Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы реализации принципа научности при отборе содержания школьных предметов естественно-научного цикла 12
1. Концепция личностно-ориентированного образования в цикле естественно-научных школьных предметов 12
2. Отбор содержания естественно-научных дисциплин как часть педагогической проблемы формирования содержания образования 31
3. Применение принципа научности при отборе содержания обучения 54
Выводы по главе 1 81
Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по реализации принципа научности при отборе содержания школьных предметов естественно научного цикла 84
1. Отбор содержания и педагогические условия его внедрения в учебный процесс 84
2. Педагогический эксперимент по введению последовательного динамического описания поведения частиц 106
3. Результаты педагогического эксперимента 127
Выводы по главе 2 140
Заключение 142
Библиографический список 146
Приложения
- Концепция личностно-ориентированного образования в цикле естественно-научных школьных предметов
- Отбор содержания естественно-научных дисциплин как часть педагогической проблемы формирования содержания образования
- Педагогический эксперимент по введению последовательного динамического описания поведения частиц
- Результаты педагогического эксперимента
Введение к работе
В настоящее время в образовательных системах наблюдается переход от знаниево-центрированного образования к личностно-ориентированному. Концепция личностно-ориентированного обучения ставит новые цели и задачи перед работниками образования. Наиболее существенный признак современного образования - принципиально новый подход к оценке роли и места учащегося в педагогическом процессе. Он заключается в осознании того, что система образования должна быть, прежде всего, адаптирована к образовательным запросам личности. Одной из важнейших задач образования становится формирование мировоззрения учащихся, в частности, его естественно-научной компоненты. В связи с этим актуализируются вопросы, связанные с определением содержания обучения дисциплин естественно-научного цикла, которым всегда в педагогической науке уделялось значительное внимание (Л.Я. Зорина, И.Я. Лернер, В.В. Краевский, И.К. Журавлев и др.).
В последние десятилетия в естественных науках происходят поистине революционные процессы, касающиеся глубинных представлений о структуре естественной материальной части мира (природы). К ним следует отнести концепции рождения и развития Вселенной, зарождения жизни на Земле, эволюции человека, самого существования материи как объективной реальности и ряд других. Очевидно, что освещение такого рода вопросов непосредственно и очень активно влияет на мировоззрение человека. Вместе с тем анализ содержания школьных учебных дисциплин ествественно-научного цикла показывает, что эти достижения современного естествознания еще не нашли своего должного места в школьном образовании. В связи с этим актуальность обновления содержания школьных естественно-научных дисциплин приобретает исключительно острый характер.
Каковы пути формирования такого содержания естественно-научных дисциплин, которое в оптимальной степени соответствовало бы современному уровню развития науки? Каковы условия его усвоения школьниками? Удовле-
творительных ответов на эти вопросы сегодня не существует, о чем, в частности, говорит и отмеченный факт отсутствия принципиальных для формирования мировоззрения научных достижений в содержании школьного образования.
Для нахождения соответствующих путей естественно обратиться к основам теории обучения - к системе дидактических принципов. Проблеме дидактических принципов уделяется значительное внимание в работах Ю.К. Бабан-ского, В.П. Есипова, К.В. Ельницкого, В.И. Загвязинского, И. Куписевича, Г.Ж. Микеровой, П.И. Пидкасистого, В.В. Краевского, М.Н. Скаткина, А.В. Усовой, К.В. Шевляковой и др.
Содержание школьных естественно-научных дисциплин - отражение (проекция) науки. Поэтому отбор содержания предметов естественно-научного цикла должен начинаться с изучения и анализа системы знаний в соответствующей научной области. Степень (меру) соответствия призван регулировать дидактический принцип научности.
Исследование различных аспектов содержания и практической реализации принципа научности проводили В.А. Акимов, Ю.К. Бабанский, В.И. Загвя-зинский, Л.Я. Зорина, В.В. Краевский, М.Н. Скаткин, А.В. Усова, B.C. Цетлин и др. Во многих работах отмечается, что ни требования принципа доступности (Г.И. Щукина, Л.В. Занков), ни учет возрастных особенностей и индивидуальный подход (Ю.К. Бабанский, И.Т. Огородников, Г.А. Ильина) не должны снижать научного уровня обучения. Вместе с тем наблюдающаяся тенденция снижения качества естественно-научного образования, несоответствие между современными достижениями естественных наук и содержанием школьного образования свидетельствуют о том, что педагогическая наука еще не использовала все возможности принципа научности для отбора содержания школьных естественно-научных дисциплин.
