ремизова // Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях: матер. междунар. науч.-практ. конф. – Екатеринбург: Уральский гос. пед. ун-т, 2007. – С. 123-30.

9. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Использование информационных технологий в постановке фундаментального физического эксперимента [Текст] /Е.С. Ремизова // Учебный физический эксперимент. Актуальные проблемы. Современные решения: матер. XIII всерос. науч.практ. конф. – Глазов: ГГПИ, 2008. - С. 37.

10. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Разработка межпредметных элективных курсов по физике [Текст] / Е.С. Ремизова // Вестник ПГПУ. Серия «ИКТ в образовании». – Пермь: Электронные издательские системы ОЦНТИ ПГТУ, 2008. – Вып. 3. – С. 101-105.

11. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Разработка межпредметных элективных курсов по физике в условиях развития информационных технологий обучения [Текст] / Е.С. Ремизова // Информационно-коммуникационные технологии в образовании: сб. науч. тр. / под. ред. А.С. Звягиной – Ч.2. – Хабаровск: Изд-во ДВГГУ, 2008. - С. 91-99.

12. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Учебный модуль «Использование средств ИКТ при изучении вопросов истории фундаментального физического эксперимента» [Текст] / Е.В. Оспенникова, Е.С. Ремизова // Вестник ПГПУ. Серия «ИКТ в образовании». – Пермь: Электронные издательские системы ОЦНТИ ПГТУ, 2008. – Вып. 4. - С.56-71.

13. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Использование информационных технологий в постановке фундаментального физического эксперимента [Текст] /Е.С. Ремизова // Современный физический практикум: сб. труд. 10-й междунар. учеб.-методич. конф. – Астрахань: Астрахан. гос. ун-т, 2008. – С. 153-154.

14. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Профильное обучение. Элективные курсы по истории фундаментального физического эксперимента [Текст] / Е.С. Ремизова // Учебный физический эксперимент: актуальные проблемы. Современные решения: матер. XIV всерос. науч.-практ.

конф. - Глазов: ГГПИ, 2009. - С. 32-33.

15. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Компьютерный эксперимент при изучении вопросов истории науки [Текст] / Е.С. Ремизова // Физическое образование: проблемы и перспективы развития: матер. VIII междунар. науч. конф. – Ч. 2. - М.: Школа будущего, 2009. - С. 148-151.

16. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Методика обучения студентов педагогических вузов использованию материалов по истории физической науки в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды [Текст] / Е.С. Ремизова // Новые информационные технологии в образовании: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф.- Екатеринбург: УрГПУ, 2009. – С. 169-171.

17. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Проектирование электронных образовательных ресурсов по истории развития фундаментального физического эксперимента [Текст] / Е.С. Ремизова // Проблемы и перспективы развития физического образования: сб. матер. междунар. науч.-практ.

конф. – Красноярск: КГПУ, 2009. - С.159- 18. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Фундаментальный физический эксперимент в условиях применения компьютерных технологий обучения [Текст] / Е.С. Ремизова // Современные проблемы теории и методики обучения физике, информатике и математике: сб. матер. междунар.

практ. конф. - Екатеринбург: УрГПУ, 2009. – С. 148-151.

19. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Проблема изучения вопросов истории физической науки в средней общеобразовательной школе в условиях применения компьютерных технологий обучения [Текст] // Е.С. Ремизова // Вестник ПГПУ. Серия «ИКТ в образовании». – Пермь:

ООО «Кунгурская типография», 2009. - Вып. 5. – С. 53-64.

20. Ремизова Е.С. ИИСС «История научного эксперимента»: содержание и назначение использования в учебном процессе по физике [Текст] / Е.С. Ремизова, Е.В. Оспенникова // Физика в системе современного образования (ФССО-09): матер. X междунар. конф. – Т.2. - СПб.: Издательство РГПУ им. А.И. Герцена, 2009. - С. 213-216.

Методические рекомендации, учебно-методические пособия, цифровые ресурсы 21. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Изучение вопросов истории физической науки в средней общеобразовательной школе в условиях применения информационных и коммуникационных технологий обучения. История фундаментального физического эксперимента [Текст]: учеб.методич. пособие /, Е.С. Ремизова, Е.В. Оспенникова, Н.А. Оспенников. – Пермь: ПГПУ, 2007. – 193 с.

22. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Учебный модуль «Использование средств информационно-коммуни-кационных технологий при изучении вопросов истории фундаментального физического эксперимента» [Текст] / Е.С. Ремизова, Е.В. Оспенникова // Цифровые образовательные ресурсы в школе: методика использования. Естествознание: сб. учеб. методич. матер. для пед.

вузов / сост. Н.П. Безрукова, Е.В. Оспенникова; под общей ред. Е.В. Оспенниковой. – М.: Университетская книга, 2008. – С. 169-193.

23. Ремизова Е.С. (Шестакова Е.С.) Использование средств ИКТ при изучении вопросов истории фундаментального физического эксперимента [Электронный ресурс] / Е.С. Ремизова, Е.В. Оспенникова / Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов: ресурс № 213494. – Режим доступа: http://school-db.informika.ru/catalog/search.

Подписано в печать 04.05.10. Формат 60х90 1/16. Бумага ксероксная.

Отпечатано на ризографе в Пермском государственном педагогическом университете