Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические и методологические основы формирования предметно-специфического мышления
1.1. Проблемы дефиниции и подходы к определению содержания предметно-специфического мышления в педагогике и психологии 12
1.2. Определение предметно-специфического мышления 46
1.3. Теоретическая модель предметно-специфического физического мышления 51
Выводы 58
Глава 2. Экспериментальное исследование особенностей формирования предметно-специфического физического мышления
2.1. Содержательные основы, методика и схема эксперимента 60
2.2. Конкретная педагогика формирующего эксперимента 83
2.2.1. Формирование предметно-специфического физического мышления при изучении нового материала 83
2.2.2. Формирование предметно-специфического физического мышления на уроках повторения и закрепления учебного материала 92
2.2.3. Логическая основа предметно-специфического физического мышления 98
2.3. Анализ результатов экспериментального исследования 118
2.4. Общее и особенное в формировании предметно- специфического мышления 132
Выводы 136
Заключение 138
Список литературы 141
Приложение 152
- Проблемы дефиниции и подходы к определению содержания предметно-специфического мышления в педагогике и психологии
- Теоретическая модель предметно-специфического физического мышления
- Содержательные основы, методика и схема эксперимента
- Конкретная педагогика формирующего эксперимента
Введение к работе
Одной из насущных задач дисциплин естественнонаучного цикла современной общеобразовательной школы является формирование у учащихся естественнонаучного мировоззрения. Решение данной задачи предполагает целенаправленное управление этим процессом.
Формирование научного мировоззрения нельзя рассматривать как стихийно совершающийся процесс, совпадающий с сообщением конкретных знаний. Многочисленные факты говорят о том, что даже школьники, неплохо усвоившие фактический материал курса, не могут подчас дать обобщенное научное истолкование явлений природы.
Актуальность выбранной темы заключается в том, что физическая картина мира как основа естественнонаучного мировоззрения у выпускников школ не вполне сформирована, знания по физике отрывочные, тематические, несистемные. На наш взгляд, такой результат объясняется тем, что в учебном процессе не уделяется должного внимания формированию физического мышления.
В связи с этим возникает противоречие между ожидаемыми и фактическими результатами Сформированное научной картины мира.
Проблема настоящего диссертационного исследования заключается в том, что в практике общеобразовательной школы недостаточно четко и полностью определены условия формирования научной картины мира как основы научного мировоззрения.
Физическое, химическое, биологическое мышление мы относим к разновидности предметно-специфического мышления (ПСМ), которое является условием формирования физической картины мира (ФКМ), химической картины мира (ХКМ), биологической картины мира (БКМ) как составляющих научной картины мира (НКМ).
Предметно-специфическое мышление - это особый вид мышления, в ходе которого моделируется окружающий мир на основе образно-категориальных
конструктов, отражающих специфику его предметного рассмотрения, специфических интеллектуальных умений и навыков, с учетом индивидуальных особенностей личности.
Характеристика ПСМ позволила нам сформулировать определение предметно-специфического физического, химического, биологического мышления.
Предметно-специфическое физическое мышление (ПСФМ) - это разновидность предметно-специфического мышления, в ходе которого моделируется физическая картина мира на основе философских обобщений и принципов, метода качественного объяснения явлений, наглядных образов понятий, понимания внутренней структуры единства мира, закономерностей процесса обновления старого качества без изменения химического состава вещества.
Предметно-специфическое химическое мышление (ПСХМ) - это разновидность ПСМ, в ходе которого формируется ХКМ на основе качественных изменений тел, происходящих под влиянием изменения количественного состава вещества, на основе анализа химического состава окружающего мира, объяснения перехода от неорганических форм жизни к органическим.
Предметно-специфическое биологическое мышление (ПСБМ) — это разновидность ПСМ, в ходе которого формируется БКМ на основе установления закономерностей биологических систем при рассмотрении конкретного фактического материала (взаимосвязи строения органов и функций, обмена веществ, эволюции органического мира).
Составляющими любого вида предметно - специфического мышления являются когнитивный предметный опыт, фиксируемый в специфической терминологии, специфические умения и навыки, которые модулированы индивидуальными особенностями личности учащихся.
