Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основы построении учебного предмета в школьном образовании .
1.1. Дидактические критерии отбора содержания учебного предмета . 13
1.2. Структура учебного предмета и психологические закономерности её восприятия учащимися . 29
1.3. Снстемно-деятслыюстный подход к построению учебного предмета и организации его усвоения. 35
Иьшоды. 43
Глава 2. Концептуальные схемы, как обобщенный образ учебного предмета .
2.1. Понятие концептуальной схемы . 44
2.2. Построение концептуальных схем. 50
2.1.1. Классическая механика 50
2.1.2. Классическая термодинамика 65
2.1.3. Классическая электродинамика 74 2.3. Особенности представления учащимся концептуальных схем на вводных и обобщающих уроках. 85
2.4. Концептуальная схема, как основа вариативной организации учебной программы. 91
2.5. Особенности организационных форм и методов проведения экспериментальных уроков с применением концептуальных схем. 95
Выводы. 110
Глава 3. Экспериментальное обучение с применением концептуальных схем и его результаты.
3.1. Описание методики экспериментального обучения и егорезультаты .. 111
3.2. Итоги расширенного педагогического эксперимента. 119
Выводы. 125
Заключение. 126
Список литературы. 129
Приложения. 151
- Дидактические критерии отбора содержания учебного предмета
- Структура учебного предмета и психологические закономерности её восприятия учащимися
- Понятие концептуальной схемы
- Описание методики экспериментального обучения и егорезультаты
Введение к работе
Актуальность исследования. Одна m актуальных проблем школьного образования вытекает їв противоречивых требовании к его современному содержанию С одной стороны, возрастают запросы общества, семьи и личности к уровню общеобразовательной подготовки и развитию школьников. С другой стороны - высказывается обоснованная тревога за физическое и психическое здоровье учащихся, на которое отрицательное влияние оказывает учебная перегрузка.
Данная проблема фокусируется на учебный предмет как основную
дидактическую единицу школьного образования. Повышение эффектив
ности усвоения содержания и обеспечение развивающего эффекта при ус
воении" учебного предмета стало одной из важнейших задач дидактики.
Тенденция к включению в понятие учебный предмет не только опреде
ленного круга знаний, но и содержания, открывающего процессуальную
сторону их получения, достаточно явственно наметилось в современных
исследованиях (КК Журавлев, ВС.Леднев. В.Г.Разумовский,
Н.С Пурышева и др). В разработке данного вопроса специалисты в об
ласти дидактики все чаше стали обращаться к смежным отраслям науки,
поскольку стало ясно, что модернизация учебного предмета - междисци
плинарная проблема, требующая опоры на данные науковедения, фило
софии, социологии образования я т д. (В С.Леднев, Г М Годин,
Н С.Важеевская, Н.С. Пурышева, Н-В.ІПаронова, С.В Ансфрнкова,
Н.М.Зверева, В.Н.Мошансюш, Г.КСаранцев') Заметный прогресс в ис
следованиях данного направления обусловлен достижениями в области
педагогической психологии (ВВ. Давыдов. П Я Гальперин,
Н Ф.Талызина, И И Ильясов, 3 А.РешетоЕа. КГ.Салмша.
Ю А.Самоненко, Г.А Буткин, И АВолодарская и др ) Значительный интерес в рамках данной проблемы представляют разработки, касающиеся роли схем и моделей в организации познавательней деятельности учащихся (Н Г Салмина).