В связи с отмеченным выше, актуальным вопросом современной педагогики является поиск эффективных путей реализации принципа научности при отборе содержания предметов естественно-научного цикла.
Изучение состояния этого вопроса показало наличие противоречий, которые заключаются в несоответствии между следующими элементами:
насущной необходимостью обновления содержания школьных учебных дисциплин естественно-научного цикла и отсутствием оптимальных путей этого процесса;
целесообразностью реализации принципа научности при отборе содержания школьных учебных дисциплин естественно-научного цикла и отсутствием теоретически обоснованных и разработанных критериев такого отбора научных знаний.
Указанные противоречия и необходимость поиска путей их разрешения определили проблему исследования: каковы пути эффективного использования принципа научности при отборе содержания дисциплин естественнонаучного цикла?
Актуальность и недостаточная разработанность этой проблемы в педагогической науке определили выбор темы исследования: «Реализация принципа научности при отборе содержания школьных учебных дисциплин естественнонаучного цикла».
Цель исследования — теоретически обосновать и экспериментально прд-верить пути эффективного использования принципа научности при отборе содержания дисциплин естественно-научного цикла.
Объект исследования - процесс отбора содержания обучения предметов естественно-научного цикла.
Предмет исследования - реализация принципа научности при отборе содержания школьных учебных дисциплин естественно-научного цикла.
Гипотеза исследования. Принцип научности при отборе содержания школьных учебных дисциплин естественно-научного цикла будет успешно реализован при соблюдении следующих условий:
определены и обоснованы критерии отбора научных знаний, трансформируемых в содержание школьных учебных предметов;
разработана модель поэтапной реализации принципа научности;
определены основные элементы современного содержания школьных естественно-научных дисциплин;
выявлены педагогические условия внедрения основных элементов современного содержания дисциплин естественно-научного цикла в школьный учебный процесс.
В соответствии с гипотезой исследования были поставлены следующие задачи:
на основе анализа сущности понятий «содержание образования», «содержание учебной дисциплины» определить и обосновать критерии экспертной оценки отбора научных знаний, составляющих содержание школьных естественнонаучных дисциплин;
выявить роль и место принципа научности в системе дидактических принципов и разработать модель его поэтапного применения при отборе содержания естественно-научных дисциплин;
определить элементы современного содержания основных школьных дисциплин естественно-научного цикла с использованием модели поэтапной реализации принципа научности;
проанализировать и выявить педагогические условия реализации основных элементов современного содержания школьных предметов естественнонаучного цикла в учебном процессе;
разработать и апробировать технологию использования физического динами
ческого принципа как примера реализации дидактического принципа научно
сти.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: общие принципы дидактики и методологические принципы формирования научного мировоззрения (Г.М. Голин, В.Ф. Ефименко, В.В. Мултановский, В.Н. Мощанский, В.Г. Разумовский, Н.С. Пурышева), концепция личностно ориентированного подхода к обучению (Е.В. Бондаревская, А.В. Мудрик, Т.И. Кульпина, И. С. Якиманская), педагогические основы совершенствования содержания образования (Ю.К. Бабанский, Е.М. Бутко, М.А. Вейт,
М.А. Данилов, B.C. Леднев, Л.М. Перминова, В.А. Сластенин), прогностическая концепция целей и содержания образования (И.Я. Лернер, В.В. Краевский, И.К. Журавлев), системный подход к анализу педагогических явлений (СИ. Архангельский, И.В. Кузьмина, В.П. Беспалько, Е.Л. Белкин), концепция педагогических инноваций (К. Ангеловски, А.П. Владимирова, В.М. Кларин, Л.С. Подымова, В.А. Сластенин, А.И. Ходанович, Н.Р. Юсуфбекова), педагогические аспекты использования принципа научности в образовательном процессе (В.В. Давыдов, М.А. Данилов, В.И. Загвязинский, Л.В. Занков, Л.Я. Зорина, К.В. Ельницкий, М.Н. Скаткин, Г.И. Щукина и др.).
