«НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ Материалы докладов республиканской научно-практической конференции 25 октября 2008 г. КИРОВ 2008 ББК 74. 202. 5 Н 32 Печатается по решению редакционно-издательского ...»

В этом смысле не может не тревожить тенденция, наметившаяся в динамике соотношения между гуманитарными и естественнонаучными дисциплинами. В классах и школах гуманитарного профиля различные естественнонаучные дисциплины заменяются единым курсом естествознания. Однако при физико-математической специализации подобного не происходит. Особняком среди гуманитарных дисциплин стоит литература. То обстоятельство, что она выделяется из общего списка непрофильных культурологических предметов и объединяется с русским языком, не поддается рациональному объяснению. Странным представляется также тот факт, что в официальных учебных планах естественно-математического и социально-экономического профилей на русский язык и литературу отводится равное количество часов [4]. Изучение литературы в том виде, как это делается в настоящее время, в лучшем случае происходит в форме самостоятельного прочтения учащимися литературных произведений с последующим коллективным обсуждением на уроке. Но это – весьма специфический вид деятельности, предполагающий определенный склад ума участников. В большинстве же случаев процесс обучения литературе сводится к пересказу содержания учебника учителем и учащимися. О неблагополучии в школьной литературе косвенно свидетельствует также анекдотичный пример одного из вопросов ЕГЭ, суть которого сводилась к тому, посредством какого транспортного средства совершила суицид Анна Каренина. Кроме того, при добросовестном подходе литература отнимает у учащихся непозволительно много времени. В этом плане должно быть резко сокращено количество литературных произведений, подлежащих обязательному прочтению. Обращаем внимание также на то обстоятельство, что естественнонаучные законы носят объективный характер, тогда как литературные предпочтения субъективны, и заставлять ученика основательно изучать творчество писателя, к которому у него не лежит душа, есть не что иное, как насилие над личностью. Положительный воспитательный эффект от принудительного изучения литературных произведений представляется более чем сомнительным.

Коротко говоря, нужно преодолеть отношение к литературе как к «священной корове», посягательство на которую равносильно преступлению. Думается, что при физико-математической или естественнонаучной специализации интеграция, аналогичная той, которая привела к возникновению курса естествознания, должна затронуть гуманитарные дисциплины, что выразилось бы в замене гуманитарных дисциплин (и в частности литературы) единым курсом культурологии.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Литвак, М. Е. Как узнать и изменить свою судьбу [Текст] / М. Е. Литвак. – Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 442 с.

2. Хапова, Л. В. Квантовая физика: Статистическая картина мира [Текст] / Л. В. Хапова, П. Я. Кантор. – Киров: Изд-во ВГПУ, 2000. – 36 с.

3. Якимова, Е. Б. Формирование эволюционно-экологического мышления у старшеклассников в процессе обучения физике на основе синергетической концепции [Текст]: автореф. дис. … канд. пед. наук / Е. Б. Якимова. – Киров: Изд-во ВятГГУ, 2003. – 20 с.

4. Элективные курсы в профильном обучении [Текст] / под общ. ред. А. Г. Каспражака; Министерство образования РФ. – М.: Вита-Пресс, 2004. – 144 с.

ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ ПОДХОД КАК ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КОНСТРУКТ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ФИЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Под содержанием физического образования мы понимаем педагогически адаптированный исторический и социальный опыт передачи подрастающему поколению знаний по физике, опыт формирования у обучаемых познавательной и практической деятельности, специальных видов деятельности, творческой и оценочной деятельности, реализуемых на основе определенного методологического подхода. Таким образом, содержание физического образования включает в себя содержательную и деятельностную составляющие.

Одним из важнейших методологических подходов для теории и практики обучения физике является деятельностный подход. При рассмотрении проблемы деятельностного подхода мы, прежде всего, исходим из философского его понимания, относящегося к научному познанию, и придерживаемся мнения, что деятельностный подход «…предполагает установление определенного рода последовательности действий, обеспечивающих целенаправленное планомерное движение к какому-либо результату. Он связан с осознанием деятельности, с выявлением его структуры, последовательности составляющих его операций и действий, условий и предпосылок, с возможностью сознательного контроля над ней, управления ею и в перспективе ее совершенствования и развития» [8, с. 98].

Такое понимание деятельностного подхода тесным образом увязано с вопросами о мышлении и, как показывает исторический опыт, находит свое отражение в исследованиях по педагогике и частным дидактикам. Вместе с тем, как подчеркивают отечественные педагоги [1, 2, 4, 5, 6, 7], внутренние потенции деятельностного подхода применительно к педагогическим процессам к настоящему времени еще далеко не изучены и не исчерпаны, и основные его положения требуют дальнейшего рассмотрения. Ученые все более приходят к выводу, что разработка проблем деятельностного подхода применительно к педагогическим процессам может быть осуществлена на основе синтеза научных исследований, имеющихся в философии, психологии, педагогике, частных дидактиках, социологи и других науках.

Исторически сложилось так, что отправной точкой разработки деятельностного подхода в частных дидактиках послужила психологическая теория деятельности А. Н. Леонтьева и учение о поэтапном формировании умственных действий, разработанное психологами П. Я. Гальпериным и Н. Ф. Талызиной, которые нашли свое наиболее полное отражение в исследованиях по методике обучения физике.

Весомый вклад в разработку деятельностного подхода применительно к теории и методике обучения физике внесла А. В. Усова и ее ученики. Например, результатом научно-теоретического синтеза психологической теории деятельности и теории о поэтапном формировании умственных действий стала разработка А. В. Усовой концепции формирования у учащихся обобщенных учебнопознавательных умений.

Следует подчеркнуть, что основные идеи деятельностного подхода при обучении физике, сформулированные в исследованиях А. В. Усовой и других ученых, находят продолжение и подтверждение в современной теории и практике обучения физике. Например, в фундаментальном учебном пособии для студентов высших педагогических учебных заведений [3] Л. А. Прояненкова ведет речь о двух этапах использования деятельностного подхода в образовании. Первый связан с разработкой основных положений деятельностного подхода в педагогической теории, с разработкой моделей педагогического процесса.

Разработка деятельностного подхода тесным образом увязывается с выделением в методике обучения физике основных групп знаний: понятий о физических объектах; физических величинах; физических законах; научных фактах; физических теориях; измерительных приборах и технических устройствах. Утверждается, что «…каждому элементу знания могут быть адекватны три вида деятельности: 1) "создание" знания; 2) распознавание ситуаций, соответствующих знанию; 3) воспроизведение ситуаций, соответствующих знанию» [3, с. 282].

Рассматривая далее вопрос о формировании у учащихся обобщенных умений, Л. А. Прояненкова отмечает, что «…решение проблемы формирования обобщенных умений требует поиска ответа на следующие вопросы: 1) обобщенные приемы деятельности каких видов следует формировать у учащихся при обучении физике; 2) каково должно быть содержание этих обобщенных приемов (из каких действий они должны состоять и в какой последовательности выполняться); 3) какова должна быть методика формирования обобщенных приемов деятельности?» [3, с. 314].

Таким образом, каждому типу знаний соответствуют обобщенные виды деятельности, которые учитель при подготовке к учебному занятию конкретизирует в виде содержания деятельности в соответствии с поставленной целью развития.

Более обобщенное и полное, как нам представляется, рассмотрение вопросов об учебной деятельности предлагает в своих работах Ю. А. Сауров. Он выделяет два вида учебной деятельности: деятельность учения и предметную деятельность. Деятельность учения и предметная деятельность структурно представлены им в виде предмета, продукта, средства изменения продукта, действий по преобразованию предмета. Деятельность учения названа Ю. А. Сауровым деятельностью субъекта по самоизменению. «Предметная деятельность, – как пишет Ю. А. Сауров, – носит активный характер. Психологи утверждают, что, не воздействуя на объект и не преобразуя его, субъект не сможет понять его природу и остается на уровне простых описаний. Отсюда словесное определение знания не меняет по существу процесса усвоения, не меняет мышления школьника. Ученик может получить знание (понятие) лишь в результате собственной деятельности, направленной не на слова, а на предметы, понятие о которых мы хотим у него сформировать» [2, с. 23]. Учебная деятельность, по мнению Ю. А. Саурова, – это «не любая деятельность учащихся, связанная с обучением, это целенаправленная деятельность. В ней цели обучения и воспитания становятся личными целями ученика» [2, с. 22].

Деятельностный подход, прежде всего, должен быть отражен в содержании образования. Как отмечает С. А. Чандаева, «в варианте деятельностного содержания, разрабатываемом В. В. Давыдовым, провозглашается первенство способов деятельности» [6]. Анализируя проблему деятельностного содержания с позиций диалектического метода и деятельностного и аксиологического подходов, С. А. Чандаева предлагает рассматривать деятельностное содержание как «… предметное содержание, включающее в себя не только знания, но и также способы и смыслы знаний и деятельности, структурированное особым образом в виде системы учебных задач, в результате усвоения которого формируется субъект учебной деятельности» [6, с. 22]. Таким образом, в деятельностное содержание С. А. Чандаева предлагает включить смыслы, т. е. то, что, по ее мнению, обеспечивает синтез содержательной и деятельностной составляющих учебно-познавательной деятельности и способно обеспечить процесс личностного и культурного самоопределения учащихся.

Необходимо отметить, что работа по конструированию содержания образования, его деятельностной и содержательной составляющих для основной и полной средней школы в соответствии с деятельностным подходом была начата в 60-е гг. XX в. и продолжается в настоящее время (В. Г. Разумовский, В. В. Мултановский, А. В. Усова, А. И. Подольский, А. А. Бобров, С. А. Суровикина, Л. С. Хижнякова, Л. П. Свитков, Ю. А. Сауров, А. А. Зиновьев, Н. Н. Тулькибаева и др.).

Ю. А. Сауров в обобщенном виде выделяет проблемы методики обучения физике, которые, как он считает, можно решить, рассматривая их через призму учебной деятельности. К таким проблемам Ю. А. Сауров относит:

1. Создание структуры и содержания учебных предметов, когда содержание учебных предметов необходимо разрабатывать в соответствии с особенностями и структурой учебной деятельности (В. В. Давыдов и др.), т. е. в соответствии с указаниями психологов и в соответствии с разработанной ими теорией деятельности.

В качестве примеров, ставших подтверждением реализации теории деятельности в теории и методике обучения физике, Ю. А. Сауров приводит фундаментальные исследования В. В. Мултановского по проблеме теоретических обобщений и В. Г. Разумовского по проблеме генерализации знаний. В свою очередь, как подчеркивает Ю. А. Сауров, разработанное на основе теории деятельности содержание учебного материала само становится необходимым условием организации учебной деятельности.