В последней четверти XX столетия философами интенсивно разрабатывается идея системного подхода (О.С Анисимое. И.В Бта>берг, В Н. Садовсиш, ЭГ.Юдик. АД Урсуя и др ) Впоследствии эти идеи нашли воплощение в дидактических работах выполненных на осноеє деятельно-стной концепции учения (Л Я Зорина, Л Г. Петерсон, 3 А Решетова;
Эти разработки, охватывающие различные дидактические аспекты учения выполнялись на различном материале и уровнях образования Достаточно доказательно в них выступила идея о приоритетности системної"! ориентировки в предмете освоения как важнейшей детерминанте познавательного движения при анализе предметного содержания учебного материала и решения конкретных задач различной сложности, от типо-
">
до эвристических ('ЗА Репюгов.1,
ъамь
Н А Дер іонна, С А Мшшш. Ю А Самонєнко, О М Чушчева, И Г. Шам-
сутдинова, А А. Штыркин) В этих исследованиях, в частности, поднимался вопрос о путях начального освоения естественнонаучных знаний учащихся с использованием технологии, отвечающей системным установкам (3 А Решетова, Ю А Самоненко, Е Н. Логинова)
Настоящая работа выполняется в русле упомянутых подходов к построению учебного предмета Востребованностью в развитии теории учебного предмета со стороны практики и обусловлен выбор темы исследования
Целью настоящей работы является изыскание путей модификации учебных предметов естественнонаучного цикла и способов их изучения, которые позволят повысить эффективность усвоения учебного материала при одновременном снижении учебной нагрузки на учащегося. Проблема исследования состоите
- поиске оснований структурного единства содержания и процесса изу
чения предметов естественнонаучнего цикла,
разработке конкретных концептуальных схем, воплощающих в себе указанное единство и посредством которых учащимся могут быть представлены достаточно емкие разделы учебной программы;
- разработке дидактических требований к организации усвоения учебно
го предмета с помощью концептуальньж схем
Объектом исследования является условия эффективного усвоения учащимися знаний при изучении предметов естественнонаучного цикла. Предметом исследования являются функции, содержание и структура концептуальньж схем, используемьж в качестве средств, организующих познавательную деятельность учащихся
Гипотеза исследования. Исследование исходит из предположения, что начальный этап изучения учебного предмета предопределяет дальнейший прогресс учащегося в усвоении знаний. Этот этап состоит в уяснении учеником системы базовьж понятий, конституирующей данную предметную область, которая фиксируется как «предмет изучения». На этом же этапе должна быть задана обобщенная ориентировка в системе познавательных действий, необходимых для освоения учебного материала Для выполнения вышеуказанных требований могут быть использованы концептуальные схемы Использование концептуальньж схем позволит
повысить теоретический уровень осознания учащимися учебного материала,
расширить возможности управления процессом усвоения знаний, уменьшить учебную нагрузку на учащегося за счет сокращения объема механического запоминания Задачи исследовании:
1 Проанализировать существующие варианты учебных программ с точки зрения отражения в них взаимосвязи содержания учебного предмета и деятельности по его освоению 2. Разработать концептуальные схемы, охватывающие основные разделы курса и наглядно представляющие учащимся инвариантную структуру соответствующего раздела
-
Разработать дидактические задания по отработке учебного материала с использованием концептуальных схем
-
Подготовить группу преподавателей для работы по модифицированной методике.
5. Провести цикл экспериментального обучения с участием подготовленных для этого преподавателей
-
Провести анализ результатов экспериментального обучения и выявить степень его эффективности
-
Разработать рекомендации по использованию концептуальных схем в практической работе школьных учителей.
Методологической основой нашего исследования явились положения деятельностной теории учения (Гальперин ПЯ, Талызина Н.Ф и др), разработки в области системной методологии (Блауберг И.В, Садовский
8 Н, Юдин Э Г.), а также их отражение в педагогической проблематике
(Зорина Л Я, Решетова ЗА. и др), требования дидахттесхих принципов
доступности, научности, развивающего характера обучения, другие по
ложения дидактики, руководящие документы по средней школе
Для решения поставленных задач и проверки исходных положений использовались следующие методы исследования
изучение и анализ философской, психолого-педагогической, физической и методической литературы по проблеме исследования,
анализ школьных учебников, учебно-методической литературы.