Для решения поставленных задач использовался комплекс различных методов исследования. Теоретические: анализ философской и педагогической литературы по проблеме исследования, синтез, сравнение, систематизация, обобщение; эмпирические: экспертная оценка современного содержания естественных наук, моделирование, педагогический эксперимент, тестирование; математико-статистические методы обработки экспериментальных данных.
Опытно-экспериментальная база исследования.
Исследование проводилось на базе школ г. Липецка (№№ 33, 55, 50, 52, 69, 1), а также школы № 6 г. Грязи и Подгоренской средней школы Липецкого района. В эксперименте принимали участие учащиеся 9 и 11-х классов в количестве 93 и 210 человек соответственно.
Основные этапы исследования. Исследование проводилось в три этапа.
Первый этап (1998-2001 гг.) - изучение состояния исследуемых вопросов в теории и практике образования; анализ философской и педагогической литературы по проблеме исследования; определение цели, гипотезы, задач исследования; определение структуры работы.
Второй этап (2001-2004 гг.) - разработка модели поэтапной реализации принципа научности при отборе содержания естественно-научных дисциплин; конкретизация ее составляющих; определение ядра современного содержания основных естественных наук; разработка структуры, содержания и проведение педагогического эксперимента.
Третий этап (2004-2005 гг.) - обработка, анализ и обобщение полученных экспериментальных результатов.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обусловлены методологической обоснованностью исходных теоретических положений исследования; комплексным рассмотрением проблемы исследования; опорой на дидактические принципы; использованием педагогических методов, адекватных предмету, целям, задачам исследования; способами получения и статистической обработки информации; внедрением полученных в ходе исследования результатов в практику школ города Липецка и Липецкой области.
Научная новизна исследования.
Выявлены критерии определения знаний, составляющих ядро современной науки, для отбора содержания учебных предметов естественно-научного цикла (устойчивость, общепризнанность в научной среде; значимость в общей системе знаний; современность содержания и методов; связь с общенаучными и философскими законами, мировоззренческая содержательность).
Разработана модель поэтапной реализации принципа научности при отборе содержания предметов естественно-научного цикла.
Определены элементы современного содержания основных школьных дисциплин естественно-научного цикла: динамический принцип, эволюционное развитие, вероятностное поведение объектов.
Выявлены педагогические условия реализации в учебном процессе основных элементов содержания школьных естественно-научных дисциплин (использование, при отборе содержания учебных предметов, разработанной модели поэтапной реализации принципа научности; обеспечение необходимой математической подготовки учащихся; учет возрастных и психологических особенностей школьников; наличие разработанных технологий и методических материалов введения отобранного содержания в процесс обучения).
Разработана и апробирована технология введения физического динамического принципа как пример реализации дидактического принципа научности при изучении школьных предметов естественно-научного цикла.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
результаты исследования дополняют структуру системы дидактических принципов в части их иерархии и взаимосвязи при определении современного содержания школьных дисциплин естественно-научного цикла;
разработанная модель поэтапной реализации принципа научности может быть применена в качестве теоретической базы для формирования современного содержания школьных дисциплин естественно-научного цикла.
Практическое значение исследования состоит в том, что:
определены и обоснованы критерии экспертной оценки отбора научных знаний, составляющих содержание естественных наук;
определены элементы современного содержания и педагогические условия их введения в основные школьные дисциплины естественно-научного цикла;
разработаны технология и дидактические материалы для внедрения последовательного динамического описания физических систем в учебный процесс как один из примеров реализации принципа научности при отборе содержания школьных предметов;
результаты исследования могут быть использованы в процессе обучения предметам естественно-научного цикла в школе.
На защиту выносятся следующие положения.
Критериями экспертной оценки определения научных знаний, составляющих ядро современной науки, для отбора содержания школьных предметов естественно-научного цикла являются устойчивость, общепризнанность в научной среде; значимость в общей системе знаний и в практических применениях; современность содержания и методов; связь с общенаучными и философскими законами, мировоззренческая содержательность.
Эффективность использования принципа научности при отборе содержания предметов естественно-научного цикла обеспечивается реализацией разработанной модели, состоящей из трех этапов: определение ядра знаний соответствующей науки, формирование содержания школьного предмета и его соответствие дидактическим принципам.