2. Организацию учебного процесса через комплексное планирование задач урока; осуществление познания от абстрактного к конкретному; моделирование; решение задач по плану: анализ явления – план или идея решения – решение – анализ решения; разные ориентировки деятельности.

К ориентировкам организации учебного процесса Ю. А. Сауров относит схемы, рисунки, таблицы и т. п. К перечисленным выше ориентировкам деятельности с полным основанием необходимо добавить разработанные А. В. Усовой планы обобщенного характера изучения явлений, величин, законов, теорий, технологических процессов, а также разработанные А. В. Усовой и ее учениками ориентировочные основы деятельности по выработке умений наблюдать, ставить опыты и др.

3. Разработка моделей и осуществление моделирования, коллективной деятельности и самодеятельности, формирования умственных действий, предметно-преобразующей деятельности и т. д.

Таким образом, наличие теоретического факта в виде деятельностного подхода в обучении с полным основанием может быть отнесено к своеобразному «узлу», от которого и должно происходить дальнейшее развитие отечественной методики обучения физике.

Одно из основных направлений в разработке деятельностного подхода при обучении физике заключается в поиске обобщенных способов деятельности: при усвоении основных элементов физических знаний; при формировании учебных умений и навыков. Кроме того, реализация деятельностного подхода должна быть увязана с организацией и реализацией самостоятельной работы учащихся в процессе обучения физике в школе.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Подольский, А. И. Системная психодидактика [Текст] / А. И. Подольский. – Магнитогорск: Изд-во «Творчество», 2005. – 328 с.

2. Сауров, Ю. А. Основы методологии методики обучения физике [Текст] / Ю. А. Сауров. – Киров: Изд-во Кировского ИУУ, 2003. – 198 с.

3. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы [Текст]: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / С. Е. Каменецкий [и др.]; под ред.

С. Е. Каменецкого, Н. С. Пурышевой. – М.: Изд. центр «Академия», 2000. – 368 с.

4. Усова, А. В. Теория и методика обучения физике. Общие вопросы [Текст]: курс лекций / А. В. Усова. – Санкт-Петербург: Изд-во «Медуза», 2002. – 157 с.

5. Физика в школе. Научный метод познания и обучение [Текст] / В. Г. Разумовский, В. В. Майер. – М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2004. – 463 с.

6. Чандаева, С. А. Деятельностное содержание обучения // Наука и школа. – 1999. – № 2. – С. 21–29.

7. Черкасов, В. А. Методолого-идеологические потенции деятельностного подхода в педагогических исследованиях [Текст] / В. А. Черкасов // Модернизация современного образования на основе духовно-личностной парадигмы (аспект оптимизации образовательного процесса): кол. монография / под ред. В. А. Черкасова. – Челябинск: Изд-во «Образование», 2005. – 274 с.

8. Швырев, В. С. Научное познание как деятельность [Текст] / В. С. Швырев. – М.:

Политиздат, 1984. – 232 с.

МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ

В РАМКАХ КОНЦЕПЦИИ СТАНДАРТОВ ОБЩЕГО

ОБРАЗОВАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Сегодня РАО по заданию Министерства образования и науки РФ разрабатывает так называемый «Государственный стандарт общего образования нового поколения». Очевидно, что этот стандарт во многом определит те изменения, которые будут происходить в отечественной школе в ближайшие годы. Изменения, несомненно, коснутся и практики обучения физике. Попытаемся проанализировать данный документ (пока в нашем распоряжении только проект стандарта) и выявить те тренды, которые следует учитывать при разработке конкретных программ и методических моделей.

Принципиальным отличием нового образовательного стандарта является его переориентация с содержания образования на результаты образования, при этом результаты обучения и воспитания в нем выражены в терминах ключевых задач развития учащихся и формирования у них универсальных способов деятельности. Очевидно, именно эти задачи будут положены в основу отбора и структурирования конкретного содержания каждого учебного предмета после введения стандарта в действие.

Изложенные в стандарте требования к результатам освоения основных образовательных программ впервые включают в себя вместо набора знаний, умений и навыков предметные, метапредметные и личностные результаты. При этом под предметными результатами понимается усвоение в рамках отдельного учебного предмета конкретных элементов социального опыта: знаний, умений, навыков, опыта решения проблем, опыта творческой деятельности. Усвоение универсального способа деятельности, применимого как в рамках образовательного процесса, так и при решении проблем в реальных жизненных ситуациях, является в рамках представленной концепции метапредметным результатом. Личностный же результат – это сформированная у человека система ценностей. В качестве инвариантных результатов вне зависимости от предметной области стандарт рассматривает:

умение организовать свою деятельность;

умение объяснять явления действительности в природе, в социальной сфере, в культуре, в технической среде;

умение ориентироваться в мире социальных, нравственных и эстетических ценностей;

умение решать проблемы, связанные с выполнением определенной социальной роли;

навык коммуникации, сотрудничества, принятия решений, работы с информацией.

Данный подход сориентирован на мировые стандарты образования, в которых делают акцент не на том, что надо учить, а на том, что надо знать ребенку. Предъявляя требования к результатам, которые должны быть достигнуты в ходе обучения, стандарт во многих развитых странах оставляет школе, учителю, ученику свободу в выборе путей, средств, способов их достижения. Темы учебных предметов в этих стандартах порой вообще не упоминаются, а регламентируются лишь общие цели образования и разделы учебных дисциплин. Существующий же сегодня российский стандарт первого поколения является, к сожалению, лишь фиксацией так называемого минимума содержания обучения, т. е.

подробного перечня предметных тем, которые следует «проходить» (любимое слово школьников и школьных учителей) в учебном процессе, без внятной фиксации учебного результата.

Как же построить конкретную учебную дисциплину «физика» в рамках такого подхода – пока остается неясным. Ясно только одно: жесткой стандартизации последовательности изучения тем и разделов, скорее всего, не будет. В этом смысле «количество часов», отводимых на изучение, скажем, оптики, будет определять не стандарт, а школа и школьный учитель. Школьный учитель будет определять и глубину изучения этой темы, и ее содержание на основе содержания КИМов Единого государственного экзамена, так как при отсутствии адекватных методик определения уровня достижения метапредметных и личностных результатов останется только уповать на ЕГЭ как на единственный инструмент оценки качества образования. Это может привести в каждом конкретном учреждении лишь к переориентировке целей, заявленных в стандарте, к сведению цели до уровня «сдать ЕГЭ».

Сложно сказать, каким будет с принятием нового стандарта базисный учебный план (БУП) общеобразовательных учреждений, поэтому попытаемся построить структуру физического образования на основе действующих БУП.

Так, сегодня на изучение физики в основной школе отводится 204 часа (по 2 часа в неделю в 7, 8 и 9-х классах), в старшей школе – 136 часов (по 2 часа в неделю) при реализации базового (элементарного) курса и 340 часов (по 5 часов в неделю) при реализации профильного курса. Предположим, что этот объем образовательной нагрузки будет сохранен, тогда в существующие «часы» мы должны уместить вместо традиционного содержания все виды деятельности учащихся, необходимые для получения как предметных, так и метапредметных и личностных результатов.

Проектируя расположение элементов содержания внутри школьного курса физики, следует учитывать, что если классическая система образования давала относительно стройную, иерархическую систему знаний о мире, то в нашем веке характер приобретения знаний существенно изменился. Современный человек значительную, если не большую, часть знаний получает не в системе рационального образования, а через средства массовой коммуникации (в т. ч.

Интернет) и консалтинг. Новая модель образования должна опираться на эти каналы и формы распространения знания и модернизироваться в соответствии с новыми требованиями. Это означает, что содержание курса физики может быть организовано не столь жестко, как сейчас. Ученик сможет «здесь и сейчас» осваивать то, что ему необходимо «здесь и сейчас», а не просто решать учебные задачи только потому, что он должен это делать по плану учителя. В то же время при такой организации структуры курса мы не должны упустить логику и методологию физической науки, так как в противном случае не получим ожидаемого результата в виде формирования физической картины мира.

На основании сказанного выше можно построить модель школьного курса физики, отвечающую современным требованиям Государственного стандарта образования. Эта модель должна обеспечить усвоение учащимися всего того, что усваивалось ранее, а также обеспечить формирование метапредметных умений, опыта решения проблем, опыта творчества, а также получение каждым учеником себя модульную технологию организации учебного процесса, а при распределении содержания по образовательным модулям примем активно Рис. 1. Модель структуры школьного курса физики наш взгляд, более полно обеспечит формирование целостной картины мира, сформирует убеждение, что все разделы физики максимально взаимосвязаны.

В целом структура курса физики в основной школе может быть представлена в виде следующей графической модели, на которой показан принцип ежегодного движения от механики к термодинамике и т. д. до проектной исследовательской работы, не ограниченной только одним разделом курса. Также на схеме показано постепенное усложнение материала от седьмого класса до девятого.

Детализация структуры школьного курса физики может быть реализована в модели образовательной программы, где происходит разделение структурных модулей на элементы усвоения (знания, умения, навыки, опыт решения проблем, опыт творческой деятельности, метапредметные и личностные результаты).

(11 уроков) Механика Термодинауроков) Электродиуроков) намика (13 уроков) Оптика Опыт творческой деятельности деятельности, который Квантовая (12 уроков) физика (11 уроков) Проект Для того чтобы проиллюстрировать возможное наполнение этой модели конкретным содержанием, рассмотрим вариант конструирования раздела «Механика» в 7-м классе (именно с этого раздела, как правило, начинают изучать школьную физику.

1-я учебная доля (5,5 недель, 11 уроков) – Механика Элементы знаний (понятия): физическое явление; физическая величина;

единица измерения физической величины; механическое движение; траектория;

прямолинейное и криволинейное движение; равномерное и неравномерное движение; скорость; перемещение и пройденный путь; средняя скорость движения; взаимодействие; сила как мера взаимодействия; сила тяжести; сила упругости; сила трения; давление твердого тела на опору.

Умения: объяснять причины движения, определять его вид; рассчитывать среднюю скорость тела, определять пройденный им путь и время движения;

объяснять причины возникновения сил упругости и трения; рассчитывать силу тяжести и давление твердого тела на опору; рассчитывать значение скорости в м/с по известному значению в км/ч; выражать неизвестную величину через две известные в формулах скорости, силы тяжести и давления твердого тела на опору.