обобщение педагогического опыта, в том числе личного опыта преподавания (16 лет),
метод сравнительного анализа (педагогического эксперимента)
метод экспертных оценок (экспертами являются учителя, руководители методических объединений учителей, методисты, администраторы школ и учащиеся)
База и этапы исследования. Диссертационное исследование проводилось с 1987 по 2002 годы в три этапа На первом этапе был выполнен обзор литературы по избранной теме, создавались и опробовались различные варианты концептуальных схем, определялись методики исследования. На втором этапе был проведен констатирующий эксперимент, проведена корректировка концепции исследования, разработаны концептуальные схемы, охватыающие все основные разделы школьного курса физики Нл третьем этапе был проведенобучающийэксперимент, включающий
подготовку учителей для работы по предлагаемой методике, проведен аналт и обобщение полученного материала
Экспериментальная работа проводилась в школах №57 (1987-1990 гг) и Х»978 (1990-1994 гг) г Москвы, №16 и №41 г Ижевска (1994-1999 гг) jY2 и №4 города Людиново и №1 города Жиздры (1999-2002 гг) Всего в различньж формах учебно-экспериментальной работы участвовало 39 учителей и около тысячи учащихся 7-11 классов
Достоверность результатов и выводов обеспечивалась всесторонним анализом проблемы при определении исходньж теоретико-методологических позиций, опорой на фундаментальные положения психологии, дидактики и методики обучения, выбором методов исследования, адекватных поставленной задаче, анализом школьной практики, многоступенчатостью экспериментального исследования, сопоставлением результатов, полученных для экспериментальных и контрольных групп с использованием разньж критериев оценки, в том числе широким использованием экспертных оценок
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в следующем
в данном исследовании получили дальнейшее развитие принципы системно - деятельностного подхода к проблеме обучения,
уточнены дидактические требования к функциям и содержанию введения к учебному предмету В качестве средства предъявления предмета предлагается использовать концептуальные схемы,
показано, что использование концептуальньж схем, объединяющих предметное и процессуальное содержание, способствует развитию системной ориентировки учащихся в предмете, реализуя такие важные дидактические принципы как научность, доступность и развивающий характер обучения,
- предложен вариант модификации построения школьного курса фи-
зики на базе концептуальньж схем (дополняющий существующие способы линейный, ступенчатый, концентрический, спиральный > Практическая значимость исследования. Разработанные требования к построению концептуальньж схем являются основой для модификации программ учебных предметов с целью более концентрированного представления его содержания Использование концептуальньж схем открывает возможности улучшения качества обучения, повышения его теоретического уровня и, вместе с тем, снижает учебные нагрузки, смешан усилия учащегося с запоминания большого объема учебного материала на восприятие его логической организованности
В работе представлены образцы концептуальньж схем по различным разделам физики механике, термодинамике, электродинамике Описания концептуальньж схем снабжены необходимыми учебными зада
ниями для их усвоения учащимися Эта часть разработки может быть непосредственно применена учителями (и практически применяется) при преподавании соответствующих разделов в рамках действующей школьной программы любого уровня и направленности, во внеклассных занятиях, в ВУЗах, для повторно-обобщающих занятий на подготовительных отделениях и в рамках курса общей физики для нефизических специальностей. Положения, выносимые на защиту.
-
Эффективным средством для обеспечения единства содержательной и процессуальной сторон при усвоении дисциплин естественнонаучного цикла являются концептуальные схемы. Концептуальные схемы реализуют требования деятельностного и системного подходов к организации процесса учения.
-
Концептуальная схема включает в себя совокупность базовых понятий представленных в многообразии их существенных взаимосвязей и отношений. Концептуальная схема очерчивает соответствующую область предметных знаний, которая фиксируется, как предмет изучения.
-
Концептуальная схема является теоретическим понятием: она отражает статус отдельных понятий и структуру законов предметной область
-
Концептуальная схема детерминирует познавательное движение по учебному предмету. При этом маршрут движения и степень детализации может варьироваться в зависимости от избранного уровня усвоения учебного материала, конкретных условий обучения данной группы или учащегося.
