Домашний экспериментальный практикум по физике как средство предпрофильной подготовки учащихся основной школы Зенцова Инна Михайловна

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Теоретические основы формирования готовности учащихся основной школы к выбору профильного уровня обучения физике 18

1.1. Состояние проблемы предпрофильной подготовки по физике в основной школе 18

1.2. Этапы и психолого-педагогические условия формирования готовности учащихся основной школы к выбору профильного уровня обучения физике 34

1.3. Элективные курсы как ведущая форма предпрофильной подготовки по физике в 7-9 классах средней школы 52

1.4. Домашний экспериментальный практикум по физике как форма учебного занятия в системе предпрофильной подготовки учащихся 58

Выводы по главе 1 75

Глава 2. Методика формирования готовности учащихся основной школы к выбору профильного уровня обучения физике при проведении домашнего экспериментального практикума 77

2.1. Виды учебных заданий для домашних наблюдений и экспериментов по физике 77

2.2. Дидактическая модель и методика преподавания элективного курса «Домашний экспериментальный практикум по физике» для учащихся основной школы 91

2.3. Виртуальная образовательная среда как средство дидактического сопровождения домашнего экспериментального практикума по физике 111

Выводы по главе 2 144

Глава 3. Организация и результаты опытно-поисковой работы 147

3.1. Цели, содержание и методика опытно-поисковой работы 147

3.2. Результаты опытно-поисковой работы 152

Выводы по главе 3 167

Заключение 168

Список литературы 171

• Состояние проблемы предпрофильной подготовки по физике в основной школе
• Элективные курсы как ведущая форма предпрофильной подготовки по физике в 7-9 классах средней школы
• Дидактическая модель и методика преподавания элективного курса «Домашний экспериментальный практикум по физике» для учащихся основной школы
• Результаты опытно-поисковой работы

Введение к работе

Актуальность исследования. Сложившаяся в старшей школе система профильного обучения ставит выпускников девятых классов перед необходимостью самоопределения в отношении направления дальнейшего образования. Необходимым условием, способствующим самоопределению, является реализация в основной школе предпрофильной подготовки – системы психолого-педагогической, информационной и организационной деятельности коллектива школы, направленной на формирование у учащихся целостных представлений об окружающем мире и мире профессий, на овладение опытом разнообразной деятельности, а также опытом самопознания. Ее результатом является осознание учащимися «поля возможностей и ответственности» и принятие решения по выбору направления образования на его следующем этапе.

Общие проблемы организации предпрофильной подготовки учащихся обсуждаются в педагогических исследованиях С. Ю. Горбатюк, Л. П. Жуковой, Ф. А. Зуевой, С. С. Кравцова, Н. А. Южаниной и др. Ряд диссертационных работ посвящен анализу особенностей этой подготовки при обучении физике (Н. В. Ключникова, Е. А. Карпухина, В. Ю. Проклова, Р. Я. Симо-нян). К результатам исследований данной проблемы в области теории и методики обучения физике относятся: определение способов управления учебно-познавательной деятельностью в условиях предпрофильного обучения, разработка содержания и методики применения отдельных форм пред-профильной подготовки (в частности, курсов по выбору), а также некоторых форм учебных занятий.

Анализ выполненных исследований показывает, что при разработке способов и средств предпрофильного обучения авторами не уделяется достаточного внимания теоретическому анализу феномена готовности к выбору как сложного личностного образования. Не ставятся задачи реализации при обучении физике комплексного подхода к его формированию. К не менее актуальным направлениям разработки данной проблемы относятся: выявление закономерностей становления данного вида готовности, определение на этой основе условий и этапов ее формирования при обучении физике, уточнение способов диагностики и изучение степени влияния на уровень этой готовности конкретных форм предпро-фильной подготовки. Следствием недостаточной разработанности данной проблемы является невысокий уровень готовности выпускников основной школы к осознанному выбору профильного уровня изучения физики в старших классах.

В настоящей работе исследуется влияние домашнего экспериментального практикума по физике как формы организации учебных занятий на результативность предпрофильной подготовки учащихся основной школы. Домашний экспериментальный практикум рассматривается как разновидность курса по выбору (предметно-ориентированная проба). Поставлена задача разработки в рамках данного практикума методики предпрофильной подготовки учащихся.

Выбор домашнего экспериментального практикума в качестве формы пред-профильного обучения обусловлен не только важной ролью наблюдения и экс-3

перимента как методов познания в физической науке, но и объективной необходимостью обогащения практики выполнения опытов учащимися основной школы. Уровень освоения данных видов познавательной деятельности является одним из показателей готовности выпускников 9-х классов к продолжению обучения физике на профильном уровне.

Дидактический потенциал домашнего эксперимента по физике, включенного в практику работы отечественной школы около 70 лет назад (Н. С. Белый, С. Ф Покровский, Е. Н. Соколова, С. И. Юров), до сих пор не реализован в полном объеме. В последнее десятилетие возможности этого вида домашней работы учащихся существенно возросли. Реализуемый в условиях современной ресурсной бытовой базы и дополненный банком открытых видеоматериалов и компьютерных симуляций домашний эксперимент может эффективно использоваться для ознакомления школьников с особенностями протекания различных явлений в естественной природе, в техносреде и в научных лабораториях. Может быть значительно увеличен вклад домашнего эксперимента в формирование конкретных экспериментальных умений и навыков учащихся, а также в общий уровень их подготовки по методологии экспериментального исследования. Все это свидетельствует о необходимости обновления содержания и методики организации домашних опытов по физике в средней школе.