Введение в содержание учебных предметов естественно-научного цикла элементов современного естествознания, отобранных на основе предложенной в исследовании модели реализации принципа научности (динамический принцип, эволюционное развитие, вероятностное поведение объектов), способствует формированию мировоззрения учащихся.
Педагогическими условиями внедрения в учебный процесс определенных в исследовании элементов современного содержания основных школьных дисциплин естественно-научного цикла являются использование при отборе содержания учебных предметов разработанной модели; обеспечение необходимой математической подготовки учащихся; учет возрастных и психологических особенностей школьников; наличие разработанных технологий и методических материалов для введения отобранного содержания в учебный процесс.
Примером реализации дидактического принципа научности при отборе содержания предметов естественно-научного цикла является разработанная технология введения последовательного динамического описания физических систем.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры теории и истории педагогики Липецкого государственного педагогического университета, а также были представлены на IV Региональной научно-практической конференции «Инновационная деятельность учебных заведений в системе непрерывного образования» (Лебедянь, 1999 г.),
V Региональной научно-практической конференции «Инновационная деятель
ность учебных заведений в системе непрерывного образования» (Усмань, 2000
г.), II Международной научно-методической конференции «Новые технологии
в преподавании физики: школа и вуз» (Москва: Мі НУ, 1999 г.), Международ
ной научно-практической конференции «Непрерывное педагогическое образо
вание: состояние, тенденции, перспективы развития» (Липецк-Москва, 2000 г.),
VI Региональной научно-практической конференции «Духовно-нравственное
развитие личности в процессе непрерывного образования» (Липецк, 2001 г.),
VII Региональной научно-практической конференции «Теория и практика непрерывного образования: история и современность» (Липецк-Усмань, 2003 г.).
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии, 5 приложений, содержит 4 таблицы и 3 гистограммы.
Концепция личностно-ориентированного образования в цикле естественно-научных школьных предметов
Образование - один из важнейших институтов современной цивилизации. От качества образования в решающей мере зависят темпы технического прогресса, состояние культуры и духовности в обществе и благополучие человека [40]. Современное общество характеризуется очень быстрыми и глубокими изменениями. Образование как подсистема глобальной общественной системы должно учитывать все происходящие в обществе изменения, меняя, соответственно, своё содержание и структуру. Поэтому можно говорить о том, что цели, содержание, формы и вся концепция образования определяются самим обществом. Однако необходимо отметить, что образование не всегда следует за тенденциями развития общества и не всегда достаточно эффективно [203].
Отношения между обществом и образованием имеют сложную структуру и отличаются высокой динамичностью. Образование не воспринимает пассивно и автоматически все влияния и изменения, происходящие в обществе, оно само активно влияет на него. Можно сказать, что «... изменения в образовании являются не только следствием, но и особым условием дальнейшего общественного развития», - пишет К. Ангеловски [3, С. 12]. Уровень развития системы образования есть следствие или результат определённого уровня развития общества, однако есть и обратная связь. Система образования может как ускорять, так и тормозить развитие общества: изменения в образовании являются необходимым условием дальнейшего общественного развития. Следовательно, ещё раз укажем на то, что неотъемлемым свойством системы образования должно быть постоянное изменение и совершенствование всех её компонентов.
Новые модели образования (парадигмы образования) начинают складываться вследствие того, что в рамках существующей модели не находят решения множество различных проблем, для разрешения которых необходимы не только новое содержание и новая структура образования, но и новая методология и стратегия образования. Современная парадигма образования (стратегическое направление) должна обеспечить движение «...от репродуктивно-информационного и предметно-дифференцированного к интегрированным знаниям и метапредметам, от созерцательного к деятельностному, от эмпирического к концептуальному, от тематического к проблемному, от гносеологического к культурно-личностному...» [48, С.87]. В рамках такой парадигмы происходит пересмотр ориентиров и приоритетов: от преобладания прагматичных знаний к развитию общей культуры и научных форм мышления, от исторического контекста становления научного знания к современным представлениям о структуре и целостном содержании системы наук.