-
Теоретическая познавательная установка приобретенная с помощью концептуальных схем в результате изучения одной предметной области, обладает свойством переноса на другую
-
Использование концептуальных схем позволяет снизить учебную нагрузку, повысить мотивацию и успеваемость
Апробация и внедрение результатов. Основные положения диссертация обсуждались на методическом объединении учителей физики школы N978 учебного округа "Южный" г Москвы (1991 г.), в методической лаборатории физики методического кабинета округа "Южный" г. МОСКВЫ (1992 г ), на семинаре в научно-техническом центре "Обучающие технологии" факультета психологии МГУ 0994 г.), на научно-практической конференции МГУ и Департамента образованияМОСКОВСКОИобласти (1994 г ), на методическом семинаре физического факультета Удмуртского государственного университета (г Ижевск, 1994 г )
Материалы диссертационной работы докладывались на заседании кафедры педагогики и педагогической психологии факультета псичологии МГУ и предъявлялись на серии авторских открытых уроков
Внедрение результатов исследования осуществлено в практической работе автора в школах №5" и №978 г Москвы, в школе №171 Центрального округа г Москвы, при переподготовке учителей физики в центре "Обучающие технологии" МГУ, на кафедре методики преподавания физики физического факультета Московского государственного педагогического университета, в школах №16 и №41 г Ижевска, в школах №2 и №4 г Людиново и №1 г Жиздры Калужской области Результаты внедрения положительные
Основное содержание диссертационной работы отражено в публикациях. Структура и объем исследования Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения Работа содержит 144 страницы машинописного текста, 22 таблицы, 2 рисунка Список литературы включает 258 наименований
Дидактические критерии отбора содержания учебного предмета
Учебный предмет является одной из основных «дидактических единиц» в системе общего образования. Требования к процессу и результату образования отражаются, прежде всего, в отборе содержания предметных знаний, методах и формах его освоения учащимися. Вполне закономерно в связи с этим, что новые социальные установки, педагогические идеи, психологические подходы, технические возможности и т.д. сказываются, прежде всего, на построении учебного предмета.
Одно из направлений дискуссий, постоянно звучащих в последние десятилетия не только в,специальной литературе, но и на уровне широкой обществен ности,- содержание учебного предмета. Достаточно устоявшейся точкой зрения является представление о том, что учебный предмет должен задавать основы науки, что в дальнейшем обеспечит овладение данной наукой в ее совершенном представлении. Например, в учебном пособии «Педагогика» отмечается: «Учебный предмет - это система научных знаний, практических умений и навыков, которые позволят школьникам усвоить основные исходные положения науки или определенные стороны культуры, труда, производства в соответствии с возрастными познавательными возможностями и достигнутым уровнем развития. В педагогике учебный предмет определяют, как основу науки в том смысле, что содержание учебного предмета позволяет в будущем овладеть современной наукой» [176, с.111]. И далее: «Любая наука развивается, дает все более глубокое понимание той стороны мирз, которую она отражает. Некоторые положения науки устаревают, отмирают, возникают новые концепции и трактовки. Однако всегда сохраняются некоторые основные теоретические положения, на которых держится вся система знаний в науке (например, натуральный ряд чисел в математике, четыре арифметических действия и др.)- Относительная устойчивость основных положений пауки становится решающим фактором, определяющим содержание учебного предмета, его стабильность [там же - с.112].
Одно из направлений дискуссий связано с порядком представления учащимся предметных знаний. В одних случаях подчеркивается важность расположения учебного материала в исторической последовательности, т.е. повторяя в обобщенном и сокращенном виде историю науки. В этом случае учащийся может приобщиться к динамике развития, преемственности и борьбе идей в науке, более тесно соприкоснуться с психологическими особенностями творческой деятельности ученого.