Проблемы мышления в психолого-педагогической литературе обсуждаются достаточно широко и в различных аспектах. Исследованием проблемы формирования мышления, умственных способностей учащихся занимались и занимаются многие отечественные педагоги: Ц.П.Балтин, В.П.Беспечанский, Е.С.Березанская, Е.Т.Бровкина, Е.Н.Бруновт, П.П.Блонский, В.С.Гончаров, В.В.Голубков, П.С.Гурьев, С.Н.Дектярев, Н.С.Державин, А.А.Ивин, А.Н.Лук, И.Я.Лернер, Ю.А.Петров, А.И.Подольский, В.А.Пузанов, В.Г.Разумовский, В.И.Решакова, А.Э.Симановский, А.М.Сохор, В.А.Сухомлинский, Л.Н.Толстой, М.Е.Тульчинский, К.Д.Ушинский, А.В.Усова, Л.М.Федорак и др., и зарубежные исследователи: Бетти Лу Ливер, Д.Бруннер, А.Дистервег, Д.Дьюи, Я.А.Коменский, И.Г.Песталоцци, Ж.Пиаже и др.
Большую роль в изучении особенностей природы мышления сыграли исследования российских психологов: Г.А.Берулава, А.В.Брушлинского, Н.В.Видинеева, Л.С.Выготского, В.В.Давыдова, А.З.Зака, Л.В.Занкова, З.И.Калмыковой, Е.Н.Кабановой-Меллер, В.А.Крутецкого, А.Н.Леонтьева, И.Ю.Матюгина, Н.А.Менчинской, С.Л.Рубинштейна, Л.Д.Тихомировой, Д.Б.Эльконина, В.Д.Шадрикова и др.
В ряде работ обсуждаются качественные особенности мышления в той или иной предметной области. Например, Г.А.Берулава, В.И.Вернадский выделяют особенности естественнонаучного мышления; Р.А.Атаханов, А.В.Брушлинский, Д.Ж.Икрамов, Ю.М.Колягин, В.А.Крутецкий, Ж.Пиаже анализируют специфику математического мышления; М.Я.Микулинская выделяет специфику лингвистического мышления; Н.М.Загвязинская указывает на качественные особенности экономического мышления; В.П.Беспечанский, И.Я.Лернер выделяют компоненты и гносеологические основы исторического мышления и т.д. Вместе с тем в психолого-педагогической литературе мало представлены исследования, в которых с достаточной степенью адекватности реализовались бы задачи технологизации и операционализации идей об общем и специфическом в предметном мышлении и условиях его формирования.
В предметно-специфическом мышлении на первый план выходит его «предметная составляющая» или, как мы ее называем, категориально-образные конструкты. Формирование категориально-образных предметных конструктов -область малоизученная, хотя в методиках преподавания предметов естественнонаучного цикла можно обнаружить рекомендации по формированию мыслительных образований, похожих на них, но под другим названием. Рассматриваемые различными исследователями условия и средства формирования предметно-специфического мышления являются, как правило, «неупорядоченными» и с точки зрения представленности его различных уровней (факты, логические способы мышления, методология, мировоззрение), и с позиций того, на какой уровень усвоения они рассчитаны.
Всё вышеперечисленное определило формулировку темы исследования:
«Формирование предметно-специфического мышления при изучении
дисциплин естественнонаучного цикла» (на примере физики).
Объект исследования: процесс формирования предметно-специфического физического мышления в общеобразовательной школе.
Предмет исследования: условия, факторы и средства педагогического процесса, обеспечивающие формирование предметно-специфического физического мышления как основы физической картины мира на уроках физики в общеобразовательной школе.
Цель исследования: теоретико-методологическое обоснование и разработка дидактических условий формирования у учащихся предметно-специфического физического мышления как основы для создания физической картины мира и их практическая реализация в технологии формирования предметно-специфического мышления в условиях общеобразовательной школы.
Гипотеза исследования: у учащихся в рамках общеобразовательной школы будет формироваться предметно-специфическое физическое мышление если:
а)разработана и реализована на практике модель предметно-специфического физического мышления;
б)разработана таксономия учебных целей в соответствии со схемой критериально-ориентированных тестов (КОРТов);
в)в процесс обучения физике внедряются качественные задачи, подобранные и систематизированные в соответствии с таксономией учебных целей и моделью предметно-специфического физического мышления.