Навыки: использовать измерительный прибор (линейку, динамометр, секундомер) для определения значения физической величины; записывать значение физической величины, используя единицы измерения данной физической величины.

Опыт решения проблем: проблема измерения расстояний и промежутков времени без использования приборов; проблема прокладывания маршрута во время путешествия, определения своего местоположения в любой момент времени; проблема передвижения по рыхлому грунту, речному песку, болоту, снегу; проблема вкручивания шурупа, самореза в доску, проблема выбора нескользящей зимней обуви и т. п.

Опыт творческой деятельности: изготовление из подручных материалов динамометра, акселерометра, песочных или водяных часов; изготовление судна на воздушной подушке для уменьшения трения; написание рассказа (стихотворения), раскрывающего роль трения и упругости в нашей жизни, и т. п.

Метапредметные результаты: осознание того, что с помощью научного метода может быть количественно охарактеризован окружающий нас мир, объяснены явления природы; понимание важности применения научных знаний при решении бытовых проблем, обеспечения собственной безопасности; понимание возможности использования общего метода в профессиональной деятельности (например, логистика, архитектура и т. п.).

Личностные результаты: ценность знания для успешной деятельности;

ценность эксперимента для установления истины; ценность метода для реализации технологии.

О СОВРЕМЕННЫХ ТЕНДЕНЦИЯХ РАЗВИТИЯ

ФИЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Все лучшее – детям!» Этот лозунг всех времен и народов актуален и сейчас. Мы придумываем новые учебные дисциплины, меняем систему образования, и все для того, чтобы нашим детям лучше училось. Но недаром говорят:

«Лучшее – враг хорошему». К чему приводят все нововведения? И как это сказывается на развитии физического образования? В статье сделана попытка проанализировать сложившиеся тенденции современного преподавания физики с точки зрения влияния их на развитие отношения к физике.

Тенденция первая. Гуманизация образования. Увеличивается количество изучаемых в школе предметов, растет сетка часов, отведенных на предметы гуманитарного блока. Как правило, это увеличение часов происходит в ущерб другим предметам, в первую очередь за счет предметов естественнонаучного цикла: математики, астрономии, физики, химии, биологии. А учебная наука по содержанию почти не меняется. Вот и пытаются учителя за 2 часа рассказать материал пяти часов. А как не рассказать? Ведь обход некоторых понятий ведет за собой полное непонимание других. Постоянное подторапливание, сумбур в изложении материала приводят к тому, что у выпускников-гуманитариев остается только ощущение ужаса при воспоминаниях об уроках физики и знание того, что «пальцы в розетку совать нельзя». Где же оно, воспитательное значение физики? А сколько процентов взрослых людей знает, как устроена сотовая связь? А как функционирует микроволновая печь? Дети же, хотя бы первое, но знают. И, к сожалению, не из учебника физики. Все это наводит на мысль о том, что нужно не урезать, а менять содержание учебной науки физики для гуманитарных классов.

Тенденция вторая. Профильное образование. Оно явилось следствием гуманизации образования. Предлагая детям выбирать основные предметы, мы воспитываем свободную личность. Но могут ли они в 5-м или 7-м классе решить, что для них лучше? Не все. И тут на помощь приходим мы, взрослые. Как часто можно услышать: «Задачу по физике решить – это не параграф по истории выучить!» Тем самым мы подсказываем школьникам: гуманитарные предметы легче. И школьники выбирают гуманитарные предметы, ведь физика и математика требуют приложения больших усилий для достижения хороших результатов. Даже небольшой опыт преподавательской деятельности автора показывает: лучших результатов по физике достигают те ученики, которые умеют трудиться. А таких ребят с каждым годом становится все меньше и меньше.

Тенденция третья. Раннее обучение физике и модульное обучение для младших школьников (5–6-е классы). Оно способствует развитию интереса к физике, но не может заменить изучение фундаментальных понятий в старшей школе.

Тенденция четвертая. Введение проектной и исследовательской деятельности было призвано компенсировать недостаток изучения физических методов познания. Но действительно ли происходит эта компенсация? Может быть, мы просто нагружаем школьников еще одним предметом?

Тенденция пятая. Двухгодичное изучение элементарной физики. Думается, что переход от двойной цикличности физического образования к двухгодичному изучению основ физики негативно сказался на степени усвоения материала. Даже сильным ученикам в 10-м классе не под силу такой объем информации. Кроме того, в механике, которая раньше изучалась в 9-м классе, закладывается физическое мышление школьников, и сделать это меньше чем за год невозможно.

Тенденция шестая. Многообразие учебников и учебных пособий. Разве можно сравнивать в этом случае степень усвоения знаний у школьников (ЕГЭ)?

Ведь в случае неуспеха со школьника искусственно снимается ответственность («А мы этого не проходили…»)! И не важно, что все учебники соответствуют образовательному стандарту и рекомендованы или допущены Министерством образования РФ.

Следствием этих противоречий является невозможность для большинства школьников даже претендовать на поступление в технические вузы.

Кроме изменений, непосредственно происходящих в сфере образования, хочется отметить еще две немаловажные тенденции развития физического образования.

Тенденция седьмая. Средний возраст учителей физики неуклонно повышается. Причины того, что молодые специалисты неохотно идут в школу, не только экономические. Высшее педагогическое образование оторвано от школы.

Две педагогические практики по основному предмету за весь период учебы не могут научить студента быть хорошим учителем. Даже высокий уровень подготовки не спасает их от понимания того, что практика очень расходится с теорией. А осознание того, насколько трудна эта работа, приходит еще быстрее. В результате молодых специалистов в школах нет, а учителям со стажем трудно откликаться на какие-то нововведения и перестраиваться на новый лад.

Тенденция восьмая и, наверное, не последняя. Падение престижа естественных наук, подмена научных понятий лженаучными знаниями, вера в сверхъестественное и отсутствие пропаганды науки средствами массовой информации.

Каждое затруднение по отдельности преодолимо. Все вместе они создают особое «настроение», которое можно называть «будущим физического образования». И каким будет это «настроение», зависит и от учителей, которые в своей массе очень прогрессивны и креативны, и от учеников, которые осознают значимость учебного предмета физики, и от нашего государства, которое нуждается и всегда будет нуждаться в специалистах технического профиля. И это значит, что даже если у нас никогда не будет «так, как на Западе», то все равно есть шанс перевести физику в экспериментальную (благодаря новому оборудованию, которое поставляется в школы) и воспитать новое поколение школьников (благодаря энтузиазму учителей), которое, хотя бы с помощью Интернетресурсов, будет с увлечением читать новости физики.

ГЛАЗОВСКИЙ ОЛИМПИЙСКИЙ ТУРНИР ПО ФИЗИКЕ

В современной системе физического образования известен широкий круг различных исследовательских конкурсов и турниров для школьников, организуемых, как правило, крупными университетами, научными центрами, общественными организациями. Такие соревнования имеют высокий дидактический потенциал и позволяют активнее вовлекать в исследовательскую работу по физике способных детей, а также оказывать сильное мотивационное воздействие на рядовых учеников. Однако, как показывают опрос учителей и отчеты о проведении конкурсов, количество учащихся, непосредственно принимающих участие в очных соревнованиях, невелико. Это во многом определяется большой удаленностью центров проведения конкурсов от периферийных школ, в особенности сельских, и связанных с этим значительных финансовых затрат на дорогу.

С целью поддержки и развития физического образования в малых населенных пунктах северного образовательного куста Удмуртской Республики в 2005 г. на базе Республиканской очно-заочной школы при физикоматематическом лицее г. Глазова учрежден Глазовский Олимпийский турнир по физике. Помимо лицея, соучредителями турнира выступили Глазовский государственный педагогический институт, управления образования г. Глазова и Глазовского района.

Олимпийский турнир по физике — это два этапа интеллектуальных соревнований отдельных учащихся и команд. Первый этап (очно-заочный турнир) состоит в выполнении исследования по теме, предложенной Оргкомитетом, или собственного исследовательского проекта. В этом этапе участвует группа учащихся 7–9-х классов (не более 5 человек). Работы выполняются по месту учебы, оформляются в виде отчета в рукописном варианте либо в печатном варианте и высылаются в адрес Оргкомитета по обычной или электронной почте. Объем отчета должен составлять не более стандартной ученической тетради 18 листов (рукописный вариант) или 10 страниц формата А4, включая рисунки и графики.

К отчету прилагается список авторов, включая учителя, со сведениями о возрасте, классе, стаже работы, а также почтовый и электронный (если таковой имеется) адреса для переписки. Рекомендуется, чтобы в отчете присутствовали элементы физической теории, натурного физического эксперимента, компьютерного моделирования.

После оценки и отбора Оргкомитетом отчетов их авторы приглашаются на второй этап, который проводится на базе физико-математического лицея в конце марта (начале апреля).

Второй (очный) этап турнира включает индивидуальные соревнования по решению экспериментальных задач исследовательского характера (исследовательский тур) и демонстрацию отчетов по заочным командным исследованиям.

Исследовательский тур Глазовского Олимпийского турнира имеет существенные отличия от традиционных форм организации подобного рода мероприятий. Традиционная форма проведения турниров по физике предполагает соревнование по защите решений заранее известных задач. В этом случае результативность выступлений учащихся во многом определяется уровнем подготовки их научного руководителя, поскольку, как правило, именно он выполняет основную часть работы. При несомненных достоинствах такого подхода следует отметить возникающую сложность объективной оценки творческого потенциала самого ученика. Альтернативным вариантом проведения соревнования является такой, при котором учащиеся выполняют исследования индивидуально непосредственно на соревновании: учащимся предлагается в течение 120 минут самостоятельно придумать и провести серию экспериментальных физических исследований по произвольной тематике с использованием представленного Оргкомитетом простого физического оборудования, перечень которого учащимся до начала турнира не объявляется.

Оценка работы каждого ученика ведется по следующим позициям: формулировка исследовательской задачи; описание эксперимента; описание физических явлений, наблюдаемых в эксперименте; наличие физических измерений;

теоретическое объяснение явления на качественном или количественном уровне; заключение по результатам исследования. Учитывая соревновательный характер турнира, учащиеся могут выбрать различную тактику своего поведения:

можно качественно выполнить все этапы небольшого числа исследований и получить максимальные баллы за него, а можно выполнить отдельные элементы большого числа исследований и таким образом заработать высокие баллы. Такой подход позволяет в максимальной степени активизировать интеллектуальную деятельность учащихся. Так, например, в турнире 2007 г. двадцать учащихся 7–9-х классов на основе использования стеклянного стакана с водой, деревянного бруска, линейки, одноразового шприца, листа бумаги и карандаша за два часа представили в своих работах в общей сложности свыше шестидесяти различных тем исследований по механике, молекулярной физике, электродинамике и оптике.