Другой подход предполагает подачу материала в логически преобразованном виде, основанном на наиболее важных и глубоких теоретических положениях, которые и определяют последовательность изложения разделов, тем и проблем изучаемой предметной области [ПО].
Каждая из высказанных позиций подвергается критике. Один из самых сильных аргументов против идеи представления учебного предмета как уменьшенной «копии» науки состоит в том, что при современном состоянии наук не представляется возможным охватить в школьном образовании даже самые общие данные отдельных наук. Недопустимо, чтобы эти знания входили в сознание учащихся в крайне поверхностном, формальном виде. Иными словами, требуется их воплощение на уровне умений, способности учащихся осуществлять собственные оценки, суждения, решать хотя бы на качественном уровне задачи соответствующей предметной области. Однако объем научных сведений, осваиваемый с такими показателями, имеет предел, ограниченный уровнем изучаемых наук, далеко состоящих от современного их состояния. Так содержание школьной математики ограничено лишь отдельными ее достижениями на уровне XVI-XVII веков, физика и химия XVIII-XX веков. Увеличивающийся разрыв между добытыми в науках фактами и их освоением в системе общего образования дал почву для высказываний о бессмысленности перегрузки учащихся знаниями, которые в перспективе большинству из них не смогут пригодиться. Необходимо дать лишь те основы знаний, которые потребуются в повседневной жизни: элементарная математика, грамотность, естественно-научные объяснения природных явлений, правила обращения с техническими устройствами, общую ориентировку в экономических, правовых вопросах и других аспектах обыденной жизни. Достижение этих целей возможно на первой ступени обучения (Понтрягин Н.В. ). Далее учащиеся в зависимости от своих интересов и способностей избирают более узкое направление своего образования, ориентированного на освоение конкретной профессии, либо на продвижение по линии фундаментальной подгаговки в основах наук и последующего получения высшего образования. Данная точка зрения опиралась на имевший в истории образования опыт реального и формального (гимназического) образования. В период реформ в системе Российского образования конца 60-х годов данная точка зрения получила достаточную популярность. Однако в качестве основы переустройства школы она была отвергнута по принципиальным соображениям: ее реализация фактически закрыла бы доступ к высшему образованию тем учащихся, которые по различным причинам не определились соответствующим образом в период, когда их решения еще не могли быть достаточно зрелыми.
Структура учебного предмета и психологические закономерности её восприятия учащимися
Анализируя содержание и структуру построения современного школьного курса физики, следует обратиться к изучению того, насколько его логическое оформление в виде программы и методов изучения соответствующего содержания позволяет организовать познавательные процессы учащихся, детерминируя их таким образом, чтобы они воспроизводили по своей структуре реальные познавательные процессы.
Прежде всего, следует отметить, что в этой логике должна быть отражена такая основная характеристика, как диалектичность процесса познания. Диалектичность познания выступает прежде всего его трехфазным циклом, который В.КЛенин [123, с. 153], следуя традиции Р.Бекона и Д.Гельвеция кратко выразил формулой «от созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике...». Движение познавательного процесса исходит из конкретного предмета, о котором как о целом складывается вначале хаотическое представление, затем оно переходит «к членению этого целого, к выделению из него отдельных, абстрактно понимаемых сторон и отношений, в результате чего часто предмет исследования утрачивает свою исходную конкретность; после этого оно начинает идти как бы в обратном направлении, оно восходит от абстрактного к конкретному, причем в итоге этого движения конкретное (результат) выступает теперь уже не как хаотическое представление о предмете, как о нерасчлененном целом, но как богатая совокупность с многочисленными определениями и отношениями», [там же, с.Зб]. Современные философы постоянно обращают внимание на эту особенность познавательного процесса. Так Б.М.Кедров[98] эти фазы представляет в такой форме: непосредственное созерцание, анализ, синтез. На каждой из этих трех ступеней познания могут складываться совершенно различные представления об одном и том же изучаемом объекте. Сначала «они могут быть весьма туманными, расплывчатыми, поскольку объект еще, по сути дела, не был подвергнут строгому исследованию, а лишь предстал перед глазами субъекта в своем «нетронутом» виде. Затем, когда посредством анализа начинается выделение отдельных сторон объекта, представления о нем станут приобретать все более абстрактный характер при полном или почти полном скрытии того, что было присуще ему с самого начала, его целостности, его конкретности. Впоследствии же, когда вступает в действие синтез, такая абстрактность начнет преодолеваться новыми представлениями все о том же объекте, причем все сильнее выступает его исходная конкретность, пока мы не научимся воспроизводить его из частей таким же, каким он был с самого начала, более того пока мы не научимся, зная его законы, изменять его в соответствии с нашими целями» [98, с.72].