Задачи исследования:
изучить состояние проблемы формирования предметно-специфического мышления и сформированности его на различных уровнях;
уточнить модель предметно-специфического мышления, рассмотрев ее физический аспект;
определить условия и средства формирования предметно-специфического физического мышления у учащихся общеобразовательной школы;
проверить на практике эффективность разработанного подхода к формированию у учащихся предметно-специфического физического мышления;
разработать диагностический инструментарий для изучения изменений в личности учащихся в ходе экспериментального исследования.
Научная новизна и теоретическая значимость данной работы:
1)уточнено понятие «предметно-специфического мышления»;
2)разработана модель предметно-специфического физического мышления;
3)выявлены и проверены на практике условия и средства формирования предметно-специфического физического мышления;
4)разработан подход к формированию предметно-специфического физического мышления.
Практическая значимость исследования:
1.Предложен практический вариант формирования предметно -специфического мышления на уроках физики в обычных классах общеобразовательной школы.
2.Сформированы практические рекомендации учителям по формированию предметно-специфического физического мышления.
3.Созданы сборники задач по физике: «Сборник экспериментальных задач по физике для учащихся 7 класса», Тюмень: ТГУ, 1997.-23 с.(в соавторстве); «Сборник экспериментальных работ для учащихся 8 класса», Тюмень: ТГУ, 1999.-32 с.(в соавторстве); «Сборник качественных задач для учащихся 9 класса» в соответствии с критериально-ориентированным подходом(см. приложение 1).
4.Разработаны учебно-методические пособия: «Формирование учебных умений и навыков», Тюмень: ТГУ, 1997.-31с; «Приемы умственной деятельности и пути их формирования на уроках физики» (см. приложение 3); программа модульного блока спецкурса «Логико-философские понятия в курсе физики» (см. приложение 4).
Апробация
Основные положения и результаты исследования заслушивались, обсуждались и получали одобрение на Международной научно-практической конференции (Ишим, 2001); на Всероссийских научно-практических конференциях: «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся и студентов вузов» (Челябинск, 1999, 2000), «Инновационные процессы в системе современного образования» (Горно-Алтайск, 1999), «Проблемы педагогической инноватики» (Тобольск, 2001); на Межрегиональной межотраслевой научно-практической конференции «Перспектива создания системы непрерывного образования» (Тюмень, 2000); на городской научно-практической конференции «Качество физического образования: проблемы и решения» (Тюмень, 2000, 2001).
На защиту выносятся следующие положения:
Формирование у учащихся научной картины мира возможно при создании условий для развития у них предметно-специфического мышления, которое понимается как качественная специализация психических познавательных процессов и свойств личности относительно определенного способа отражения мира.
Важным условием формирования предметно-специфического физического мышления является четкое представление о сущности физического мышления, находящее представление в его модели.
Введение в обучение качественных задач - одно из наиболее существенных условий успешного формирования у учащихся предметно-специфического физического мышления.
Отбор и систематизацию качественных задач целесообразно осуществлять в рамках КОРТ - технологии, т.е. схемы интерпретации сущности и содержания критериально-ориентированных тестов, которая выступает основой таксономии учебных задач.
Для полноценного формирования у учащихся предметно-специфического физического мышления и физической картины мира в курс физики необходимо включать логико-философский материал с обязательной рефлексией его оснований относительно физического содержания.
Методологическая и теоретическая основа исследования:
1)общепедагогические идеи об организации процесса обучения
Ю.К.Бабанского, Л.С.Выготского, Д.Дьюи, Я.А.Коменского; идеи по
методологии и методике педагогического исследования В.И.Загвязинского;
дидактическая теория содержания образования В.В.Краевского, И.ЯЛернера и
др-;
2)психолого-педагогические концепции и идеи: теории развивающего обучения В.В.Давыдова, Л.В.Занкова, А.И.Подольского, Д.Б.Эльконина; теория планомерного формирования умственных действий и понятий П.Я.Гальперина -
Н.Ф. Талызиной; педагогика сотрудничества - гуманно-личностного подхода - Ш.А.Амонашвили, В.А.Сухомлипского; перспективно-опережающее обучение с использованием опорных схем С.Н.Лысенковой, В.Ф.Шаталова и др.;
3)личностно-ориентированный подход в обучении: Н.А.Алексеева, М.Е.Кузнецова, В.В.Серикова, И.С.Якиманской;
4)методика преподавания физики: формирование научного мировоззрения -
В.Н.Мощанского, В.В.Мултановского; формирование учебной деятельности -
А.И.Подольского; развитие творческих способностей - В.Г.Разумовского;
формирование поняти - А.В.Усовой, Т.Н.Шамало и др.