Демонстрация отчетов по домашнему исследованию возможна в форме презентации (доклада) или стенда. Поощряется демонстрация натурных опытов на собственных приборах и установках. Форма демонстрации отчета сообщается Оргкомитетом участникам за две недели до начала очной части Турнира. Тогда же сообщается и точная дата проведения второго этапа.

При оценке домашних исследовательских заданий учитываются следующие критерии: корректность постановки задачи, наличие и правильность физической теории, наличие и чистота натурного физического эксперимента, глубина исследования, широта исследования, наличие элементов компьютерного моделирования, правильность и полнота представления результатов в отчете, наличие элементов научной новизны. На доклад по одной теме отводится 10 минут, после чего идет его обсуждение всеми участниками турнира. При подведении итогов защиты работ члены жюри дают краткую рецензию каждому выступлению. Команда физико-математического лицея г. Глазова участвует в турнире вне конкурса и выступает с показательными презентациями результатов собственных исследований по теме, заявленной Оргкомитетом.

На протяжении 2006–2008 гг. проведены три Олимпийских турнира по физике, в которых приняли участие в общей сложности более 70 школьников г. Глазова, Глазовского, Ярского, Юкаменского районов Удмуртской Республики, причем ежегодно наблюдается рост количества учащихся, желающих принять участие в турнире. Популярности турнира способствует также и то, что участие в нем для всех участников бесплатное, а победители турнира в обязательном порядке премируются ценными подарками. В заключение следует отметить, что Глазовский Олимпийский турнир кроме развития учащихся позволяет оказывать поддержку школьным учителям, практикующим исследовательский метод в обучении физике.

ОРГАНИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

К ПРОБЛЕМЕ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ

В складывающейся социально-экономической ситуации в стране возрастает роль передачи молодому поколению опыта, накопленного человечеством.

Не последнее место в этом процессе принадлежит преподавательскому корпусу всей системы образования. Отсюда очевидна актуальность подготовки будущих учителей и преподавателей всех уровней обучения. Особая роль здесь отводится учебным заведениям, обеспечивающим профессиональную подготовку, в том числе и будущих учителей. Как правило, образование осуществляется по естественным, гуманитарным и математическим направлениям и обусловлено тем, что природа шлт нам информацию. Это своего рода тексты, которые пытаются прочесть указанные направления. Для чего вс это нужно? Нет ли здесь чего-то такого, что мы не способны понять, уловить нечто окончательное? И что нам нужна модель этого окончательного как способ на него смотреть. Естественно, изготавливая модели окончательной реальности, мы ясно должны себе представлять, что они вс-таки не модели окончательной реальности, но лишь предположения на данном уровне познания. Наши модели – результат деятельности мозга. Они на самом деле, скорее всего, не модели, но если мы будем продолжать созидательное движение, то результат будет более гармоничным и целостным. И тогда здесь крайне важно: первична ли окончательная целостность или первична частичность. За всем этим невысказанно присутствует понятие целостности – нечто первоначальное, которое ведт нас к созидательной гармонии.

Таким образом, если мы хотим целостности между собой и обучаемыми, то это как-то необходимо осуществлять в повседневной жизни. И тогда представляют интерес исследования К. Прибрама по поиску природы памяти, показавшие, что конкретная память не локализована в отдельных участках мозга, но каким-то образом распределена по всему мозгу, как единое целое [1, с. 25]. Исследования Лэшли показали, что зрение, как и память, имеет распределнный характер [1, с. 30]. Д. Нейману удалось показать, что в течение жизни мозг человека накапливает ~ 2·1020 бит информации [1, с. 31], что не согласуется с устоявшимся механизмом хранения памяти при числе нейронов ~ 10 10. К. Девалуа экспериментально доказал, что клетки мозга преобразуют видимый образ в волновые формы [1, с. 39]. Не только ухо является анализатором частот, но и наш орган обоняния основывается на частотах запаха, равно как и наша кожа чувствительна к вибрационным частотам [1, с. 40]. Ещ в 1930-х гг. наш соотечественник Н. Бернштейн показал, что физические движения кодируются в мозгу в виде волновых форм (Фурье) [1, с. 41]. Если в процессах познания орган психики – мозг проявляет себя как целое, включать его в учебный процесс нужно с этих позиций. При этом мы должны учесть единство нейрофизиологического субстрата обучаемого и обучающего. Естественно предположить, что методологическая культура обучающего обусловлена структурными уровнями организации мозга и степенью их развития. Очевидно также, что концептуальный аппарат нейрофизиологического субстрата не позволяет раскрыть методологическую культуру преподавателя. Для этого требуется обобщающий переход к метатеории, что указывает на то, что несмотря на первичность окончательной целостности в е поиске первична частичность.

При разработке концептуального моста между методологической культурой и мозгом воспользуемся инструментальным аппаратом, предложенным в работе [2].

Природа посылает нам информацию, которая нуждается в прочтении.

Среди «языков» прочтения и передачи информации можно выделить базовые:

символический / знаковый; предметный / образный. Каждый из этих языков имеет сво нейрофизиологическое представительство, соответственно, левое / правое полушарие, лобные / затылочные доли. Естественно, движение информации должно учитывать «языки» е представления. Тогда из области содержания информации, в частности, физической, мы смещаемся в область психических процессов человека, отражающих, регулирующих, реализующих эти потоки информации.

Из психологии известно, макрохарактеристиками понятия «человек» являются индивид, субъект, личность, индивидуальность. Проходя эти этапы развития, на каждом уровне своего профессионального становления человек характеризуется соответствующими микрохарактеристиками [3, 4]. В сравнении с физическими текстами, степень развития и выраженности этих характеристик в становлении физика-профессионала важна не менее. Поэтому, воспользовавшись системно-базисным моделированием [2], представим категорию «человек» в пространстве с размерностью n = 3 продукт так, как это сделано на рис. 1. Макрохарактеристика субъект в становлении человека-физика проявляет функцию отражения (ОТ) окружающей информации (в том числе и физической). На этом уровне формируются психические функции: перцепция / аффект, мышление / воля. Личность в данном представлении проявляет регулирующую функцию в становлении физика-профессионала.

раскрывается регулирующая (РГ) функция через микрохарактеристики: характер / темперамент, способноРис. профессиональном становлении личности. В частности, это проявляется в умении отображать физическую информацию на всех (четырх) «языках» мышления. Индивидуальность в системных описаниях раскрывает функцию социальной реализации человека в течение определнного времени. На этом уровне развития через микрохарактеристики опыт / индивидуальная история, индивидуальные особенности / продуктивность и проявляется становление индивидуальности. В частности, физик-профессионал реализуется со временем как исследователь, инженер, педагог… аффект, воля. Внимание этому вопросу, по нашему мнению, уделяется недостаточное или, скорее всего, на интуитивном уровне. По-видимому, у каждого продвинутого физика представление о процессе (технологии) мышления сво и ему «нелегко понять» возникающие трудности у обучаемого этой деятельности выступают заместители предметов – знаки и символы. Если учесть, что психические способности составляет координированная деятельность функциональных систем, динамически объединяющих различные мозговые образования, то системное строение и функциональные связи они и дают вс разнообразие индивидуальностей в преобразовании информации на различных языках мышления.

подбазисе обобщнного базиса с размерностью n = 0 мы заявили категорию «мышление», которая в подготовке физика-профессионала имеет основополагающее значение. В пространстве с размерностью n = 1 выбирается ведущее противоречие анализ/синтез, задающее «характер» операций мышления и определяющее развитие заявленной категории в пространстве обобщнного базиса. Здесь характерно проявление первого закона диалектики. Контент-анализ «содержания» категории «мышление» (см. рис. 2., n = 2) позволил выделить символический / знаковый, предметный / образный «языки» мышления, которые в нашей модели можно сопоставить, соответственно, предметный, символический – с «анализом», а образный знаковый – с «синтезом». Графическое представление понятия «мышление» в двумерном пространстве (n = 2) обобщнного базиса проявляет действие второго закона диалектики и учитывает возможность вложенности базисов разной размерности друг в друга (см. рис. 2.).

Контент-анализ «продукта» категории «мышление» в пространстве с n = позволил выделить следующие базовые составляющие: единицы / отношения, классы / трансформация, блоки / рассуждения. На основании принципа семантической близости в системно-базисном описании категории «мышление» может быть осуществлено следующее сопоставление (проектирование) (см. рис. 2., n = 3): ось отражения (ОТ) – единицы-отношения; ось регулирования (РГ) – классы-трансформация (преобразования); ось реализации (РЛ) – блоки-рассуждения.

Отражение идт на уровне установления отношений между единицами информации. Регулирование – на уровне преобразования (трансформации) информации с последующим выделением е в определнные классы. Реализация – предполагает порождение рассуждений с последующим получением информационных блоков (параграфов, глав, разделов). Поскольку продукт мышления единицы, классы, блоки обусловлен мыслительным действием анализ, а отношения, трансформация, рассуждения – мыслительным действием синтез, то освоенность этих операций мышления является одним из необходимых условий становления будущего физика-профессионала. Если продукт мышления рассматривать как систему, то единицы, классы, блоки – определяют структуру, а отношения, преобразования, рассуждения – связность элементов этой структуры физической информации. Таким образом, умение структурировать физическую информацию и устанавливать связи между е элементами определяет уровень профессионала-физика. Скорее всего, работа основной массы преподавательского корпуса по физике может быть представлена (спроектирована) при нашем моделировании на ось отражения (ОТ). Некоторым специалистам по физике удатся упорядочение (преобразование) информации, которое в нашей модели можно спроектировать на ось регулирования (РГ). «Отражнная» и «отрегулированная» информация определяет учебную и творческую результативность (продуктивность) физика-профессионала, что в нашей модели можно сопоставить (спроектировать) на ось реализации (РЛ). Такой взгляд на продукт мышления стимулирует поиск новых методологических путей передачи физической информации подрастающему поколению.