«Живое созерцание» в диалекктической логике вовсе не подразумевает рассмотрение лишь поверхностных, разнообразных, порой случайных свойств, выступающих в ряду существенных, качественно значимых, особенностей изучаемого объекта. Научная позиция субъекта характеризуется теоретической установкой на изучение объекта познания. Функция первой фазы познавательного процесса состоит не только в зрительном свидетельстве происходящих с объектом изменений. Роль этой фазы, прежде всего в выделении из фона второстепенных явлений объекта изучения как качественной определенности, с задачей, фиксирования его целостных свойств и отношений, внутренние связи и динамика которых в дальнейшем должна быть прослежена. Иными словами, в этой части познавательного процесса субъекту должен быть открыт предмет изучения.
Предмет, выделенный на первой фазе познавательного процесса, уже является детерминантой противоречивого движения познания; его неполнота, недостаточная проясненность деталей и взаимосвязей элементов, их структурная организация и т.д., будут требовать диалектического возврата к рассмотрению каждой его сущностной черты по мере того, как будут обогащаться знания об этом предмете.
Логика построения традиционного курса не исходит из необходимости выделения предмета изучения в указанном смысле, оправдываясь, помимо всего прочего теми соображениями, что в самом начале обучения курсу физики невозможно привлечь в достаточно строгом смысле необходимые понятийные средства. Формирование таких понятий происходит на более поздних этапах изучения курса. Поэтому в начальной стадии изложения традиционно говорят лишь о «круге физических явлений» или, в самом общем виде о том, что физика изучает связи физических свойств материи [Учебники школьной физики]. Все это не дает достаточно отчетливой картины о предмете изучения, которая бы имела характеристику целостности и качественной определенности.
Следует отметить и другой момент в логико-психологическом основании построения традиционного курса. Изыскивая пути интенсификации познавательных процессов, большинство дидактических работ сосредотачивают свое внимание на изучении путей формирования «понятия» как минимальной единицы научного знания. Между тем, понятие не существует «само по себе», - его содержание и объем задаются связями с другими понятиями. Оперирование термином «понятие» без учета многообразия этих связей не оправдано в логическом плане, а их формирование вне всей системы существующих связей приводит, как отмечал Л.С.Выготский [35], к познавательным затруднениям. Однако, может возникнуть вопрос, какие именно связи данного понятия с другими следует учитывать, а от каких можно отвлечься при формировании у учащихся системы научных понятий.
Понятие концептуальной схемы
В соответствии с методологической основой исследования и сформулированной гипотезой, конструирование концептуальных схем (далее - КС), проводится на базе деятельностиой теории учения и системного метода. Дея-тельностная теория учения опирается на ряд основополагающих принципов (Леонтьев А.Щ127]), среди которых наиболее значимыми в ракурсе проблемы исследования являются: принцип предметности, принцип опсредован-ности и принцип субъектности. Реализация первого принципа построения КС предполагает выделение из объекта собственно предмета изучения. Предмет изучения представляет собой совокупность свойств и отношений объекта, выступающих как существенные для научных и практических целей данной дисциплины. Реализация принципа опосредованности предполагает четкое определение номенклатуры познавательных средств для усвоения предметного содержания и решения необходимых учебных задач: логических приемов, специфически предметных и общенаучных методов. Принцип субъектности диктует использование положений психологической теории учения, раскрывающей, в частности, необходимые этапы усвоения и контроля знаний.