щ Моголы исследовании:
1 .Теоретические: литературно-критический анализ, сравнительно-сопоставительный анализ, структурно-функциональное моделирование, научное прогнозирование.
2.Эмпирические: естественный и формирующий эксперимент, тестирование, анкетирование, собеседование, изучение и обобщение опыта передовых учителей.
Обоснованность и достоверность результатов обеспечены проведением Ф исследования в строго контролируемых условиях, использованием совокупности теоретических и 'эмпирических методов исследования, соответствующих целям и задачам работы, воспроизводимостью результатов.
Основные этапы исследования.
Исследование выполнялось в течение 1996-2001гг.
На первом этапе - организационном (1996 - 1997 гг.), изучались
методологические, теоретические, практические основы формирования
мышления,
ф \\а втором этапе - стартово-нреобразующем (1998 —1999 гг.), происходил
поиск условий и средств формирования физического мышления: разрабатывалась моделі» предметно-специфического физического мышления, ориентировочная основа составления КОРТов для физики, система
качественных задач по физике для учащихся 8 и 9 классов, программа модульного блока спецкурса «Логико-философские понятия в курсе физики».
На третьем этапе - преобразующем (сентябрь 1999 - 2001гг.), проверялась эффективность общих подходов к формированию предметно-специфического физического мышления, осуществлялась апробация разработанных систем задач, программы, завершалась разработка технологии по формированию предметно-специфического мышления.
На четвертом этапе - обобщающем (2001 г.), подводились итоги, обрабатывались результаты исследования, оформлялось диссертационное исследование, разрабатывались методические пособия «Приемы умственной деятельности и пути их формирования», «Игровые ситуации на уроке», «Сборник качественных задач по физике для учащихся 9 класса», программа модульного блока спецкурса «Логико-философские понятия в курсе физики», «Ориентировочная основа для составления КОРТов по физике».
Экспериментальной базой исследования являются 8,9 классы учебно-образовательных учреждений школ № 72, 61 г. Тюмени.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 2 глав, заключения и выводов, изложенных на 151 странице машинописного текста без приложения, содержит 19 таблиц, 8 схем, 5 диаграмм, 2 рисунка и приложения. Указатель литературы включает 157 источников.
Проблемы дефиниции и подходы к определению содержания предметно-специфического мышления в педагогике и психологии
В терминологическом плане ПСМ необходимо определить среди таких понятий, как мышление ("общее"), интеллект, ум, способности, хотя среди последних трактовок названных понятий до сих пор существуют проблемы и неясности. Исследованием проблемы формирования мышления, умственных способностей учащихся занимались и занимаются многие отечественные педагоги: Ц.П.Балтин, В.П.Беспечанский, Е.С.Березанская, Е.Т.Бровкина, Е.Н.Бруновт, П.П.Блонский, В.С.Гончаров, В.В.Голубков, П.С.Гурьев, С.Н.Дектярев, Н.С.Державин, А.А.Ивин, А.Н.Лук, И.Я.Лернер, Ю.А.Петров, А.И.Подольский, В.А.Пузанов, В.Г.Разумовский, В.И.Решакова, А.Э.Симановский, А.М.Сохор, В.А.Сухомлинский, Л.Н.Толстой, М.Е.Тульчинский, К.Д.Ушинский, А.В.Усова, Л.М.Федорак и др., и зарубежные исследователи: Бетти Лу Ливер, Д.Бруннер, А.Дистервег, Д.Дьюи, Я.А.Коменский, И.Г.Песталоцци, Ж.Пиаже и др. Большую роль в изучении особенностей природы мышления сыграли исследования российских психологов: Г.А.Берулава, А.В.Брушлинского, Н.В.Видинеева, Л.С.Выготского, В.В.Давыдова, А.З.Зака, Л.В.Занкова, З.И.Калмыковой, Е.Н.Кабановой-Меллер, В.А.Крутецкого, А.Н.Леонтьева, И.Ю.Матюгина, Н.А.Менчинской, С.Л.Рубинштейна, Л.Д.Тихомировой, Д.Б.Эльконина, В.Д.Шадрикова и др. В ряде работ обсуждаются качественные особенности мышления в той или иной предметной области. Например, Г.А.Берулава, В.И.