Можно сказать, что новая парадигма образования, признавая образование приоритетным в государственной политике, провозглашает переход от подготовки «узких специалистов» к подготовке «широкообразованных личностей». Характерными особенностями современной парадигмы является, с одной стороны - стремление преодолеть в образовании профессиональную замкнутость и культурную ограниченность, а с другой - ориентация на личность. Таким образом, в настоящее время в образовательных системах наблюдается переход от знаниево-центрированного образования к личностно-ориентированному, который предполагает не модернизацию системы образования, а требует кардинального пересмотра всех компонентов дидактической системы, её концептуальных основ, в том числе системы дидактических принципов, на которых она базируется.
Концепция личностно-ориентированного обучения, характерная для современного этапа развития системы образования в нашей стране, ставит новые цели и задачи перед работниками образования. Наиболее существенный признак современного образования - принципиально новый подход к оценке роли и места человека в мире, во всех сферах жизни общества. Он заключается в осознании того, что система образования должна быть адаптирована не только к потребностям государства, но и к растущим образовательным, социокультурным и духовным запросам самой личности [40].
Новая концепция коренным образом меняет подходы и идеалы системы образования, выдвигая в центр внимания учащегося как активного субъекта, признавая его главной действующей фигурой личностностно-ориентированного образовательного процесса, в котором ученик получает образование не в процессе пассивного усвоения знаний, а в форме «личностного знания». Так, И.С. Якиманская считает, что необходима смена «векторов» от обучения как нормативного, жестко регламентированного процесса к учению как индивидуальной деятельности школьника [232]. Таким образом, новая образовательная парадигма в качестве приоритета рассматривает ориентацию на интересы личности, адекватные современным тенденциям общественного развития. Поскольку абсолютной ценностью образования становится ребенок, то он есть и цель, и результат, и главный критерий оценки качества образования. Следовательно, личностно-ориентированное образование, по мнению авторов [232], ищет пути наилучшего удовлетворения познавательных потребностей растущего человека, его развития и педагогической поддержки, в отличие от «знание-вой ориентации образования», признающей главной ценностью знания, а не человека. Такое образование требует, чтобы подрастающие поколения не только получали высокую общеобразовательную, политехническую и трудовую, профессиональную подготовку, но и развивали свои интеллектуальные силы, творческие возможности, готовили себя к самостоятельному решению возникающих теоретических и практических проблем [127].
Отбор содержания естественно-научных дисциплин как часть педагогической проблемы формирования содержания образования
Для достижения целей нашего исследования рассмотрим более подробно смысл и значение понятий «содержание образования» и «содержание учебного предмета».
В целом содержание образования сегодня, по мнению большинства педагогов, должно включать совокупность общенаучных, естественно-научных, практических и социально-гуманитарных знаний и умений. Оно должно позволять передавать учащимся в процессе обучения тот объем и уровень общей культуры, те достижения научно-технического прогресса, которые освоены обществом на данном этапе его развития [33]. Отсюда правомерен вывод о том, что содержание образования должно включать в себя все основные элементы культуры, отобранные и структурированные таким образом, чтобы их усвоение направляло и детерминировало развитие учащихся соответственно задуманному идеалу личности.
Стремительное увеличение объёма знаний и повсеместное усложнение всех аспектов профессиональной деятельности, с одной стороны, и ограниченные возможности человеческого мозга, естественные пределы роста производительности труда учащихся, с другой, приводят ко всё увеличивающемуся противоречию, заключающемуся в несоответствии между объёмом знаний, которые должны усваивать учащиеся, и их познавательными возможностями. Чтобы обеспечить овладение научными знаниями, включая идеи современной науки, необходимо найти принципы отбора самого существенного содержания науки [68]. Поэтому при формировании содержания обучения необходимо говорить об отборе знаний, составляющих это содержание.