Требования системного подхода выражаются: в соотнесении усваиваемых знаний с конкретным кругом познавательных и практических задач; в фиксации качественной определенности предмета изучения на основе его обобщенных и специфических характеристик; в выделении элементов и структуры системы, определяющих ее основные характеристики и функции.
Фиксируя системную сущность предмета изучения, КС является инвариантным элементом учебного предмета по отношению к различным этапам и уровням преподавания. Отражая существенные закономерности познавательного процесса, КС в начале фиксирует предмет изучения в его целостности, интегративиой совокупности характеристик, затем переходит к детализациям, рассмотрению отдельных свойств, установленню количественных соотношений. Сообразно этой динамике познания должна трансформироваться и КС. Последующая КС, сохраняя ранее заданную инвариантную структуру, наполняется количественными характеристиками элементов, связей и отношений изучаемой предметной области. Последующие КС могут быть обращены к еще более глубокой детализации отдельных аспектов содержания учебного предмета. Необходимость их использования будет определяться конкретными целями обучения данному учебному предмету.
Концептуальная схема очерчивает круг подлежащих усвоению знаний, исходит из их функции в системе познавательной и практической деятельности человека, необходимости решения определенного типа задач. Концептуальная схема задается посредством общенаучных и конкретно научных понятий, знакомство с которыми осуществляется во введении к учебному предмету или к крупному его разделу. К их числу относятся понятия: явление и сущность, объект и предмет изучения, взаимодействие, процесс и некоторые другие, а также базовые (фундаментальные) конкретно - научные понятия. Их введение на начальных этапах освоения учебного предмета осуществляется, как правило, на качественном, описательном уровне. Концептуальная схема выступает в виде наглядного образа. Ее структура выделяет в «будущем» знании основные компоненты сообразно их статусу в системе научного знания.
Можно выделить следующие отличия концептуальной схемы от других вариантов конспективно-графического представления материала:
1. Концептуальная схема охватывает значительную область физики, представляющую достаточно цельную и законченную систему знаний, например «Классическая механика», «Классическая термодинамика», «Классическая электродинамика» и пр. Концептуальная схема выявляет и предъявляет учащимся внутреннюю упорядоченную структуру рассматриваемой области, более или менее сложную, как правило, - многоуровневую. Примеры такого структурного деления на первом уровне: три состояния вещества в термодинамике или три варианта движения зарядов (ускоренно, с постоянной и нулевой скоростью) — в электродинамике. Концептуальная схема основана на некоторых связях, являющихся по сути своей - системообразующими, таких как, например, третий закон Ньютона или закон сохранения энергии для механики, система уравнений Максвелла для электродинамики. Концептуальная схема описывает все физические явления с помощью наборов физических величин. Их можно условно разделить на величины общие и специфические. К общим (используемым во всех схемах) величинам относятся пространственная характеристика, время, сила, энергия. Специфические для данной схемы величины - это масса в механике, электрический заряд в электродинамике, температура в термодинамике. Разумеется, общие величины в случае описания конкретных явлений проявляются различным образом. Так пространственная характеристика, используемая для описания явления «трение» - это путь, а при описании явления упругости —деформация.
Описание методики экспериментального обучения и егорезультаты
Целью эксперимента явилась проверка гипотезы исследования — выявление дидактических функций КС и их возможностей, как эффективного средства управления учебной деятельностью.
Общие условия эксперимента. Экспериментальная проверка эффективности разработанных КС осуществлялась в двух вариантах:
А) в ходе педагогического эксперимента, проводимого автором диссертационной работы в период 1984 - 97 гг.