Вернадский выделяют особенности естественнонаучного мышления; Р.А.Атаханов, А.В.Брушлинский, Д.Ж.Икрамов, Ю.М.Колягин, В.А.Крутецкий, Ж.Пиаже анализируют специфику математического мышления; М.Я.Микулинская выделяет специфику лингвистического мышления; Н.М.Загвязинская указывает на качественные особенности экономического мышления; В.П.Беспечанский и И.Я.Лернер выделяют компоненты и гносеологические основы исторического мышления и т.д. Что же такое мышление, интеллект, ум, способности с точки зрения педагогики? Педагогическая энциклопедия дает следующие определения: интеллект - в широком смысле познавательная деятельность человека, в узком смысле - мышление; мышление - опосредованное и обобщенное познание человеком предметов и явлений объективной действительности в их существенных свойствах, связях и отношениях; ум - в широком смысле слова - совокупность познавательных процессов, от ощущений и восприятия до мышления и воображения включительно; способность - свойство личности, имеющее существенное значение при выполнении той или иной деятельности. Педагогический словарь, авторы которого Г.М.Конджаспирова и А.Ю.Конджаспиров (2000), эти же понятия трактует следующим образом: Интеллект - умственные способности человека; ум. Ум - обобщенная характеристика познавательных возможностей человека. В более узком смысле - совокупность индивидуальных способностей к накоплению знаний, совершению мыслительных операций. Свойства ума: быстрота, ясность, критичность, глубина, гибкость, широта, креативность. Определение способностей и мышления аналогично предыдущим. Каждый из терминов описывает определенный аспект анализа целостного отношения личности к миру. Именно целостность (и специфичность частей) приводит к тому, что, во-первых, они все взаимосвязаны друг с другом и проявляются друг через друга (отсюда и терминологическая путаница), а во-вторых, часть, представляя целое и выступая для него системообразующим фактором, берет на себя роль целого. Поэтому, на наш взгляд, каждый из исследователей, изучавший ту или иную сторону этой целостности, несколько абсолютизируя ее, был по существу прав. Вместе с тем введение нами нового понятия требует все же терминологической определенности в рамках настоящей работы. Зарубежные психологи Р.Кэттелл, Ф.Вернон и другие рассматривают интеллект как умственные способности (генетические и сформированные в процессе становления личности). Ученые Ф.Р.Гальтон, А.Бине, В.Штерн, В.Келер и другие определяют интеллект как общую способность, позволяющую субъекту целеустремленно действовать, рационально мыслить и эффективно взаимодействовать со средой. Они выявляют две стороны интеллекта: 1 )вербальную, которая включает в себя словесные знания и другие психические образования, связанные с использованием языка; 2)невербальную, включающую исполнительные способности, интуицию, память, волю и эмоции, зрительно-моторную ориентировку. Обратим внимание на то, что в переводе на русский язык термины в подчеркнутом выражении (интеллект как умственные способности) часто приобретают не тот смысл, который в них вкладывался разработчиками. Так, "умственные" способности здесь, на наш взгляд, не "мыслительные" способности, а как "принадлежащие уму (сознанию) человека". Соответственно, "способности" несут на себе значение "способа деятельности и отношения к миру", а не нагрузку какой-то отдельной, конкретной способности. Таким образом, интеллект трактуется предельно широко, как общий характер и рисунок поведения человека.
Теоретическая модель предметно-специфического физического мышления
Осуществленный в предыдущей части настоящей главы анализ подходов к пониманию ПСМ, его места среди созначных понятий и т.д. позволил нам разработать собственную модель ПСФМ.
Для более четкой презентации предлагаемой нами модели ПСФМ сразу представим ее в схематическом виде (см. схема 4,стр.52).