Несмотря на продолжающуюся разработку содержания домашнего эксперимента по физике (Т. Д. Бердалиева, Е. С. Дементьева, П. В. Зуев, О. Ф. Кабар-дин, М. Г. Ковтунович, Т. Н. Шамало, В. Ф. Шилов и др.) одной из главных трудностей его внедрения в учебную практику остается решение задачи организационно-дидактического сопровождения самостоятельной работы школьников над экспериментальными заданиями. Однако в условиях современной информационно-образовательной среды эта задача может быть успешно решена с помощью технологий дистанционного обучения. Разнообразная и систематическая практика выполнения опытов в домашних условиях с применением ресурсов открытой образовательной среды и информационно-коммуникационных технологий сопровождения учебного процесса может оказать существенное влияние не только на рост качества предметных знаний и умений учащихся, но и стать важным фактором успешности их подготовки к выбору профильного уровня обучения физике в старших классах.

Возможность применения в условиях современной информационно-образовательной среды домашнего экспериментального практикума как средства предпрофильной подготовки учащихся по физике определяет актуальность настоящего исследования.

Необходимость исследования обусловлена важностью разрешения выявленных противоречий теории и практики школьного обучения:

- на научно-педагогическом уровне - между потребностью в целенаправленной подготовке учащихся основной школы к сознательному выбору профиля обучения в старших классах и недостаточной разработанностью теоретических и методических основ формирования их готовности к этому выбору;

- на научно-методическом уровне - между возможностями домашнего
физического эксперимента как одного из средств формирования готовности
учащихся к выбору профильного уровня обучения физике и сложившейся
практикой организации выполнения домашних экспериментальных заданий,
для которой не разработаны в достаточной мере содержание, формы, методика
и технологии предметной предпрофильной подготовки.

Анализ указанных противоречий позволил сформулировать проблему исследования: как должна осуществляться предпрофильная подготовка учащихся 7-9 классов в рамках домашнего экспериментального практикума с целью обеспечения их готовности к осознанному выбору профильного уровня изучения физики в старших классах?

В соответствии с указанной проблемой сформулирована тема исследования: «Домашний экспериментальный практикум по физике как средство предпрофильной подготовки учащихся основной школы».

Объект исследования: процесс обучения физике в основной школе, обеспечивающий формирование готовности учащихся к выбору профильного уровня изучения физики в старших классах.

Предмет исследования: домашний экспериментальный практикум по физике как средство предпрофильной подготовки учащихся основной школы.

Цель исследования состоит в обосновании, разработке и реализации методики проведения домашнего экспериментального практикума как средства формирования готовности учащихся к выбору профильного уровня изучения физики при их переходе в старшую школу.

Гипотеза исследования: применение домашнего экспериментального практикума с целью формирования готовности учащихся основной школы к выбору профильного уровня изучения физики в старших классах будет успешным, если:

психолого-педагогическое сопровождение выбора профильного уровня обучения физике будет организовано в соответствии с этапами становления готовности к выбору (мотивация, ориентирование, исполнение, самоконтроль, самоопределение, выбор) и включать в качестве основных направлений реализации стимулирование предпрофильной подготовки, профориентацию и планирование предпрофильной подготовки, дидактическую поддержку освоения избранных видов деятельности, внешний контроль результатов и диагностику готовности, содействие самоопределению и рекомендации по выбору;

система заданий практикума будет обеспечивать освоение учащимися опыта выполнения наблюдений и экспериментов в соответствии с их видовым разнообразием в физике как области научного знания (по месту в системе научного познания, познавательной цели, средствам и технологии постановки (натурных, в том числе с применением элементов IT и робототехники, компьютерных));

самостоятельная работа по выполнению заданий практикума будет построена с применением комплекса источников информации открытой информационно-образовательной среды (природа, «вторая природа», учебная книга и дополнительная литература, виртуальная среда с ее ресурсами и ин-

струментами, среда коммуникаций и игровая среда), который является условием индивидуализации учебной работы школьников и реализации их творческой активности;

– предъявление учебного материала и управление познавательной деятельностью учащихся будет осуществляться на основе кейс- и web-технологий дистанционного сопровождения учебного процесса.

Задачи исследования:

1. На основе анализа психолого-педагогической и научно-методической литературы, нормативных документов сферы образования определить состояние разработки проблемы предпрофильной подготовки учащихся основной школы. Изучить особенности современной практики формирования готовности учащихся 7-9 классов к выбору профильного уровня обучения физике при их переходе в старшую школу.

2. Обосновать возможность применения домашнего экспериментального практикума по физике с целью предпрофильной подготовки учащихся. Определить теоретические основы методики предпрофильного обучения в рамках данной формы организации учебных занятий.

3. Разработать содержание и методику проведения домашнего экспериментального практикума, обеспечивающие формирование готовности школьников к выбору профильного уровня изучения физики в старших классах.

4. Создать цифровой образовательный ресурс, реализующий современные технологии дидактического сопровождения домашнего экспериментального практикума.