Проблема отбора содержания образования возникла сравнительно давно и является весьма актуальной в настоящее время. Проблеме отбора и построения содержания образования в целом и содержания учебных предметов в частности посвящено большое число педагогических исследований. Можно выделить следующие направления, исследующие данные проблемы. Выявляются
целесообразные подходы к определению совокупности знаний, умений и навыков, которая должна составлять основу содержания образования (М.Н. Скат-кин, И.Я. Лернер, В.В. Краевский, B.C. Леднев, В.П. Беспалько, Е.Л. Белкин и др.). Предлагаются критерии, характеризующие необходимость и достаточность объема научной информации, включаемой в содержание учебного предмета (В.И. Загвязинский, Л.Я. Зорина, СИ. Архангельский, A.M. Сохор, Е.Л. Белкин и др.). Доказывается принципиальная целесообразность использования системных методов для решения задач отбора и построения содержания образования и содержания учебных предметов (СИ. Архангельский, В.П. Беспалько, Е.Л. Белкин, Т.А. Ильина, A.M. Сохор и др.). Делаются попытки выработать методологические и методические требования к построению содержания образования, отдельных учебных предметов, учебных планов и программ (СИ. Зиновьев, СИ. Архангельский, М.Н. Скаткин, В.И. Загвязинский, B.C. Леднев и др.).
Многие педагоги считают, что отбор и построение содержания учебного материала - задача исключительно большой важности. Например, A.M. Сохор пишет: «Две постоянно взаимодействующие стороны процесса обучения, преподавание и учение, опираются на учебный материал, исходят из него. И хотя особенности построения учебного материала не определяют характер познавательной деятельности учащихся прямо и однозначно, роль учебного материала в обучении достаточно велика, чтобы заслуживать специального и многостороннего изучения» [202, С. 91]. Однако «...в современной дидактике пока нет вполне чётких требований к составлению учебных программ, в творческом процессе их создания педагоги, к сожалению, не могут опереться на какие-либо четко сформулированные методики, их поиски направляются лишь опытом и интуицией», - указывает В.П. Беспалько [31, С. 83]. Отбор и построение учебной информации до сих пор осуществляются в основном эмпирически на основании изучения непосредственного личного опыта педагогов, ориентируясь на государственные образовательные стандарты. Такой подход, естественно, не позволяет оценить и достаточно точно заранее предсказать дидактические качества и дидактическую ценность отобранного содержания, принятого способа отбора и построения содержания учебной информации.
Отсутствие указанных требований зачастую приводит к перегрузке программ и учебников излишней информацией и второстепенным материалом [194]. Е.Л. Белкин, занимаясь вопросами формирования содержания образования, указывает, что такие «попытки отобрать возможно больше конкретных фактов приводят к перегрузке программ, противопоставлению одного предмета другому, их разобщенности» [29, С. 38]. Данный факт особенно проявляется при изучении учащимися предметов естественно-научного цикла. Очень часто учащиеся не понимают, что эти предметы в совокупности изучают один и тот же объект - окружающий нас мир, Природу, имеют общие особенности, используют одинаковые приёмы и методы познания т.д.
«Кроме того, работа по составлению содержания учебных курсов, - пишет М.Н. Скаткин, - обычно передоверяется ученым - крупным специалистам в своей узкой научной области. В то же время учебник - это не просто набор сведений, не энциклопедический справочник по соответствующей отрасли специальной науки, а своеобразный сценарий будущего процесса обучения. Такой сценарий должен отвечать педагогическим требованиям: соответствовать целям образования, учитывать возрастные особенности учащихся, закономерности обучения...» [194, С. 53].
Соглашаясь с основными выводами автора, заметим, что привлечение учёных, крупных специалистов в узкой научной области, само по себе нельзя считать негативным. Более того, без такого привлечения, как нам представляется, проблематично создание адекватных учебных пособий по предметам, например, естественно-научного цикла. Оптимальным, на наш взгляд, является обязательное тесное сотрудничество компетентных представителей педагогической науки и практики и конкретных научных дисциплин.
Педагогический эксперимент по введению последовательного динамического описания поведения частиц
Выяснив в предыдущем параграфе, на каких идеях и принципах необходимо строить естественно-научные школьные дисциплины, для организации педагогического эксперимента мы выбрали последовательное динамическое описание физических систем, отражающее общефилософский принцип причинности. Такой выбор не является случайным: динамический принцип действительно является отражением фундаментального научного знания современных естественных наук, что является одним из основных требований принципа научности к отбираемым для учащихся знаниям.
Введение последовательного динамического описания физических систем в школьный курс физики, на наш взгляд, будет соответствовать также реализации и других дидактических принципов, таких, как принцип наглядности, принцип систематичности, принцип доступности и др. Например, рассмотрение происходящих в окружающем мире событий в причинно-следственной связи является доступным и понятным для всех учащихся, так как с понятиями причины и следствия они неосознанно сталкиваются постоянно.