В генетическом аспекте схема содержит три принципиальных направления в организации обучения: 1)предметное, 2)мотивационно-побудительное и 3 Операциональное (общее и специальное).
Предметное направление связано с формированием когнитивного опыта в соответствующей научной области. Вслед за М.А.Холодной мы считаем возможным выделить следующие структурные компоненты: способы кодирования информации, когнитивные схемы, семантические структуры, понятийные психологические структуры.
Мотивационно-побудительное направление связано с формированием интереса к предмету, с побуждением к творчеству и созданию условий для проявления учащимися надситуативной активности. Мы обозначили это направление одним блоком с предельно общим названием, поскольку развитие данных качеств личности осуществляется за счет предметно-организационной стороны урока.
Операциональное - направляет и выполняет традиционно «служебную» роль по отношению к предметному содержанию. Но в нашей схеме оно несет и содержательную нагрузку, связанную с блоком «специфических (физических) интеллектуальных умений и навыков».
Генезис элементов обозначенных направлений становится более понятным, если обратить внимание на структурно-функциональный состав компонентов развитого физического мышления. Это цель, степень достижения которой будет свидетельствовать об адекватности созданных нами условий по формированию ПСФМ. В самом общем виде каждый из компонентов можно было бы охарактеризовать следующим образом.
Фактологический компонент характеризует уровень знаний и степень их освоения; «мыслительный» - способность мыслить в предмете (решать задачи и проблемы), методологический-спосоЪиостъ понимать особенность и качество знаний как теоретических, так и методологических; мировоззренческий - как сформированность физической картины мира.
Целевой ориентир на специфические особенности должен быть диагностичным. Сознанной системе диагностики должна быть и таксономия учебных целей, чтобы не было разрыва между теоретической моделью и практической ее реализацией. В качестве диагностической системы мы ориентировались на систему критериально-ориентированных тестов (КОРТов), предложенную Н.А.Алексеевым (схема 5).
На оси ординат представлен учебный предмет сквозь «методологическую призму» возможного анализа уровней его организации и материала, подлежащего усвоению. А - уровень знаний (факты, законы и т.п.); Б - уровень предметно-специфической и общелогической организации материала; В - уровень методологической организации материала; Г - уровень, определяемый мировоззренческой составляющей организации материала [1, С. 123].
Как поясняет автор, на пересечении координат осей «задается» система тестов (1-20), позволяющих оценить уровень «интеллектуальной предметной развитости ученика». Как считает Н.А.Алексеев, по уровню и характеру решаемых учеником задач, в частности 5,9,10,14,15 типа и выше, можно судить не только об уровне «творчества», но и о характере отношения ученика к предмету, его учебной мотивации.
Следует пояснить, что схема КОРТов составлена теоретически и некоторые типы тестов бессмысленны, поэтому некоторые клеточки (16,17,18) пустуют. Номер клеточки, указанной в таблице, соответствует порядковому номеру и не больше.
Существенное преимущество КОРТов, по мнению Н.А.Алексеева, заключается в возможности выявить логико-психологические основания выполнения учащимися тестов, т.е. осуществить индивидуальную диагностику и прямо выходить на разработку адекватной коррекционной технологии.
Содержательная основа разработки тестов не противоречит возможностям формализации оценок. Единственная, пожалуй, проблема в данной области -необходимость экспертного (совместного) заключения учителей о сложности-трудности отдельного задания в тесте и приписывания ему определенного количества баллов. Вместе с тем проблема разрешима, и ниже мы приводим вариант подхода к формации КОРТов.