5. Осуществить в опытно-поисковой работе проверку гипотезы исследования.
Теоретико-методологические основы исследования составили работы:

в области теории и практики дифференцированного обучения, в том числе про
фильной дифференциации обучения физике (И. М. Осмоловская, Н. С. Пурыше-
ва, Г. Н. Степанова); по организации предпрофильной дифференциации обуче
ния (С. С. Кравцов, Н. А. Южанина); по проблеме формирования готовности
к деятельности (М. Ю. Абрамова, М. И. Дьяченко и Л. А. Кандыбович); в обла
сти содержания и методики организации учебного эксперимента (В. А. Буров,
Б. С. Зворыкин, С. Е. Каменецкий, А. А. Покровский, Н. С. Пурышева,

А. В. Усова, Т. Н. Шамало); по проблеме организации домашней учебной рабо
ты по физике (А. Ф. Дергачёва, С. Е. Каменецкий, В. П. Орехов, А. В. Усова),
включая проведение домашних наблюдений и экспериментов (М. Ю. Адамов,
Т. Д. Бердалиева, З. А. Вологодская, В. С. Данюшенков, E. C. Дементьева,
П. В. Зуев, М. Г. Ковтунович, О. В. Коршунова, С. Ф. Покровский,

С. И. Юров); в области дистанционного обучения (Е. С. Полат, А. Е. Петров, М. А. Татаринова) и применения средств ИКТ в учебном процессе по физике (С. В. Еремин, Е. В. Оспенникова, А. В. Смирнов).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: эмпирические – анализ нормативных документов, учебных программ, учебников и учебных пособий для основной и средней школы; изучение педагогического опыта учителей и результатов педагогических исследований;

педагогическое наблюдение и опытно-поисковая работа; систематизация и обобщение педагогических фактов; теоретические – анализ моделей обучения в психологии и дидактике, их прогностического и объясняющего потенциалов, противоречий в системе теоретического знания; выдвижение гипотез и теоретическое моделирование учебного процесса.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечена: всесторонним анализом поставленной проблемы, применением современной методологии исследования, разнообразием методов опытно-поисковой работы (ОПР) и корректностью их применения, контролируемостью условий проведения экспериментального исследования и воспроизводимостью его результатов, применением методов математической статистики с целью определения надежности и достоверности выводов по итогам ОПР, признанием педагогической общественностью основных идей и результатов исследования.

Научная новизна исследования

1. В отличие от исследований Р. Я. Симонян (2004), В. Ю. Прокловой (2005),
Е. А. Карпухиной (2008), Н. В. Ключниковой (2010), в которых рассматриваются
содержание элективных курсов по физике и способы управления познавательной
деятельностью учащихся в условиях предпрофильной подготовки, в настоящей
работе обоснована необходимость и реализован комплексный подход к форми
рованию готовности школьников к выбору профильного уровня обучения физи
ке. Теоретической основой данного подхода является содержание психолого-
педагогического сопровождения выбора профильного уровня обучения физике,
разработанное в соответствии с этапами становления готовности к данному вы
бору. В качестве одного из средств предпрофильной подготовки используется
домашний экспериментальный практикум по физике.

2. Разработана и теоретически обоснована методика проведения домашнего экспериментального практикума, обеспечивающая формирование готовности учащихся к выбору физики как профильного учебного предмета в старших классах.

3. Определены структура и содержание цифрового образовательного ресурса, предназначенного для дидактического сопровождения домашнего экспериментального практикума (предъявления учебного материала и управления познавательной деятельностью учащихся).

4. Предложены варианты проведения домашнего экспериментального
практикума по физике в условиях предпрофильного обучения: как формы
организации занятий элективного курса (предметно-ориентированной про
бы), формы домашнего обучения, формы обучения в рамках дополнительно
го образования и самообразования.

Теоретическая значимость исследования:

1. Раскрыто содержание процедуры выбора профиля обучения (мотивация, ориентирование, исполнение, самоконтроль, самоопределение, выбор) и определены составляющие ее психолого-педагогической поддержки: стимулирование, профориентация и планирование предпрофильной подготовки,

ее сопровождение, внешний контроль результатов подготовки и диагностика готовности, содействие процессу самоопределения и рекомендации по выбору.

4. Выделены этапы предпрофильной подготовки к осознанному выбору профильного уровня обучения физике (предварительный, основной и заключительный). Дана характеристика деятельности учителя и учащихся на каждом этапе. Сформулированы психолого-педагогические условия формирования готовности школьников к выбору физики как профильного предмета.

5. Уточнены виды элективных курсов по физике. На основе фасетного метода построения классификации разработана модель методического конструктора для проектирования видового разнообразия элективных курсов.

6. Обоснована необходимость и возможность применения домашнего экспериментального практикума по физике как элективного учебного курса (предметно-ориентированной пробы) с целью предпрофильной подготовки школьников. Определены внешние и внутренние признаки данной формы организации учебных занятий по предмету.

7. Разработаны модель элективного курса «Домашний экспериментальный практикум по физике» и модель цифрового образовательного ресурса «Домашний физический эксперимент. 7-9 классы» как средства дидактического сопровождения практикума.

8. Предложены критерии диагностики уровня готовности учащихся к выбору профильного уровня изучения физики в старшей школе: наличие предпочитаемой области знания и мотивации к продолжению обучения в данной области; знание возможностей избираемой предметной области относительно будущей профессиональной деятельности и требований к личностным качествам специалиста; готовность к выполнению основных видов учебно-познавательной деятельности в данной предметной области; готовность к самоопределению и самоконтролю правильности выбора предметной области знания для изучения на профильном уровне.