Если рассматривать мышление в структуре сознания, то мы проанализировали его регулирующую функцию – второй уровень иерархии. Первый уровень иерархии мышления в структуре сознания связан с восприятием – отражением окружающей действительности и может быть представлен так, как это сделано на рис. 3. Восприятие (отражение) информации (в том числе и физической) как врожднный психический процесс вызывает определнные представления. Отрегулированные мышлением через операции анализ/синтез представления, опираясь на память (приобретнный психический процесс) порождают образ (воображение), который может быть оформлен в виде речи. Таким образом, речь, обслуживающая мышление, является индикатором качества его отражающей, регулирующей и реализующей функции, что очень важно в становлении физика-профессионала.

Таким образом, проблема формирования методологической культуры преподавателя сводится к тому, чтобы усмотреть элементы научного познания, проходящие через содержание дисциплины, и выстроить учебный процесс на этой основе. Естественно, это требует понимания собственно человека и организации через это знание деятельностного подхода в обучении.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Талбот, М. Голографическая Вселенная [Текст]: пер. с англ. / М. Толбот. – М.: Изд. дом «София», 2005. – 368 с.

2. Лебедев, Я. Д. Вопросы эпистемологии в методике обучения физике [Текст] / Я. Д. Лебедев, Ю. А. Сауров // Модели и моделирование в методике обучения физике: материалы республиканской научно-теоретической конференции. – Киров: Изд-во Кировского ИУУ, 2007. – С. 23–27.

3. О проблемах современного человекознания [Текст] / Б. Г. Ананьев. – М.: Наука, 1977. – 380 с.

4. Ганзен, В. А. Системные описания в психологии [Текст] / В. А. Ганзен. – Л.: ЛГУ, 1984. – 175 с.

5. Лук, А. Н. Мышление и творчество [Текст] / А. Н. Лук. – М.: Политиздат, 1976. – 144 с.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ

САМОСТОЯТЕЛЬНОГО УЧЕБНОГО ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

НА ЗАНЯТИЯХ УГЛУБЛЕННОГО КУРСА

В течение долгого времени существует разрыв между высоким уровнем содержания физического образования в школах России и реализацией усвоения экспериментальной части курса. Не обсуждая причины ввиду достаточного количества опубликованных в печати декларативных материалов, выношу свое мнение по совершенствованию практической части курса. Оговорюсь, что в дальнейшем изложении речь идет только об обучении физике на углубленном (повышенном) уровне.

На наш взгляд, экспериментальная часть, помимо учебного демонстрационного эксперимента, должна включать систему экспериментальных задач и физический практикум. Часть фронтальных лабораторных занятий, обычно проводимых учителями после изучения нового материала, должна проводиться в форме экспериментальных задач, другая часть – в форме самостоятельного исследования учащихся на этапе изучения нового материала. Физический практикум проводится на этапе повторения теоретического материала по отдельным разделам курса.

Такое построение усилит внимание учащихся к эксперименту, создаст мотивацию учения.

Остановимся сначала на построении системы экспериментальных задач.

Под системой мы понимаем такой подбор задач, который отвечает целям освоения содержания и структуры [1] учебной физической теории (основание – ядро – применение) и структуры цикла [2] учебного познания (факты – гипотеза, модель – следствие – эксперимент).

В каждом структурном элементе теории (этапе цикла учебного познания) используются все виды экспериментальных задач по различным основаниям (сюжет–объект, характер используемого материала, характер деятельности учащихся, дидактическая цель, использование математического аппарата, форма организации решения, место решения и т. д.). По мере освоения средств описания физических явлений увеличивается общее количество экспериментальных задач, используемых на уроках, достигая максимума на этапе применения знаний, где возрастает доля задач физико-технического, комбинированного и межпредметного характера.

Поскольку значительная часть учителей, в том числе и преподавателей инновационных учебных заведений, затрудняется в организации использования экспериментальных задач, остановимся на принципах организации решения системы экспериментальных задач [3].

1. Экспериментальные задачи в системе связаны единой структурой их решения (табл. 1). Последовательность и содержание этапов достаточно согласуется с циклом учебного познания В. Г. Разумовского.

Структура решения экспериментальных задач Описание физического явления: объект – проведения опыта его модель – начальное и конечное состоя- (взаимодействия объекние – взаимодействие с другими объектами тов) – причины изменения состояний объекта.

Выполнение иллюстрирующего рисунка II. Состав- Выявление средств описания явления. Гипотеза о природе ление плана Нахождение рационального способа реше- взаимодействия объекидеи/ ре- ния (с учетом имеющегося оборудования). тов.

шения Составление плана действий (включая Выявление средств опипредварительный план проведения опыта) сания предсказываемого III. Реализа- Запись уравнения или системы уравнений. Объяснение сущности (Уточнение, детализация плана проведения использованием средств опыта). (Сборка установки, проведение описания опыта, наблюдение, измерения).

IV. Анализ Объяснение наблюдаемых явлений. (Проверка правильности решения Проверка правильности решения: оценка решения эксперименразмерности, (расчет погрешности), спра- том).

вочные и технические характеристики. Обсуждение проявлений Обсуждение или осуществление иных ва- и применения явления в риантов решения (экспериментальных ме- быту и технике.

В рамках известной структуры (инвариант) расширяется содержание отдельных этапов. В целом, в решении экспериментальной задачи, в отличие от текстовой, чтобы удовлетворить требование (найти искомую величину), надо добыть дополнительную информацию (некоторые физические величины), а затем, используя теоретическое решение (как в текстовой задаче) и экспериментальный метод исследования, в учебном варианте, по итогам последнего выполнить расчет.

2. Организация решения экспериментальных задач учитывает многофакторность педагогического процесса, в частности, особенности содержания и требования программы, тип урока и его место в теме и разделе, уровень обученности и развития школьников. Реализуя деятельностный подход и учитывая специфику экспериментальных задач, выделим способы организации деятельности школьников при решении этих задач (табл. 2).

Способы организации деятельности школьников I Текст задачи, установка опыта, На основе обобщенных и частных ориобобщение структуры решения, ентиров выполнить все операции по реплан описания физического яв- шению задачи II Текст задачи и оборудование, Выполнить все операции по решению обобщенная структура решения, задачи.

план описания физического яв- Составить план проведения опыта IV Текст задачи (без указания обо- То же, что и в способе III, плюс рациорудования) нальный подбор оборудования.

V Задание по составлению экспе- Сформулировать текст задачи, риментальной задачи подобрать оборудование.

Использование этих способов позволяет:

формировать умения школьников при решении задач на основе обобщенных приемов (способы I и II), которые обладают переносом (при переходе к другим способам и к другим задачам);

по мере освоения учащимися способов I и II уменьшать количество исходной информации (способы III и IV), усиливая самостоятельную ориентировочную, проектировочную, исполнительную и контролирующую деятельность (общая тенденция по мере изучения физической теории);

готовить учащихся к освоению процесса решения всех типов задач, к самостоятельному выполнению учебного физического эксперимента;

учителю планировать и осуществлять прямую (беседа, подсказка, показ и выполнение отдельных операций, способы I и II) и косвенную (наводящие вопросы, напоминание, указание недостатков, ссылки на аналогию, способы I–IV, и т. д.) помощь учащимся;

сочетать разнообразные средства обучения на уроках различных типов.

Условиями эффективного использования экспериментальных задач в практике обучения является высокая квалификация учителя, в том числе по учебному физическому эксперименту, применение простого оборудования [4] (преимущественно типового школьного, не исключая бытового и самодельного), соблюдение техники безопасности.

Реализация этих принципов в ходе педагогического эксперимента в классах углубленного (повышенного) уровня обучения и в массовой школе показала достаточно хорошие результаты:

зафиксировано понимание условия задачи и нахождение идеи решения подавляющим большинством учащихся; хорошее структурирование решения, лаконичное проговаривание, прописывание содержания этапов, в том числе плана проведения опыта, результативный поиск второго варианта решения либо выполнение анализа решения;

овладение учащимися экспериментальных классов [3] общеобразовательных школ таким важным элементом, как умение применять законы в видоизмененной ситуации, имеющее прямое отношение к использованию экспериментальных задач, дает результаты 23–27% при большом числе участников эксперимента (около 1250 человек) против 5–10% в контрольных классах;

одновременно в экспериментальных классах зафиксировано значительное уменьшение ошибок в теории, измерениях и расчетах.

Таким образом, решение экспериментальных задач выводит школьников на более высокий уровень обученности, в первую очередь сформированности мышления и практических умений, структурирования действий. Тем самым экспериментальные задачи готовят и к более самостоятельному выполнению физического практикума. Основная часть лабораторных работ будет носить характер поискового или творческого исследования. При разном уровне подготовки внутри класса объем заданий, их количество, требования к выполнению и оценке неизбежно следует варьировать.

Не исключено и использование компьютерной техники (прежде всего в специальных практикумах) для изучения модельного эксперимента, например, модели опыта Резерфорда по рассеянию -частиц, дифракции электронов и т. д.

В целом, такое построение экспериментальной части курса постоянно приближает теорию и практику, связывает репродуктивную, поисковую и творческую деятельность, организует, разнообразит и мотивирует учение школьников.

Известно, что в кодификатор введен раздел «Методы научного познания», в дальнейшем планируется включить в ЕГЭ экспериментальные и практические задания. Поэтому описанный подход по организации самостоятельного учебного физического эксперимента является одновременно подготовкой школьников к участию в школьных физических дисциплинах, где проводится экспериментальный тур, и к более продуктивному участию и результату в ЕГЭ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мултановский, В. В. Физические взаимодействия и картина мира в школьном курсе [Текст]: пособие для учителей / В. В. Мултановский. – М.: Просвещение, 1977. – 168 с.

2. Разумовский, В. Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике [Текст]: пособие для учителей / В. Г. Разумовский. – М.: Просвещение, 1975. – 272 с.

3. Бутырский, Г. А. Проблема использования экспериментальных задач при обучении физике в старших классах средней школы [Текст]: дис. в виде научного доклада … канд. пед. н. / Г. А. Бутырский. – Киров: ВГПУ, 1995. – 26 с.

4. Бутырский, Г. А. Экспериментальные задачи по физике: 10–11 кл. общеобраз. учреждений [Текст]: кн. для учителя/ Г. А. Бутырский, Ю. А. Сауров. – М.: Просвещение, 1988, 2000. – 102 с.

ПРИЕМЫ АНАЛИЗА ФИЗИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ

ПРИ РЕШЕНИИ КОМБИНИРОВАННЫХ ЗАДАЧ

Технология обучения учащихся решению физических задач представляет собой систему приемов, реализация которых приводит к формированию у школьников умений решать задачи.