Б) в ходе экспериментальной проверки эффективности КС, проводимой специально подготовленными учителями в период 1991-2000 гг. В нервом случае эксперимент проводшіся в процессе обычного изучения курса физики, в соответствии с действующими учебными программами. Не проводилось специального отбора контрольных и экспериментальных групп, не было выделено специальных учебных часов на экспериментальное обучение. С администрацией школы согласовывалась перестановка некоторых тем внутри программы, осуществлявшаяся на фоне общей экономии учебного времени и роста успеваемости при экспериментальном обучении.
Во втором случае экспериментальная работа осуществлялась учителями, прошедшими подготовку на семинарах повышения квалификации (МГУ им. М.В.Ломоносова, региональные институты повышения квалификации учителей),
Контингент учащихся. В эксперименте участвовали учащиеся 7-11 юіассов общеобразовательных средних школ, учащиеся профильных классов, в том числе гуманитарных, технических, физико-математических, учащиеся классов коррекции, абитуриенты.
Всего в экспериментальной работе участвовало свыше 1100 учащихся, в том числе около 300 - обучались физике у автора и около 800 - обучались физике у учителей -экспериментаторов, подготовленных автором.
Б экспериментальном обучении, проводимом автором, контингент учащихся охватывал все классы, в которых физика изучается как учебный предмет. В большинстве случаев один учащийся проходил экспериментальное обучение на разных этапах.
Ход эксперимента. В ходе экспермента, осуществлявшегося автором, можно выделить два этана работы: предварительный и собственно экспериментальный. На предварительном этапе автором диссертации сначала были апробированы первоначальные варианты концептуальных схем раздела «Механика» (Ю.Л. Самоненко), далее по мере разработке требований к построению содержания концептуальных схем и выявления дидактических возможностей КС, схемы раздела «Механика» модернизировались, а лично автором были созданы КС но темам разделов «Молекулярная физика», «Электродинамика» и «Строение атома».
Все представленные в диссертационной работе КС прошли экспериментальную проверку. Было установлено, что их использование открывает новые возможности улучшения качества обучения, смещая усилия учащегося с запоминания большого объема учебного материала на восприятие его логической организованности.
В ходе проведения педагогического эксперимента при изучении учащимися экспериментальных классов всех вышеуказанных разделов школьного курса физики КС использовались как учебно-методическое обеспечение дополнительное к основным учебникам, к поурочным тетрадям, к разнообразным учебным пособиям по физике. Они выполняли собственные функции, направленные на оптимизацию управления учебным процессом: обобщенного системного схематичного представления учебного предмета;
выведения в данной обобщенной схеме учебного предмета маршрута познавательного движения к цели - к полному освоению материала школьного курса физики;
выполнения функции оптимального справочного материала, даже подсказки при решении типовых и творческих задач курса физики, т.е. играли важную роль в текущем и итоговом контроле и самоконтроле процессом усвоения,
И как результат реализации данных функций проявлялась еще одна важная функция КС - формирование у учащихся умений теоретического системного обобщения материала, что сказывалось на повышении сознательности усвоения материала курса физики. Следует отметить что, данное умение, сформированное на одном разделе курса физики, переносилось на материал других разделов. Можно предположить, подобное будет проявляться в изучении других школьных дисциплин. Обобщение позитивного опыта применения КС позволило сформулировать гипотезу настоящего исследования.
На втором, экспериментальном, этапе обучения, управление учебной деятельностью со стороны учителя, строилось в соответствии с гипотезой исследования. С помощью КС осуществлялись фиксация исходного уровня подготовки учащихся и его выравнивание, экспозиция учащимся конечной цели изучения данного раздела, возможной последовательности учебных действий по её достижению.
Общая оценка результатов осуществлялась по следующим параметрам: - Результаты тестовых испытаний (контрольные и самостоятельные работы) - Качество устных ответов учащихся (логичность, связность, полнота, обоснованность) - Экономия учебного времени при изучении данного раздела. - Динамика показателей успеваемости и качества знаний. - Доля учащихся, выбравших физику в качестве экзамена «по выбору».