Практическая значимость исследования состоит в доведении теоретических решений поставленной проблемы до уровня их практического применения и внедрения в образовательный процесс: 1) разработан элективный курс «Домашний экспериментальный практикум по физике (7-9 классы)»; 2) создан цифровой образовательный ресурс «Домашний физический эксперимент. 7-9 классы», обеспечивающий дистанционную поддержку занятий практикума на основе кейс- и web-технологий ее реализации, в том числе облачных технологий организации образовательной коммуникации; 3) подготовлено учебно-методическое пособие «Организация домашнего физического эксперимента в условиях предпрофильной подготовки учащихся в средней школе», включающее характеристику практикума как формы предпрофильного обучения и методические рекомендации учителю физики по его проведению.

Этапы исследования. На первом этапе (2006-2009 гг.) был проведен анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы по проблеме исследования, определены его теоретические основы. Дано обоснование необходимости совершенствования содержания и методики

предпрофильной подготовки учащихся по физике, поиска ее новых форм и средств. Проанализированы возможности организации домашнего физического практикума как самостоятельной формы организации учебных занятий с целью формирования готовности учащихся к выбору профильного уровня изучения физики в старших классах. Сформулированы цели, определены объект, предмет, гипотеза и задачи исследования. Разработан план опытно-поисковой работы (далее ОПР), реализован ее констатирующий этап. На втором этапе (2010-2012 гг.) разработаны дидактическая модель и методика проведения домашнего экспериментального практикума как средства предпрофильной подготовки учащихся по физике. Дано их теоретическое обоснование на основе анализа сущности и закономерностей формирования готовности к выбору как сложного личностного образования. Разработана модель и создан цифровой образовательный ресурс с целью дидактической поддержки домашней экспериментальной работы учащихся. Выявлены критерии и показатели диагностики уровня готовности выпускников основной школы к выбору будущего профиля обучения. На поисковом этапе ОПР проведены апробация и корректировка модели и методики проведения домашнего экспериментального практикума по физике, а также его дидактического обеспечения. На третьем этапе (2013-2018 гг.) реализован формирующий этап ОПР с целью проверки справедливости гипотезы исследования. Выполнены обработка, анализ и обобщение полученных результатов, сформулированы выводы, оформлен текст диссертации. Подготовлены учебно-методическое пособие и научно-методические статьи.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись на конференциях международного уровня: «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» (Москва, 2010, 2011); «Реализация национальной образовательной инициативы «Наша новая школа» в процессе обучения физике, информатике и математике» (Екатеринбург, 2010); «Электронные ресурсы в непрерывном образовании», Туапсе, 2010); «Розвиток iнтелек-туальных умiнь i творчих здiбностей учнiв та студентiв у процесi навчання дисциплiн природничо-математичного циклу», (Сумы, 2012); «Математическое образование» (Ереван, 2015); всероссийского уровня: «Математика и математическое образование: современные тенденции и перспективы развития» (Саранск, 2015); регионального уровня: «Проблемы естественно-математического образования в исследованиях профессионально-ориентированной личности» (Соликамск, 2011); «Современные тенденции физико-математического образования: школа – вуз» (Соликамск, 2015, 2016, 2017). Результаты исследования были использованы в учебном процессе общеобразовательных школ МАОУ «ООШ № 13», МАОУ «ООШ № 16», МАОУ «Гимназия № 1» г. Соликамска Пермского края. Проведена апробация разработанных дидактических и методических материалов на базе Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета в рамках учебной дисциплины «Методика обучения физике» и в ходе педагогической практики студентов физического факультета на базе МАОУ «СОШ № 50» и МАОУ «Гимназия № 5» г. Перми.

Положения, выносимые на защиту:

1. Интерес к выполнению опытов и владение основами экспериментально
го метода познания являются важными составляющими готовности выпускни
ков основной школы к продолжению изучения физики на профильном уровне.
Дополнительные возможности освоения учащимися 7-9 классов деятельности
по выполнению опытов могут быть обеспечены за счет включения в учебный
процесс домашнего экспериментального практикума как самостоятельной
формы организации учебных занятий по физике.

Домашний экспериментальный практикум, реализуемый в условиях современной информационно-образовательной среды, может с успехом использоваться не только в качестве формы учебных занятий по предмету, но и как элективный учебный курс (предметно-ориентированная проба) с целью формирования готовности учащихся основной школы к выбору профильного уровня изучения физики в старших классах.

9. Формирование готовности учащихся к выбору профильного уровня изучения физики осуществляется поэтапно. Содержание деятельности учащихся на предварительном, основном и заключительном этапах должно соответствовать процедуре выбора профиля обучения (мотивация, ориентирование, исполнение, самоконтроль, самоопределение, выбор). В логике данной процедуры учителю необходимо обеспечить психолого-педагогическую поддержку становления готовности к этому выбору (стимулирование, профориентация и планирование предпрофильной подготовки, ее сопровождение, внешний контроль результатов подготовки и диагностика готовности, содействие процессу самоопределения и рекомендации по выбору).

10. Дидактическая модель домашнего экспериментального практикума по физике должна быть разработана и реализована не только с учетом общей стратегии обучения, построенной в соответствии с этапами становления готовности учащихся к выбору профиля обучения, но и включать частные обучающие стратегии, обеспечивающие индивидуализацию программы освоения данного элективного курса: ускоренного обучения; обогащения программы индивидуального обучения; обеспечения междисциплинарного характера обучения - для наиболее способных и заинтересованных учащихся; детализации дидактического сопровождения - для менее способных школьников.