Содержательные основы, методика и схема эксперимента
В соответствии с теоретической моделью ПСФМ, изложенной в главе 1.З., принципиальная схема эксперимента строилась на следующих основаниях. 1. Схема КОРТов служила основой разработки системы учебных задач. 2. Основой формирования ПСФМ были выбраны качественные задачи, поскольку именно они наиболее полно и адекватно представляют «физическую предметность». 3. Содержательно учебный материал по классам был сориентирован на формирование у учащихся ФКМ, которая выступала интегративным результатом сформированное ПСФМ. В соответствии с учебной программой последовательно формировалась механическая картина мира (МКМ), электромагнитная картина мира (ЭМКМ), квантовая картина мира (ККМ). 4. Формирование ФКМ требует хорошего понимания философских вопросов, поэтому в старших классах вводился специальный курс «Логико- философские понятия в курсе физики», содержание которого в определенном аспекте рассматривалось созначным системе качественных задач. 5. Наряду с общеучебными и общелогическими умениями выделялись специализированные (физические) умения и навыки, которые целенаправленно отрабатывались у учащихся. 6. Учет исходного уровня учащихся осуществлялся в операциональном и мотивационном планах. Перечисленные основания построения эксперимента позволяют следующим образом представить его «содержательную» схему(схема 6). 7. В целом структура эксперимента была традиционной для педагогики: входное тестирование - формирующий эксперимент - тестирование на выходе -анализ результатов и сравнение их с результатами контрольной группы. Реализация «содержательной» схемы эксперимента предполагает описание физического содержания предлагаемой нами модели ПСФМ. Характеристика модели ПСФМ Составляющими компонентами ПСФМ являются: содержательная основа, представленная категориально-образным предметно- специфическим опытом (когнитивно-образный опыт, когнитивно-знаковый опыт); операциональная основа, представленная общими и специфическими приемами интеллектуальной и учебной деятельности (общеучебные умения и навыки, специфические интеллектуальные умения и навыки); мотивационная основа; индивидуально-личностная основа. Рассмотрим особенности взаимоотношений между составляющими ПСФМ, которые отражены в модели. /. Категориально-образный предметно-специфический опыт: 1) Когнитивно-образный опыт (понимание, объяснение) - определение конкретных физических величин; - определение конкретных физических явлений; - определение конкретных физических законов; - определение конкретных физических свойств; - определение конкретных физических приборов; - существенные и несущественные признаки физических явлений, физических величин, физических приборов и свойств; - пространственные характеристики физического объекта; - алгоритмы приемов умственной деятельности на физическом материале; -определение научной картины мира, физической картины мира, специфических для физики методов научного познания; - главные свойства пространства и времени; - важнейшие характеристики материи; - виды взаимодействий, изучаемых физикой; - структурные уровни (формы) материи и т.д. 2) Когнитивно-знаковый опыт (распознавание, представление): - обозначение физических величин; - единицы измерения физических величин; - физические формулы; - условные обозначения физических приборов, различных частей электрических схем; - представление «физической сущности» природных явлений; - чувствование физического материала и т.д. //. Операциональная составляющая - общие интеллектуальные и специфические умения и навыки: 1) Комбинаторные: - производить материализованные операции с физическими символами; -решать физические кроссворды, шарады; - ориентироваться среди физических определений величин, явлений, свойств, приборов; - переводить «язык физики» на «язык природы» и наоборот; - строить определение понятий "физическая величина", "физическое явление", "физическое свойство", "физический прибор"; - указывать более точные определения физических понятий, категорий; - выделять отличительные признаки философского закона от физического; - указывать сходство и различия различных форм движения; - устанавливать, какие физические законы являются более общими, какие менее общими. 2) Аналитические: - производить перенос правил, алгоритмов на решение физических задач; - сравнивать физические явления, величины, приборы; - классифицировать по некоторому основанию физические явления, величины, формулы, единицы измерения, приборы; - давать качественную интерпретацию физической величине, результату задачи и эксперимента; - анализировать физические явления, величины, формулы, свойства, законы, условия задач, графики, таблицы, решения задач; - делать выводы по результатам физического эксперимента; - устанавливать причинно-следственные связи в физических явлениях; - устанавливать связи и отношения между физическими объектами; - обобщать изученный физический материал;
Конкретная педагогика формирующего эксперимента
Формирование понятия о физической величине, характеризующей основную качественную особенность изучаемого явления, представляет важный этап в познании явления. Рассмотрим на примере формирование понятия «импульс тела». При формировании понятия «импульс тела» используем цепочку качественных вопросов и задач. ФА 1. Сравнивая движение двух спортсменов одинакового роста, бегущих с разными скоростями, ответьте на вопрос: Какому спортсмену движение присуще в полной мере? (какой спортсмен совершает большее количество движений за одно и то же время?) Ученики делают вывод, что по скорости можно судить о количестве движений. ФА 2. Задаем другой вопрос: Какому спортсмену требуется большая тормозящая сила для его остановки за данное время? (какому спортсмену движение присуще в больше мере или в меньшей мере?) Вывод: количество движений связано с тормозящей силой.