Решение любой задачи включает несколько этапов – от четырех до семи [1, 2]. Автор [3] основные этапы структуры решения физической задачи сводит в таблицу, наполняя каждый этап конкретными «шагами». Безусловно, первый этап – знакомство с задачей и анализ ее условия. Л. М. Фридман [4, с. 76 отмечает, что «ведущей, главной частью является именно ориентировочная часть, которая намечает план, способ решения задачи. Анализ задачи представляется главным параметром, который определяет основу последующих действий по решению задачи учащимися».

Полноценное освоение деятельности при решении учебных физических задач возможно при условии а) выделения и организации определенной структуры деятельности, б) рассмотрения решения как моделирования явления, в) организации творчества при решении физических задач, и прежде всего комбинированных. Задача для школьника представляет собой поле его деятельности.

Получив задачу, человек сначала как бы осматривает это «поле» со всех сторон, пытается увидеть то, что сразу не бросается в глаза. По мере ознакомления с задачей, по мере проникновения в ее содержание, в ее сущность он начинает «примерять» к ней имеющиеся у него «средства действий». «Глупо отвечать на вопрос, который вы не поняли…. Ученик должен понять задачу. Но не только понять, он должен хотеть решить ее… Должна быть понята словесная формулировка задачи… учитель редко может обойтись без вопросов: Что неизвестно?

Что дано? В чем состоит условие?» [5, с. 16–17].

Важнейшей особенностью текстовых физических задач является то, что языком этих задач является наш естественный язык. Поэтому на этапе анализа задачи очень важно и необходимо, мысленно рассуждая, исследовать словесную формулировку условия, выявить связи между объектами задачи, скрытые условия.

Текст задачи декодируется в целом, мысленно воссоздается, моделируется физическая ситуация, акцентируются существенные и отбрасываются несущественные связи. На этом этапе предлагается [3] реализовать следующие «шаги-действия»:

чтение текста, выяснение непонятных терминов;

краткая запись условий и требования, выбор системы единиц;

грамотное, продуктивное, неформальное выполнение иллюстрирующего рисунка;

описание физического явления: объект его модель начальное и конечное состояния (иногда промежуточное) взаимодействие с другими объектами причины изменения состояний объекта.

Зачастую учащийся, приступивший к анализу задачи, может спрашивать себя: «А не встречал ли я раньше такую задачу? Кажется, да… А как я ее решал? Попробуем и эту так же решить». Или: «а к какому виду задач относится эта задача? Кажется, к такому-то… Но эти задачи я знаю, как надо решать. Начнем решение…» Иногда эта примерка может проходить и так: «Я не знаю, как решить задачу. Но для отыскания способов решения задач этого класса надо сделать то-то и то-то… попробуем…» 6, с. 75.

«Видоизменение задачи весьма существенно. Этот факт имеет различные объяснения. С одной стороны, например, продвижение в решении задачи проявляется в мобилизации и организации ранее усвоенных знаний. Мы вынуждены припомнить ряд необходимых для решения задачи элементов и ввести их в решение задачи. А варьирование задачи помогает нам припомнить такие элементы. Каким образом? Мы припоминаем при помощи своего рода "действия по связям", называемого "ассоциацией мысли". То, что занимает наши мысли в данный момент, имеет тенденцию вызвать в нашей памяти все, что было связано с ним раньше. Видоизменяя задачу, мы вносим новые моменты и, таким образом, создавая новые связи, новые возможности воскресить в нашей памяти все, что имеет отношение к нашей задаче» [6, с. 55].

В связи с этим интересны суждения Пойа и о том, что такое «типовая задача». Автор пишет: «Типовой задачей можно назвать задачу на решение квадратного уравнения х2 – 3х + 2 = 0, если учащемуся было ранее объяснено и показано решение квадратного уравнения в общем виде. Вся работа учащегося сводится к тому, чтобы подставить числа –3 и 2 вместо соответствующих букв в общую формулу корней квадратного уравнения. Такую задачу следует назвать типовой, даже если ранее решение квадратного уравнения не было дано в общем виде (с буквенными коэффициентами), но до этого был решен десяток подобных квадратных уравнений с числовыми коэффициентами. Вообще задача будет «типовой», если ее можно решить или путем подстановки частных данных в ранее решенную задачу общего вида, или по образцу часто встречающегося примера, повторяя шаг за шагом решение, лишенное всякой оригинальности. Предлагая ученику типовую задачу, учитель дает непосредственный и убедительный ответ на вопрос: известна ли вам какая-нибудь родственная задача?»

[5, с. 197]. Таким образом, решая достаточно сложные, комбинированные задачи, учащийся, на наш взгляд, на этапе анализа условия и моделирования припоминает «типовые задачи». В связи с этим чрезвычайно важна роль учителя по «закладыванию» таких «задач-кирпичиков» в «фундамент» понятийного и логического мышления. Это необходимо делать постоянно, регулярно «оживлять», с тем чтобы эти задачи припоминались почти автоматически.

Рассмотренный ниже пример показывает, каким образом переформулирование, видоизменение вопроса к задаче позволяет лучше понять и смоделировать физическую ситуацию и прийти к решению задачи.

На гладком столе находится система двух брусков. На нижнем бруске массой M покоится верхний, масса которого m. Какую минимальную силу Внимательно читая текст задачи, выполняем неформальный рабочий рисунок. Отмечаем заданные веРис. плоскостью, акцентируем отсутствие трения между брусками и плоскостью (рис. 1а). Словосочетание «минимальная сила» здесь является ключевым. При этой силе начинается скольжение исследуемых тел относительно друг друга.

Но, с другой стороны, эта граничная сила равна максимальной силе, при которой бруски еще движутся вместе с одинаковым ускорением относительно стола.

Приходим к выводу, что вопрос задачи можно изменить: какую максимальную силу можно прикладывать к нижнему бруску, чтобы система еще двигалась как целое (рис. 1b)? На рисунке отмечаем одинаковое максимальное ускорение тел системы как единого целого, при этом учитываем в решении, что Fтр является трением покоя и достигает максимального значения, равного kmg. Расчет Fmax можно упростить, «сворачивая систему» в единое целое (рис. 1с). Цепочка расчетов выглядит как «движение» по рисункам снизу вверх – (с в а):

Отметим, что на рисунках к данной задаче необязательно показывать вертикальные силы – силы тяжести и нормальные реакции опор. Величина максимальной силы трения покоя kmg очевидна.

Покажем определяющую роль ключевых слов, «скрытых» условий при моделировании физической ситуации. Проследим на конкретной задаче за возможными процессами припоминания ранее решаемых «опорных задачкирпичиков» в ходе логического мышления школьников при решении этой комбинированной задачи по механике.

Задача «Баллистический маятник»

На невесомой нерастяжимой нити подвешен деревянный брусок. Летящая горизонтально пуля попадает в него и застревает в бруске. Найти, на какую максимальную высоту поднимется брусок с пулей и какое количество теплоты выделится в процессе взаимодействия. Масса пули и бруска соответственно m и M, начальная скорость пули о.

Читаем внимательно текст, выделяем «ключевые» слова и части предложения, которые должны помочь в моделировании физической ситуации, – нить невесома, пуля летит горизонтально, заРис. стревает в бруске. Выясняем, какие объекты взаимодействуют между собой, – это пуля, небольшой деревянный брусок, нить. Эти взаимодействия происходят в поле силы тяжести Земли. Пуля, летящая горизонтально, достаточно быстро («мгновенно») застревает в бруске (моделируем – «абсолютно неупругий удар»). Затем система «пуля – брусок» начинает совместное движение. Прилагательные «невесомая» и «нерастяжимая» нить приводят к мысли о том, что при движении системы «пулябрусок» после взаимодействия не надо учитывать массу нити и удлинение нити незначительно. Эти рассуждения сопровождаются одновременно схематическим рисунком (рис. 2).

Проследим далее за возможным рассуждением школьника при решении данной задачи.

один из которых двигался по гладкой горизонтальной поверхности и "налетал" (рис. 3) на покоящийся второй. После этого они стали двигаться вместе. Нужно было найти их совместную скорость. Как же делалось это? Да очень просто! В проекциях на ось Ох суммарный импульс системы двух шариков был m1, стал (m1+ m2)u находили их совместную скорость движения: u. Количество теплоты определяю как разность энергий системы "до" и "после" взаимодействия (соответственно Ек 1 и ту.» Так, с первым вопросом все ясно!

Как найти максимальную высоту подъема пули и бруска? Сразу после «слипания», имея начальную скорость совместного движения, они будут подниматься над первоначальным уровнем и постепенно терять скорость. Но ведь в точке максимального подъема скорость будет равна нулю! Припоминаю похожую задачу: "Небольшому шарику, висящему на нити, резким ударом сообщили скорость. Найти, на какую максимальную высоту поднимется шарик?". В этой типовой задаче применяли закон сохранения механической энергии: рассматривали (рис. 4) два состояния, выбирали нулевой уровень потенциальной энергии и записывали значения полной механической энергии для двух положений шарика. Затем составляли равенm ство: 0 mghmax, откуда и находили максимальную высоту hmax! Ну что же, приступим-ка мы к решению данной нам задачи!

1) Найдем скорость uo системы "пуля – брусок" сразу после взаимодействия: m0 m M u. Тогда количество теплоты, выделившейся при неупругом взаимоu 2) Применяя закон сохранения механической энергии к системе "пуля – при обучении решению подобных комбинированных задач иллюстрировать развитие возникающих ситуаций с течением времени. Например, представить «ось времени», на которой условно изобразить интервалы времени выполнения того или иного физического закона. Так, для вышеприведенной задачи это будет выглядеть (рис. 5) следующим образом.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Каменецкий, С. Е. Теория и методика обучения физике в школе: общие вопросы [Текст] / С. Е. Каменецкий, Н. С. Пурышева, Н. Е. Важеевская. – М.: Академия, 2000.

2. Балаш, В. А. Задачи по физике и методы их решения [Текст] / В. А. Балаш. – М.:

Просвещение, 1983.

3. Бутырский, Г. А. Спецкурс по физике [Текст]: пособие по подготовке в вузы / Г. А. Бутырский. – Киров: Изд-во ВятГГУ, 2002.

4. Фридман, Л. М. Логико–психологический анализ школьных учебных задач [Текст] / Л. М. Фридман. – М.: Педагогика, 1977.

5. Пойа, Д. Как решать задачу [Текст] / Д. Пойа. – М.: Учпедгиз, 1955.

6. Фридман, Л. М. Психолого-педагогические основы обучения математике в школе [Текст] / Л. М. Фридман. – М.: Просвещение,1983.

ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В СТАРШИХ КЛАССАХ

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО ЛИЦЕЯ

Эффективное обучение в современных условиях профильного обучения должно обеспечивать формирование у школьника компетентностной грамотности по предмету, профориентацию и адаптацию к уровню и формам профессионального образования. Профильная физико-математическая школа должна также обеспечивать усвоение учащимися основ специфических видов деятельности в областях профессионального использования знаний физики и математики.

Перечисленные задачи позволяет решать технология обучения физике, разработанная и внедрнная на базе физико-математического лицея г. Глазова.

Преподавание физики ведется по учебному плану лицея, по которому в старших классах учебная нагрузка по физике составляет 6 часов в неделю (федеральный и школьный компонент), 3 часа из которых — работа по группам.

Преподавание физики осуществляется по вузовской системе «лекция – практика – эксперимент»: 2 часа лекций, 1 час общей практики и 2 часа практики по группам, 1 час экспериментальной групповой работы. Каждый из трех блоков ведет отдельный преподаватель.

Лекционный курс по физике построен по модульному принципу. В среднем, на усвоение материала одного модуля отводится 4–5 недель. Как правило, модуль посвящен одной крупной теме, завершает изучение модуля двухчасовой зачт.

Лекция читается в течение двух спаренных уроков одновременно всей параллели (2 класса по 25 человек) в лекционном зале. Лекционный зал оборудован демонстрационным столом, меловой доской, проектором, компьютером и интерактивной доской. Это позволяет совмещать традиционные формы изложения материала с возможностями современных информационных технологий обучения.

Традиционно лекция проходит следующим образом. Перед началом занятия все учащиеся получают отпечатанный конспект лекции, содержащий необходимые определения, выводы формул, описание моделей, рисунки, основные выводы. Объем конспекта лекции не превышает четырх страниц. Учащиеся могут дополнять конспект, делать в нем пометки и в конце лекции забирают его с собой.

В начале лекции после актуализирующей вводной части учащимся предлагается самостоятельно разобраться в изучаемом материале. Для этого они на протяжении 15-20 минут читают конспект лекции, пытаются самостоятельно повторить вывод формул, отмечают трудные для понимания места конспекта, выделяют главное. На следующем этапе урока учащиеся задают учителю уточняющие вопросы, совместно обсуждают сложные места.

Для закрепления изученного материала осуществляется краткое систематизирующее изложение основного материала учителем, сопровождаемое демонстрацией натурных физических экспериментов. В ходе рассказа учитель опирается на имеющиеся в конспекте выводы, рисунки, схемы, формулы. Такая форма организации лекции позволяет экономить до трети учебного времени по сравнению с традиционными формами изложения, при которых учитель дает материал под запись. Высвобождающееся время используется для организации продуктивных видов учебной деятельности.

Следующий этап лекции посвящен решению качественных задач, часть которых формулируется на основе демонстрировавшихся на уроке экспериментов. Основная задача этого этапа — показать учащимся применение физической теории к конкретным ситуациям из повседневной жизни, природы и техники.

По завершении лекции совместно с учащимися выстраивается иерархия новых знаний по степени их значимости, выделяются структурные элементы цикла научного познания (факты, модели, следствия, эксперимент). В качестве домашнего задания дается работа с конспектом и дополнительным материалом по учебнику.

Зачт по пройденной теме проводится по расписанию лекционных занятий в два этапа. На первом этапе учащиеся в течение академического часа отвечают на вопросы по теории, выводят основные формулы. Второй этап посвящен проверке умений учащихся применять теорию к объяснению различных физических явлений при решении задач качественного типа. На этом же этапе учитель проводит индивидуальный устный опрос учащихся по усвоению определений физических понятий темы, законов, формул, пониманию физического смысла величин и т. д. По результатам проверки знаний учащиеся получают три оценки, на основании которых выставляется итоговая оценка за зачт и даются рекомендации учащемуся по корректировке знаний.

В настоящее время завершен перевод лекций в интерактивный электронный формат, позволяющий размещать их на электронных носителях, в том числе в Интернете, что позволяет осуществлять перспективно-опережающее изучение тем.

Практический курс посвящается решению задач различной степени сложности. На первом этапе практического погружения в тему особое внимание уделяется классификации типовых задач и способов их решения. Это позволяет сформировать у школьников такие общеучебные навыки, как анализ и систематизация заданий и способов деятельности. На втором этапе практического курса решаются нестандартные задачи, что способствует повышению компетентности учащихся в предмете как способности действовать в ситуации неопределенности. Большое внимание на этом этапе уделяется дифференциации задач по уровню сложности для организации групповой работы. На третьем уровне наиболее способные учащиеся решают задачи повышенного уровня. Остальные школьники в это время продуктивно завершают освоение второго этапа. Каждый блок практического курса заканчивается промежуточным контролем в виде тематической контрольной работы.

Курс экспериментальной физики является отличительным элементом рассматриваемой технологии и включает лекции по методологии и технике физического эксперимента, традиционные лабораторные работы и кратковременные учебные исследования по соответствующим разделам школьного курса физики.

Регулярность занятий по экспериментальной физике позволяет более эффективно развивать экспериментальные и исследовательские умения учащихся. В ходе обучения учащиеся пробуют себя в исследовательских и конструкторских видах деятельности, что способствует формированию устойчивых практических навыков работы с приборами и установлению личностно осознаваемой связи теории и эксперимента, обеспечивающей в конечном итоге формирование целостного мировоззрения.

Помимо еженедельных занятий в классе в структуру курса экспериментальной физики входит внеурочное выполнение учащимся индивидуального исследовательского проекта, реализуемого в течение учебного года. Управление познавательной деятельностью учащегося осуществляется по алгоритму технологии организации исследовательской деятельности учащихся на основе актуализации их личного опыта. В этом случае тема учебного исследования напрямую связывается с интересами ученика и предполагаемой профессией.

Реализация указанной структуры обучения физике в профильной физикоматематической школе позволяет получать конкурентоспособного выпускника с оптимальными затратами на его обучение и эффективной реализацией кадрового потенциала образовательного учреждения.

ПРОБЛЕМА РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ СПЕЦКУРСА ПО ФИЗИКЕ

В течение последних 6 лет (с сентября 2003 г.) в МОУ СОШ № 21 г. Кирова в рамках спецкурса нами ведутся занятия по решению олимпиадных задач по физике. В статье мы бы хотели затронуть проблему организации подобных занятий, чтобы они приносили как можно более заметные результаты.

Следует признать, что результативность занятий спецкурса – несомненно сложная по оценке интегральная величина. Даже очень приблизительное ее определение возможно лишь при анализе целого ряда показателей. Но поскольку среди них не последними и одновременно очень внятными являются результаты, полученные школьниками на профильных олимпиадах разного уровня, ими и будем руководствоваться.

Итак, можно констатировать, что количество учеников школы, ставших призерами и победителями физических олимпиад всех уровней, вплоть до заключительного, после появления занятий стало возрастать. Олимпиадные результаты представлены в таблице.

Количество призеров олимпиад по физике по годам Этап олимпиады Региональный (областной) Эти данные, конечно, значительно скромнее тех, которые может привести физико-математический лицей г. Кирова, однако в то же время не ниже, а иногда и выше аналогичных показателей в других школах города. Они показывают в целом перспективность выбранной стратегии организации занятий на базе обычной школы. Предлагаем для обсуждения несколько позиций, учет которых и позволил, по нашему времени, организовать более-менее продуктивное обучение школьников.

1. Ведущая роль в предметной подготовке школьника принадлежит учителю, ведущему уроки по обычной программе. Необходимая база знаний, настрой и мотивация на освоение дополнительных знаний закладывается именно на обычных уроках физики. Этот тезис в полной мере подтверждается результатами опросов и анкетирования участников и призеров олимпиад, посещавших в разные годы наши занятия по физике. Без желания ведущего учителяпредметника научить детей усилия преподавателя спецкурса, скорее всего, окажутся тщетными!

2. В связи со сказанным выше цель проведения спецкурса можно определить следующим образом: это реализация потребностей школьников в сформированных на уроках новых предметных знаниях и умениях.

3. Как показывает практика, хорошо оправдывает себя посещение спецкурса не только наиболее сильными и увлеченными школьниками, а целыми классами. Тогда преподавание на уроках и занятиях спецкурса оказывается максимально продуктивным для всех без исключения учеников.

4. Преподаватель спецкурса ориентирует школьников на дальнейшее обучение, помогает им войти в систему индивидуальной предметной подготовки (в том числе и на базе специальных центров дополнительного образования).

5. Из содержательных аспектов построения занятий спецкурса обратим внимание на следующие аспекты:

а) выбор тем будущих занятий не привязывается жестко к тематике изучаемого на уроках материала;

б) обучение решению задач повышенной сложности вовсе не означает решение на занятиях большого количества олимпиадных задач. Скорее, как раз наоборот, большая часть времени должна тратиться на тщательнейшую проработку и обсуждение простых задачных ситуаций, на обучение построению моделей для внятных и наглядных явлений;

в) неправильные решения школьников не оцениваются (не успевающий школьник в итоге попросту не получит итоговую оценку или не будет аттестован); при этом обязательно поощряются творческие решения, а также ответы, основанные на разумном использовании практического опыта;

г) при подборе задач для решения должна закладываться вариативность их решения на уроке: предусмотрены задачи для коллективного и самостоятельного решения, всех уровней сложности, качественные, количественные, тестовые…;

д) даже для старшеклассников полезны занимательные задачи и задачипарадоксы; их обсуждение всегда создает позитивный настрой учеников на работу на уроке.

И в заключение еще раз особо подчеркнем, что участие школьников в олимпиадах рассматривается не как цель их обучения на спецкурсе, а как один из этапов их последующей индивидуальной предметной подготовки.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ

Рассматривая решения проблем (микропроблем, физических задач) экспериментальным путем, можно выделить пять уровней выполнения этих работ и организации обучения. Все характерные основные особенности и признаки уровней будут иметь место в этой важнейшей форме обучения. Собственно рассмотренные ниже уровни «идей» и методов решения задач и соответствующие им уровни обучения есть отражение методов познавательной деятельности человека, которые классифицированы по способу выполнения познавательных действий [1].

Первый уровень – фронтальные экспериментальные задания (лабораторные работы), которые выполняются одновременно всеми учащимися под руководством учителя. Основное назначение заданий этого типа – способствовать формированию у учащихся основных понятий, законов, практических умений и навыков, в том числе умений наблюдать физические явления, выполнять простые опыты, измерения, обращаться с приборами, анализировать результаты, делать обобщения и выводы [2].