11. Основу методики обучения школьников в рамках занятий практикума должны составлять:

-система домашних учебных заданий, обеспечивающая выполнение наблюдений и экспериментов в соответствии с их видовым разнообразием в физике как области научного знания: по месту в системе научного познания, познавательной цели, средствам и технологии постановки (натурных, в том числе с применением элементов IT и робототехники; компьютерных);

-комплекс источников информации открытой информационно-образовательной среды (природа, «вторая природа», учебная книга и дополнительная литература, виртуальная среда с ее ресурсами и инструментами, среда коммуни-

каций и игровая среда) как средство обеспечения индивидуализации обучения и творческой активности учащихся;

цифровые технологии предъявления учебного материала и управления познавательной деятельностью учащихся.

Средством дидактического сопровождения домашнего экспериментального практикума может стать цифровой образовательный ресурс, реализующий кейс- и web-технологии дистанционной поддержки самостоятельной работы школьников и обеспечения их образовательных коммуникаций.

5. Применение предложенной методики организации элективного курса «Домашний экспериментальный практикум по физике» будет способствовать формированию готовности учащихся основной школы к сознательному выбору профильного уровня изучения предмета в старших классах.

6. Критериями диагностики готовности учащихся к выбору профильного уровня изучения физики могут служить: наличие предпочитаемой области знания и мотивации к продолжению обучения в данной области, знание возможностей избираемой предметной области относительно будущей профессиональной деятельности и требований к личностным качествам специалиста, готовность к выполнению основных видов учебно-познавательной деятельности в данной предметной области, готовность к самоопределению и самоконтролю правильности выбора предметной области знания для ее изучения на профильном уровне.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 189 страницах, состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, включающего 179 источников и 7 приложений.

Состояние проблемы предпрофильной подготовки по физике в основной школе

На современном этапе развития общества к системе среднего общего образования предъявляются серьезные требования: полноценное личностное развитие учащихся, качественное обучение и обеспечение безопасности образовательной среды, профессиональная ориентация и предпрофессиональ-ная подготовка. Обучение и воспитание в средней школе должны быть направлены на максимальное раскрытие индивидуальных способностей учащихся и обеспечение их личностных достижений, проявляющихся: « … в ответственности за результаты обучения; способности делать осознанный выбор своей образовательной траектории, в том числе выбор профессии; ценностно-смысловых установках, формируемых средствами различных предметов в рамках системы общего образования» [111, с. 182].

Во многих странах подготовка учащихся к выбору будущей профессии осуществляется благодаря организации профильного обучения в старшей школе. Модели профильной подготовки различны, и некоторые из них включают в качестве первого этапа предпрофильную подготовку учащихся в основной школе.

Важно отметить, что представления о профильном обучении формировались в педагогической науке в русле развития теории и практики дифференциации учебно-воспитательного процесса. В этой связи в рамках настоящего исследования с целью более основательного изучения содержания и особенностей предпрофильной подготовки учащихся были предварительно рассмотрены:

1) общие вопросы проблемы дифференцированного обучения: развитие практики дифференцированного подхода к организации учебного процесса в системе отечественного образования (исторический аспект) (А.И. Арапов, Е.В Воронина, Б.Л. Вульфсон, А.В. Резник, И.М. Осмоловская, Н.С. Пуры шева и др.); особенности современного этапа в развитии системы диффе ренциации обучения в отечественном образовании (Приложение 1 (1.1;1.2));

2) психолого-педагогические аспекты дифференцированного обучения и его понятийный аппарат (понятие «дифференциация обучения», виды и формы, модели, методики и технологии, а также средства дифференциро ванного обучения) (Н.Н. Войткевич, В.П. Беспалько, Д. Глейзер, В.В. Гузеев, Н.Ю. Деревякина, С.С. Кравцов, И.М. Осмоловская, Н.С. Пурышева, А.Л. Сиротюк, И.Э.Унт, Н.А. Южанина, Н.П. Гузик, В.В. Фирсов, В.В. Гу зеев, О.С. Хабарова, Л.И. Щипулина, Н.В. Паскевич, Д.Л. Сайдамадова и др.) (Приложение 1 (1.3));

3) особенности разработки проблемы дифференцированного подхода к обучению за рубежом (Л. де Калувэ, Э. Маркс, М. Петри, M. Bnsch, A. Riedl, M. Necker-Zeiher, B. Clark, J.S. Renzulli и S.M. Reis, R.J. Sternberg и J.E. Da vidson, C.A. Tomlinson , F. Archambault, S.Dobins, K. West-berg, T. Salvin, J.S. Renzulli, N.E. Gronlund, B.S. Bloom, R.M. Gagne, J.B. Carroll и др.) (При ложение 1 (1.4)).