Введение последовательного динамического описания физических систем будет способствовать организации образовательного процесса в соответствии с основными положениями современной педагогической науки, например, позволит провести идею генерализации физических знаний; позволит учащимся легче воспринимать программы по физике при её дальнейшем изучении, воплощая таким образом идею непрерывного образования; может способствовать изменению содержания и других школьных естественнонаучных дисциплин в соответствии с целями и задачами современной системы образования.
Динамический подход, несомненно, можно отнести к давно устоявшимся, хорошо проверенным и широко применяемым на практике знаниям, однако не утратившим своей актуальности и в настоящее время. Предлагаемый подход основывается на фундаментальном научном знании, находящем широкое практическое применение, реализуется в различных разделах курса физики. Таким образом, последовательное динамическое описание процессов, адаптированное для учащихся, может быть использовано в качестве одного из основополагающих принципов построения современного содержания школьного курса физики в соответствии с требованиями, предъявляемыми к содержанию учебного материала принципом научности.
Рассмотрим, в чём заключается сущность динамического принципа. В философском познании мира принципу причинности принадлежит фундаментальная роль. Человек в результате своей практической деятельности от знания простого факта сосуществования явлений в их временной последовательности пришел к пониманию, что явления не просто сосуществуют, не просто следуют одно за другим с определённой повторяемостью, а то, что одно явление вызывает, производит другое. Это представление привело к формулировке всеобщего принципа причинности, утверждающего, что все реальные природные, общественные и психические явления и процессы взаимно детерминированы, то есть возникают, развиваются и уничтожаются в результате действия других явлений и процессов [39,114].
Разным формам движения материи присущи различные формы причинной связи. Наиболее простой формой причинной связи является механистическая. Основная черта этой формы причинной связи выражается в том, что отношение причинности, в которое вступают явления в процессе возникновения одного явления из другого, не ведет к возникновению нового качества. Более высокие формы движения материи характеризуются более высокими формами причинной связи. Во всех формах движения материи, кроме механической, причина и следствие качественно различны по своему содержанию [60]. Качественное различие между причиной и следствием имеет тем более существенное значение в отношении причинности, чем сложнее форма движения материи.
В связи с этим рассматривают динамическую и статистическую закономерности [150]. Динамическая закономерность - форма причинной связи, а также связи состояний, при которой данное состояние системы однозначно определяет все её последующие состояния, в силу чего знание начальных условий даёт возможность предсказать дальнейшее развитие, что является результатом ряда ограничивающих условий, положенных в основу формулирования динамических законов. Динамическая закономерность отражает объективные, причинные связи физических процессов. Причинность в динамической закономерности выражается односторонне, в динамических законах физики причинность выступает как однозначная неизбежность [215].
Статистическая закономерность - форма причинной связи, при которой данное состояние системы определяет все последующие состояния не однозначно, а лишь с определённой вероятностью, являющейся объективной мерой возможности реализации заложенных в прошлом тенденций изменения [150]. Статистическая закономерность имеет ряд существенных отличий от динамической закономерности. Эти отличия обусловлены самими материальными физическими объектами, которые подчиняются этой закономерности. Статистическая закономерность носит вероятностный характер - на её основе можно только с той или иной степенью вероятности предсказать поведение системы. Вероятностный характер статистических законов не ведёт к отрицанию причинности. Вероятность и причинность не только не исключают друг друга, а наоборот, вероятность предполагает существование причинной связи. Отсутствие причинности делало бы бессмысленным рассуждение о вероятности или невероятности наступления явления. Наступление явления в той или иной форме каждый раз требует причины для своего возникновения, которая, действуя в совокупности с одними побочными явлениями, даёт один результат, а с другими - иной.
Результаты педагогического эксперимента
На основе предложенной модели поэтапной реализации принципа научности при отборе содержания учебных дисциплин естественно-научного цикла, с помощью определённых критериев и показателей экспертной оценки ( 3 главы 1) мы выделили основополагающие естественно-научные знания, которые обязательно должны быть оптимальным образом представлены в содержании естественных дисциплин в школе для выполнения требований личностно-ориентированной концепции образования. Одним из выделенных примеров является последовательное динамическое описание, в частности и физических систем, схема реализации которого предлагается в 1 главы 2.