Далее решаем вопрос, от чего же зависит величина, характеризующая количество движений? Для этого предлагаем два опыта и формулируем два вопроса. 1 опыт. Две тележки одинаковой массы движутся с разными скоростями, При ЭТОМ V V2. ФА Вопрос: Какую тележку труднее остановить? Вывод: Так как труднее остановить ту тележку, у которой скорость больше, следовательно, величина, характеризующая количество движений должна зависеть от скорости тела. 2 опыт. Две тележки разной массы mi m2 двигаются с одинаковыми скоростями. Вопрос: какую тележку труднее остановить? Вывод: Так как труднее остановить тележку, у которой масса больше, следовательно, величина, характеризующая количество движений, должна зависеть от массы тела.
Далее говорим ученикам, что величину, характеризующую количество движений и зависящую от массы и скорости тела, называют импульсом тела. Слово «импульс» в переводе с латинского языка означает «толчок». Обозначается буквой «Р». Затем на основе зависимости Р от v и m просим записать формулу.
ФА Потом спрашиваем: «Импульс тела является скалярной или векторной величиной? Почему вы так считаете?» После того, как ученики приходят к выводу, что это векторная величина, так как в формуле в правой части стоит векторная величина - скорость. В игре развивается логическое, критическое мышление школьников благодаря тому, что им приходится осмысливать противоречивое суждение, скрывающее в своём содержании независимость утверждаемых положений. Развивается: 1) способность к многомерному подходу к природным явлениям; 2) способность доказывать истинность определений; 3) способность объяснять противоречия; 4) способность находить ошибки в суждениях.
Эта игра формирует умение и способности уровня ПСТ и МЗА. Организуется игра «Парадоксы жизни» легко и просто. Мы предлагаем группам некоторые суждения, содержащие в себе противоречия. В течение некоторого времени (время зависит от сложности ситуации) протекает первоначальное осмысление и обсуждение ситуации. Затем мы просим представителей групп принять суждение или опровергнуть. Если суждение отвергается, то опровержение обосновывается. Побеждает та группа, которая приводит все аргументы для обоснования своего решения.
Приведём примеры возможных для игры суждений. 1. Аристотель: «Камень под действием собственной силы тяжести падает с определённой скоростью. Если положить на него ещё один такой же камень, то лежащий сверху будет подталкивать низший, в результате чего скорость нижнего возрастёт». Между тем сейчас твёрдо установлено, что все тела, независимо от их массы, падают с одним и тем же ускорением. 2. По примеру Мюнхгаузена: Мы от души смеёмся, читая, как хвастливый барон Мюнхгаузен вытащил себя вместе с лошадью из болота за волосы. Но разве примерно не так поступает велосипедист, желая выехать на тротуар? Ведь в тот момент, когда переднее колесо велосипедиста подходит к кромке тротуара, он притягивает руль к себе. При этом передняя честь велосипеда приподнимается и он без толчка выезжает с проезжей части улицы на тротуар. Почему же то, что может Мюнхгаузен, выполняет велосипедист? 3. Должна ли вода оказывать давление на дно судна? Лишь немногие знают, что Галилео Галилей (1564-1642) до конца дней своих сомневался в существовании атмосферного давления. В подтверждение своего мнения Галилей проводил следующие рассуждения: на некоторый мысленно выделенный внутри объём воды, действуют две противоположно направленные силы: сила притяжения к Земле и выталкивающая сила. Согласно закону Архимеда эти силы равны по величине. Поэтому рассматриваемый объём пребывает в равновесии, т.е. не всплывает и не тонет. Можно сказать, что вода в воде ничего не весит. Но как может оказывать на нижележащие слои то, что само не имеет веса? "Так и воздух в воздухе, - говорил Галилей, не имеет веса сам, не может давить на расположенные ниже слои, в конечном счёте - на земную поверхность". Где же ошибка в рассуждениях Галилея? И т.д. Задачи взяты из книги В.И.Ланге «Физические парадоксы и софизмы».