Обстоятельно изучались вопросы теории и практики дифференциации обучения физике (Е.А. Веденеева [16], Н.Л. Бушуева [14], Л.Б. Лозовская [78], Н.С. Пурышева [114], Г.Н. Степанова [131], С.В. Еремин (2009) [39], З.Т. Бустубаева (2011) [13] и др.), в том числе профильной дифференциации. Анализировались работы, посвященные различным аспектам профильного обучения по предмету (Г.Н. Степанова [131], Н.В. Кочергина [71], О.Я. Емельянова [38], Т.И. Ермакова [40], Н.Д. Зырянова [59], Е.Г. Светич [120], С.И. Официн [104], А.М. Мехнин [86], Н.С. Пурышева [114], Н.Б. Федорова [140] и др.) (Приложение 1 (1.5;1.6)). Итогом данной работы явилось уточнение этапов разработки проблемы дифференциации обучения и его реализации в отечественном образовании (вторая половина XIX – начало XX в. (дореволюционный этап); 1917–1930 гг.; 1931–1945 гг.; 1945–1991 гг.; 1991–2016 гг. (современный этап). Дана характеристика этапов и раскрыты ключевые особенности современного (четвертого) этапа становления системы дифференциации обучения в России, включая его профильную дифференциацию (Приложение 1 (1.2)). Решена задача определения основных направлений отечественных педагогических исследований по проблеме дифференциации и индивидуализации обучения, в том числе исследований, выполненных по методике обучения физике. Дана характеристика направлений исследований, проводимых по проблемам профильной дифференциации обучения и, в частности, профильной подготовки учащихся по физике (Приложение 1 (1.6)).

Анализ истории становления дифференцированного обучения в России и за рубежом, а также особенностей современного этапа его развития свидетельствует о том, что во все исторические периоды оно было направлено на решение двух важных проблем: 1) обеспечение индивидуализации обучения на основе максимального возможного учета интересов и способностей и с целью их наиболее эффективного развития; 2) достижение преемственности общего и профессионального образования.

Подходы к реализации дифференцированного обучения на всех этапах исторического развития определялись двумя основными факторами: 1) социальным заказом, связанным с необходимостью удовлетворения текущих потребностей отечественного производства, науки и культуры, а также потребностей ближайшей перспективы их развития; 2) актуальной парадигмой образования, существенное влияние на которую оказывает политическое устройство государства, а также достижения отечественной и зарубежной педагогической теории и практики.

«Жесткие» формы дифференциации обучения конца XIX и начала XX столетия (сословные, профессиональные с внешним строго регламентированным выбором) сменились во второй половине XX и начале XXI в. разнообразием ее «мягких» форм в виде гибких федеральных, региональных и внутришкольных моделей профилирования обучения.

Уже в первое десятилетие 2000-х состоялась достаточно успешная попытка установить оптимальное соотношение между стандартизацией образования и возможностью демократического выбора учащимися его содержания, форм и средств с целью максимальной индивидуализации образовательных маршрутов с учетом своих возможностей, склонностей и интересов. Профильная старшая школа с многообразием элективных курсов, развитой системой форм, средств и методов обучения, форм организации учебных занятий, ресурсов виртуальной образовательной среды для очного (контактного) и дистанционного учебного процесса, дополненного возможностью подготовки в открытом образовательном пространстве, обеспечивает на сегодня решение достаточно полного комплекса задач дифференциации обучения, создает необходимые условия для продвижения каждого школьника по отвечающей его индивидуальным запросам образовательной траектории, а также для его профильного и профессионального самоопределения.

По результатам анализа научно-методических исследований, выполненных по проблеме профильной подготовки учащихся при обучении физике, можно сделать следующие выводы: 1) определены концептуальные подходы к дифференциации содержания обучения физике для разных профилей; разработаны методические основы отбора содержания учебного материала для конструирования в рамках данных профилей курса физики (Н.С. Пурышева); 2) при достаточной ограниченности направлений научно-методических исследований данной проблемы приоритетным из них является разработка частных вопросов методики организации профильного обучения по предмету, а именно методики преподавания учебных тем и разделов курса физики на углубленном уровне, включая вопросы современной науки и ее технических приложений (Г.Н. Степанова, Н.В. Кочергина, Т.И. Ермакова, Е.Г. Светич, С.И. Официн, А.М. Мехнин); 3) только отдельные работы посвящены общим вопросам профильной подготовки учащихся по предмету: методике организации некоторых видов деятельности учащихся по физике в классах различных профилей обучения, вопросам дифференциации средств контроля на занятиях по физике в условиях профильного обучения, разработке и применению специальных технологий обучения физике в старшей профильной школе и организации профориентационой работы средствами данного учебного предмета (О.Я. Емельянова, Н.Б. Федорова Н.Д. Зырянова). Отметим, что исследования по третьему из указанных направлений были выполнены в период с 1995 по 2006 гг.

Результаты проведенных исследований по проблемам дифференциации обучения послужили основанием для выбора направления настоящего исследования и разработки его теоретических основ. В рамках настоящей работы рассматривается проблема профильной дифференциации обучаемых и исследуется такая важная ее составляющая, как предпрофильная дифференциация, являющаяся важным средством подготовки учащихся основной школы к сознательному выбору профиля обучения при их переходе в старшие классы.

Проблемы организации предпрофильной дифференциации (далее ПД) обсуждаются в педагогических в работах Н.А. Южаниной (2004) [154], Р.Я. Симонян (2004) [121], Л.П. Жуковой (2005) [45], Ф.А. Зуевой (2006) [58], С.Г. Молчанова (2006) [87] и А.Ю. Закиевой (2007) [46], С.Ю. Горбатюк (2008) [21], Р.М. Мелекесовой (2011) [81], О.Е. Аверчинковой (2011) [3], Ю.Н. Пудовкиной (2012) [113] и др. Рассмотрим понятийный аппарат теории и практики ПД.

Элективные курсы как ведущая форма предпрофильной подготовки по физике в 7-9 классах средней школы

Согласно концепции профилирования среднего общего образования, ведущей формой предпрофильной подготовки учащихся основной школы являются элективные курсы (ЭК). Система элективных курсов в основной школе, их учебно-методическое обеспечение, методика и технологии организации – важная часть информационно-образовательного пространства предпрофильной дифференциации обучаемых и базовая составляющая их целенаправленной подготовки к сознательному выбору будущего профиля обучения.