Проводимый педагогический эксперимент осуществляет введение последовательного динамического описания физических систем в разделы «Механика» и «Квантовая физика» школьного курса физики и состоит из двух этапов, подробно описанных в 1 главы 2.
Первый этап эксперимента проводился в следующих классах: 9 «А» и 9 «Б» классы Подгоренской средней школы Липецкого района, 9 «В» и 9 «Д» классы школы-гимназии № 1 г. Липецка, 9 «В» класс школы № 52 г. Липецка; 11 «А» и 11 «Б» классы Подгоренской средней школы Липецкого района, 11 «А» класс школы № 50 г. Липецка, 11 «Б» класс школы-гимназии № 69 г. Липецка, 11 «А» класс школы № 6 г. Грязи.
Всего на первом этапе эксперимента участвовали пять девятых классов (93 человека) и пять одиннадцатых классов (116 человек).
Для оценки эффективности предлагаемой методики построения школьного учебного материала по физике, для сравнения степени усвоения знаний те же самые тестовые задания, представленные в приложении 5 были предложены в контрольных классах (классы, где не проводились дополнительные занятия) и учащиеся давали ответы на предлагаемые им вопросы только на основе знаний, сообщаемых им при традиционном построении курса физики в школе. Контрольные классы были выбраны в следующих школах: 9 «Г», 9 «В», 9 «Д», 9 «Б», 9 «И» 11 «А», 11 «В» классы школы № 33 г. Липецка; 11 «А», 11 «Б», 11 «В» классы школы № 55 г. Липецка, 11 «А», 11 «Б» классы школы № 52 г. Липецка.
Всего на первом этапе эксперимента в качестве контрольных классов участвовало пять девятых (90 человек) и пять одиннадцатых классов (110 человек).
Разработанное нами дидактическое обеспечение учебного процесса по разделу «Основы динамики», основанное на применении последовательного динамического описания в качестве теоретического обобщения, содержит следующие материалы:
1. Программа (фрагмент) раздела «Механика», содержащая вопросы, относящиеся к последовательному динамическому описанию механической системы (частицы) (для девятых и одиннадцатых классов). 2. План поурочного осуществления эксперимента по внедрению последовательного динамического описания механических систем.
3. Планы-конспекты уроков по изучению различных элементов последовательного динамического описания классических частиц.
4. Материалы тестирования знаний учащихся в экспериментальных и контрольных классах.
Программа (фрагмент) раздела «Основы динамики»: Последовательное динамическое описание движения материальной точки (частицы). Механическая система. Материальная точка (частица). Механическое движение. Параметры системы. Состояние механической системы и способы его задания. Переменные состояния. Сила. Понятие об уравнении движения. Второй закон Ньютона в дифференциальной форме для прямолинейного движения частицы. Принцип причинности.
В соответствии с предложенной программой составлен структурный план экспериментальных уроков, позволяющий проследить технологию введения последовательного динамического описания механических систем на основе изменения целей предлагаемых уроков (представлен в приложении 3). Планы-конспекты экспериментальных уроков представляют собой достаточно подробный повременной конспект как расширенный вариант структурного плана урока.
Результаты первого этапа эксперимента оценивались по результатам тестирования в экспериментальных и контрольных классах. Для проверки степени восприятия школьниками предлагаемого подхода и усвоения знаний в качестве итоговой тестовой проверки учащимся предлагалось ответить на ряд вопросов, представленных в приложении 5. При подведении итогов первого этапа эксперимента тест состоял из 10 вопросов, к каждому из которых предлагалось по пять вариантов ответа.
Произведём расчет средних баллов ответов учащихся на вопросы тестирования первой части эксперимента. Рассчитаем дисперсию, которая характеризует меру общего отклонения частных величин от среднего и производную от дисперсии величину, называемую выборочным отклонением (определяется как квадратный корень, извлекаемый из дисперсии) для выявления разброса данных относительно средней. Составим Таблицу 3, в которую занесём средние баллы ответов учащихся, дисперсию и выборочное отклонение.