Фронтальные экспериментальные задания способствуют развитию творческих способностей учащихся, так как побуждают их к выполнению ряда умственных операций (анализ, синтез, сравнение, обобщение и т. д.), создают возможность для самоконтроля и обеспечивают реализацию первого уровня самостоятельности (воспроизводящей самостоятельности). Этот уровень характеризует низкую степень усвоения знаний, когда учащийся может самостоятельно узнавать объекты данной области знаний при их воспроизведении, но не владеет переносом полученных знаний и способов деятельности в аналогичные условия и ситуации [3].

Этот первый примитивный уровень деятельности по выполнению эксперимента определяется тем, что постановка задачи, необходимое оборудование (приборы и принадлежности) и метод, лежащий в основе эксперимента, даются субъекту извне, а последовательность исполнения действий осуществляется им по образцу, по подобию. Все действия выполняются на уровне «проб и ошибок». Следует отметить, что этот вид экспериментальных работ широко и в достаточно большом объеме используется в преподавании физики в школе на начальных этапах обучения выполнению лабораторного эксперимента.

Второй уровень – алгоритмический (репродуктивный) – характеризуется тем, что постановка экспериментальной задачи, приборы и принадлежности, метод (теория), определяющие эксперимент, даются субъекту извне, а последовательность действий определяется соответствующей инструкцией (описанием выполнения лабораторной работы). Этот стандартный уровень работ находит отражение в физическом практикуме, является более высоким уровнем, требующим более высокого уровня самостоятельности (второй уровень – репродуктивная самостоятельность). На этом уровне осуществления познавательной деятельности и усвоения знаний учащийся может воспроизвести ход выполнения лабораторной работы при помощи инструкции или описания, определяющих характер, объем, условия и последовательность действий при выполнении (алгоритм действий, приводящий к выполнению работы). При отсутствии описания его воспроизведение требует непосредственной помощи преподавателя. К сожалению, только этими двумя уровнями, двумя видами эксперимента и ограничиваются лабораторные работы в школах и в большинстве вузов.

Третий уровень – уровень квазитворческой идеи – встречается при решении задач экспериментальных туров олимпиад по физике и решении экспериментальных задач [4]. Постановка задачи, оборудование задаются субъекту извне, а методика проведения эксперимента создается им самостоятельно.

Процесс поиска этой методики определяется обобщенными методами проведения эксперимента (обобщнными предписаниями), сформированными к данному времени у субъекта или имеющимися в его распоряжении некоторыми предписаниями или стандартными алгоритмами по выполнению отдельных этапов эксперимента. Реализация решения этих экспериментальных задач «в натуре» имеет характер лабораторной работы, привнося в работу элементы исследовательского характера.

Уровень самостоятельности – третий, вариативный, квазитворческий.

Элементом творчества при выполнении этого типа работ будем называть создание конкретной методики некоторого эксперимента, обобщение его и перенос на другие экспериментальные задачи. К работам этого уровня можно отнести исследовательские лабораторные работы, проводимые до изучения теории и позволяющие делать учебные «открытия» [5].

Четвертый уровень – уровень оригинальной творческой идеи. Уровень самостоятельности – конструктивный. Экспериментальное решение этого типа задач характеризуется «внешней» постановкой задачи, а методика выполнения и соответствующее оборудование для проведения эксперимента определяются субъектом. Большое место в процессе решения задач подобного уровня занимает мысленное экспериментирование, значение которого для развития теоретического и творческого мышления трудно переоценить. К задачам подобного типа можно отнести задачи исследовательские и конструкторские творческого характера, которые требуют ответа на вопрос почему? и как сделать? [6]. Каждая решенная задача такого уровня обогащает и увеличивает творческий потенциал субъекта и эквивалентна по уровню сложности разработке «эвристики» при решении физических задач. К задачам такого типа можно отнести изготовление (написание и отладка программ) простых псевдоимитационных лабораторных работ с помощью компьютера [7].

Пятый уровень – поисковый. Постановка экспериментальной задачи, выбор и/или разработка метода, приборов и необходимых принадлежностей определяются субъектом. Это более сложные задачи конструкторского типа, решаемые индивидуально и/или небольшим коллективом учащихся. К таким задачам можно отнести проблемы конкретного использования компьютера как средства управления, сбора и переработки информации в известных лабораторных установках и стендах (автоматизация эксперимента) [8], оригинальное решение обычных экспериментальных заданий, задачи изобретательского (конструкторского) характера.

Особое место занимают задачи разработки и создания имитационных и сложных псевдоимитационных моделей физических явлений с помощью компьютера. Обычно моделируются физические процессы и явления, труднореализуемые в лабораторных условиях по различным причинам: дороговизна, громоздкость или уникальность оборудования, очень быстрое или слишком медленное протекание процесса, опасность эксплуатации, отсутствие наглядности при выполнении эксперимента.

Уровень самостоятельности – пятый, наивысший. Творческая самостоятельность характеризуется широким кругом глубоких знаний, которые учащийся может избирательно актуализировать; владеет основными (доступными) приемами поиска решений изобретательских, конструкторских, познавательных экспериментальных задач, владеет основами решения изобретательских задач.

Творческие задачи и лабораторные работы являются завершающим этапом в овладении тем или понятий, законов. Они должны входить в систему упражнений, используемых на протяжении всего процесса обучения [6]. Развитие творческих способностей учащихся при решении задач экспериментального характера осуществляется наиболее эффективно при работе на всех рассмотренных уровнях, при последовательном переходе с низшего на высший уровень.

Задания должны носить индивидуальный характер, лежать в «зоне ближайшего развития» субъекта.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Лернер, И. Я. О методах обучения [Текст] / И. Я. Лернер. М. Н. Скаткин. – Советская педагогика. – 1965. – № 3. – С. 56–67.

2. Буров, В. А. Фронтальные экспериментальные задания по физике в 6–7 классах средней школы [Текст]: пособие для учителей /В. А. Буров, С. Ф. Кабанов, В. И. Свиридов. – М.: Просвещение, 1981. – 112 с.

3. Сахейшвили, Г. А. Использование мысленного эксперимента для развития познавательной активности и самостоятельности школьников [Текст]: автореф. дис. … канд. пед. наук / Г. А. Сахейшвили. – Тбилиси, 1990. – 17 с.

4. Мошков, С. С. Экспериментальные задачи по физике в средней школе [Текст] / С. С. Мошков. – Л.: Учпедгиз, 1955. – 143 с.

5. Бабанский, Ю. К. Методы обучения в современной общеобразовательной школе [Текст] / Ю. К. Бабанский. – М.: Просвещение, 1985. – 208 с.

6. Разумовский, В. Г. Творческие задачи по физике в средней школе [Текст] / В. Г. Разумовский. – М.: Просвещение, 1966. – 155 с.

7. Петросян, В. Г. Решение задач по физике с помощью компьютера [Текст]: Монография / В. Г. Петросян. – М.: Прометей, 2004. – 176 с.

8. Лаптев, В. В. Теоретические основы методики использования современной электронной техники в обучении физике в школе [Текст]: дис.... д-ра пед. наук / В. В. Лаптев. – Ленинград, 1989. – 212 с.

КОМПЕТЕНТНОСТНЫЙ ПОДХОД ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ

ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

С целью формирования ключевых компетенций при организации образовательного процесса в предметной области «Физика» в гимназии специально моделируются ситуации учебного исследования с последовательным наращиванием познавательного потенциала, реализуемого гимназистами по индивидуальной программе в соответствии с личностными запросами и особенностями.

Учебный план Вятской гуманитарной гимназии позволяет осуществлять подобную педагогическую деятельность системно и целенаправленно во взаимосвязи основного и дополнительного образовательного компонентов. Концепция деятельности – концентрическая система поэтапной педагогической поддержки познавательного интереса гимназиста через интеграцию различных предметных областей и форм организации образовательного процесса. Ведущие технологии – учебный проект, исследовательская деятельность, технологии развивающего и проблемного обучения.

Таким образом, в практике формирования учебно-познавательной компетенции сложился определенный алгоритм организации педагогической деятельности по выявлению, поддержке и развитию интереса гимназистов к физической науке и учебному исследованию. Урок – занятие по дополнительному образовательному компоненту (ДОК) – исследовательская работа (ИР) – интеграция знаний или способов познания отдельных дисциплин (интегрирующее событие) – презентация результатов – выявление нового объекта интереса – развитие полифункциональных умений – переход на концентрическую систему педподдержки познавательного интереса – урок – ДОК – ИР – интегрирующее событие –… Специально созданная ситуация мини-исследования учебной проблемы на уроке выявляет некоторые интересы и способности гимназиста, что получает развитие на занятиях элективных курсов или в системе индивидуальных консультаций и спецпрактикумов. Выделяется тема исследования, привлекаются научные консультанты из вузов города, наращиваются познавательные навыки.

Параллельно идет работа над умениями оформлять и презентовать результаты своего исследования, что обязательно выводит гимназиста на новый уровень изучения проблемы во взаимосвязи со смежными науками, формируя целостный взгляд не только на данную область человеческого знания, но и на процесс познания как таковой.

Учебное исследование реализуется и развивается во взаимосвязи следующих форм организации деятельности гимназистов:

уроки; это такие формы организации проектной и исследовательской деятельности, как уроки-мастерские, конференции, семинары, игры, практикумы, путешествия, деловые игры, экскурсии, киноуроки;

занятия по дополнительному образовательному компоненту – занятия спецсеминаров, спецпрактикумов, элективных курсов, заседания межвозрастного клуба «Физика вокруг нас», реализация сетевой образовательной программы «От физической модели к реальному событию», прохождение компьютерных игр, индивидуальные консультации;

исследовательская работа – выделение приоритетного направления исследования, организация научных консультаций преподавателей вузов, выявление проблемы, постановка, отладка и анализ эксперимента, оформление результатов;

интеграция учебных дисциплин – выявление взаимосвязей исследуемой проблемы со смежными объектами, перенос знаний в другую область знаний, организация интегрирующего события, конкурсов, олимпиад;

презентация результатов – организация «минут поддержки», предоставление возможности продемонстрировать другому результаты своего исследования и получить одобрение; выступление перед одноклассниками или гимназистами младших классов, параллели, на заседаниях клуба, занятиях элективного курса, выступление на гимназических академических чтениях, на городских, региональных или всероссийских конференциях.

Разработана система специально смоделированных занятий с применением технологий учебного проекта с целью выявления, поддержки и развития познавательной и творческой активности гимназистов.