ЭК – основа построения индивидуальных образовательных программ. Их назначение состоит в обеспечении вариативности и свободы выбора учащимися содержания предпрофильного обучения в соответствии с их интересами, способностями и начальными профессиональными устремлениями. В Концепции профилирования образовательной подготовки учащихся в средней школе определены типы элективных курсов для основной и старшей профильной школы [70, 107, 106]. В Приложении 2 (2.1) дана их общая характеристика. В педагогических исследованиях предпринимаются попытки дальнейшей видовой дифференциации элективных курсов предпрофильной и профильной подготовки учащихся. С целью определения видового разнообразия ЭК авторы преимущественно развивают уровневый и функциональный подходы к их классификации. Это имеет место при построении классификаций ЭК как для основной школы (Р.Я. Симонян [121], Л.Л. Куулар [75], Г.А. Воронина [20], О.Е. Аверчинкова [3] и др.), так и для старшей школы (В.А. Орлов [95], С.С. Кравцов [72], И.В. Рябцева [118] и др.) (Приложение 2 (2.2)).

При построении классификаций исследователи, как правило, применяют иерархический метод. Согласно этому методу заданное множество объектов последовательно делится на подчиненные подмножества. Основанием деления служит некоторый признак [63]. Отметим, что признаки деления ЭК на виды и подвиды, используемые в исследованиях разных авторов, существенно отличаются. Исследователям не всегда удается построить логически непротиворечивую и в достаточной мере развернутую (полную) иерархическую систему ЭК. Построение иерархии ЭК для основной и старшей профильной школы – актуальная проблема, которая требует продолжения исследований.

Помимо иерархического метода построения классификации существует фасетный метод, который подразумевает параллельное разделение множества объектов на независимые классификационные группировки, при этом не предполагается жёсткой классификационной структуры и заранее построенных конечных группировок [там же]. Классификационные группировки образуются путем комбинации значений, взятых из соответствующих фасетов. Последовательность расположения фасетов при образовании классификационной группировки задается фасетной формулой. Количество фасетных формул определяется возможными сочетаниями признаков.

В рамках настоящего исследования на основе применения фасетного метода построения классификаций и обобщения результатов работы других исследователей по выявлению видового разнообразия элективных курсов пред-профильной и профильной подготовки была реализована попытка построения обновленной системы видов элективных курсов. При построении данной системы учитывалась классификация ЭК, заданная нормативными документами по профильному обучению.

В нашем исследовании выделяются следующие основания классификации элективных курсов: 1) уровень образования; 2) назначение; 3) содержание; 4) глубина изложения учебного материала; 5) согласование с базовым учебным курсом; 6) доминирующие образовательные цели; 7) осваиваемый уровень научного познания; 8) доминирующие методы обучения; 9) технические средства обеспечения; 10) доминирующие формы организации учебных занятий; 11) место проведения; 12) объем часов на освоение программы курса (краткосрочные, долгосрочные) [50, 55]. В каждой классификационной группе элективных курсов выделено несколько их подвидов. В итоге предложенная нами классификация насчитывает более 65 разновидностей ЭК. Детализация данной классификации приведена в Приложении 2 (2.3). Отметим, что при построении классификации учитывались наиболее существенные признаки ЭК, которые важны для характеристики системы курсов пред-профильной и профильной подготовки учащихся. Разработанная классификация охватывает практически все ранее предложенные исследователями виды элективных курсов, а также включает типы и виды курсов, рекомендованные в нормативных документах по реализации профильного обучения. По мере развития современной информационно-образовательной среды возможно дополнение указанных выше оснований классификации и уточнение видового разнообразия ЭК в рамках отдельных их групп.

Фасетный метод построения классификации позволяет определить разнообразие конкретных ЭК. Конкретный вид курса определяется путем комбинации значений, взятых из соответствующих фасетов. Следует помнить, что элективные курсы, обладающие разными наборами фасетных значений, предназначены для решения вполне определенного круга конкретных задач профильного обучения. Примеры фасетных формул курсов и их описание представлены в Приложении 2 (2.4).

Преимуществом предложенной классификации является то, что она является инструментом для поиска новых видов курсов по выбору, позволяет учителю выбрать или сконструировать тот курс, который наиболее полно соответствует уровню образовательной подготовки учащихся, их познавательным интересам и профессиональным устремлениям, а также возможностям информационно-образовательной среды школы и ее сетевого окружения (И.М. Зенцова [50]).

В рамках настоящего исследования был проведен анализ содержания нескольких десятков (более 90) элективных курсов (далее ЭК) по физике для основной школы (7-9 классы) с целью оценки их видового разнообразия на основе представленной выше классификации. Были выявлены основные предпочтения учителей СОШ, преподавателей вузов и методистов, занимающихся разработкой данных курсов (Приложение 2 (2.5)).

Среди разработанных ЭК выделены курсы экспериментальной направленности. По результатам анализа содержания данных курсов можно сделать следующие выводы.

1. В составе ЭК, рекомендуемых для основной школы, представлены курсы, связанные с организацией физического эксперимента. Их доля составляет 48,8% от общего числа. Физический эксперимент примерно в 30% ЭК составляет основное содержание программы обучения, еще в 18,8% ЭК эксперимент используется лишь на отдельных занятиях курса.

2. При разработке элективных курсов экспериментальной направленности авторы ставят задачи формирования у учащихся методологических знаний (в частности, о цикле познания в естественных науках, роли эксперимента в познании, отдельных особенностях техники измерений, структуре индукции как метода познания на его эмпирическом уровне). К практическим задачам ЭК относят формирование у учащихся познавательных умений: наблюдать и изучать явления, описывать результаты наблюдений, выдвигать гипотезы, строить план исследования, отбирать и изготавливать необходимые приборы, выполнять измерения, вычислять погрешности прямых и косвенных измерений, представлять результаты измерений в виде таблиц и графиков, интерпретировать результаты эксперимента, делать выводы.

3. В большинстве случаев курсы не поддерживаются необходимыми для решения поставленных задач комплектами дидактических материалов, в которых раскрывается в необходимом объеме понятийный аппарат методо логического знания, изложены содержание основных экспериментальных действий и обобщенные подходы к их выполнению, представлены примеры выполнения отдельных экспериментальных заданий. Процесс формирования методологических знаний и умений осуществляется в рамках данных курсов преимущественно на основе прямого управления деятельностью учащихся со стороны учителя.

4. Сравнительно редко используются в рамках ЭК имеющиеся в открытом образовательном пространстве как полиграфические, так и цифровые ресурсы по физическим наблюдениям и экспериментам (учебные тексты, аудио- и видеоматериалы, иллюстрации, анимации и интерактивные модели, симуляторы и тренажеры). Процент курсов с организацией эксперимента в условиях применения ресурсов виртуальной среды составляет всего 5,6%.

5. Недостаточно ЭК, связанных с освоением современных технологий постановки эксперимента, применением новых, в том числе виртуальных, инструментов учебного познания (современные IT-инструменты для фиксации и обработки результатов наблюдений и экспериментов, а также для представления полученных результатов). В условиях перехода учебной промышленности на выпуск учебного оборудования, стыкуемого с компьютерной техникой (аналого-цифровых преобразователей, датчиков для изменения физических величин), и учебного ПО для обработки и представления данных эксперимента элективные курсы этой направленности должны стать предметом разработки и активного внедрения в учебный процесс по физике.

Дидактическая модель и методика преподавания элективного курса «Домашний экспериментальный практикум по физике» для учащихся основной школы

Теоретической основой построения дидактической модели домашнего экспериментального практикума как средства формирования готовности учащихся к выбору профильного уровня обучения физике является содержание общей стратегии обучения, базирующей на понимании психологического механизма формирования готовности данного вида и этапов ее становления. Данная стратегия разработана в рамках настоящего исследования и представлена в таблице 2. В содержании предложенной стратегии показано соответствие компонентов готовности и направлений профессиональной деятельности учителя физики.

Результативность указанной стратегии проведения домашнего экспериментального практикума (далее ДЭП) как средства формирования готовности учащихся основной школы к выбору профильного уровня обучения физике оценивалась в рамках опытно-поисковой работы (см. п. 3.2).

Рассмотрим содержание дидактической модели ДЭП по физике. В основу ее построения положены современные представления: о системе целей и результатах обучения в средней общеобразовательной школе, обобщенной модели учебного процесса, модели системы методов обучения и системе его организационных форм, технологиях обучения. Данные представления конкретизированы применительно к домашнему экспериментальному практикуму как самостоятельной форме организации учебного процесса по физике. Разработанная модель ДЭП носит гипотетический характер. На основе систематизации и обобщения результатов применения в практике работы средней школы предложенной модели ДЭП возможно уточнение структуры и содержания ее элементов.

В модели ДЭП представлены следующие элементы: образовательные цели; содержание обучения; информационно-образовательная среда обучения; стратегии, методы и технологии обучения, ориентированные на формирование готовности учащихся к выбору профиля обучении; результаты обучения (рис. 2). Дидактическая модель домашнего экспериментального практикума отражает его общую концепцию как самостоятельной формы организации учебных занятий, ориентированной на формирование готовности учащихся 7-9 классов к выбору профильного уровня обучения физике в старшей школе.

Содержание элементов модели ДЭП и методика их реализации определяются ее я д р о м – сущностью феномена готовности к выбору, механизмом становления данной готовности и соответствующими данному механизму психолого-педагогическими условиями ее формирования. Каждый элемент модели имеет собственную структуру и допускает различные варианты реализации.

Рассмотрим содержание составляющих модель ДЭП элементов и общие положения методики их реализации в учебном процессе [48, 49].

I. Образовательные цели домашнего экспериментального практикума. Данный практикум, реализуемый как элективный курс в системе пред-профильной подготовки, является средством обогащения опыта экспериментальных исследований и эффективной подсистемой методологической подготовки учащихся в области экспериментальной физики.

Система учебных заданий ДЭП обеспечивает знакомство учащихся с опытами различных видов. Освоению подлежит практика планирования и проведения опытов, отличающихся, прежде всего, местом эксперимента в системе научного познания, познавательной целью и технологией постановки. Видовое разнообразие и содержание учебных экспериментальных заданий, реализуемые способы и технологии организации учебной деятельности, ее познавательный инструментарий, индивидуальные и групповые формы работы направлены на достижение личностных, метапредметных и предметных результатов обучения. Главным достижением в системе личностных результатов обучения в рамках данного практикума является готовность учащихся к осознанному выбору профиля обучения в старших классах.

Реализуемый в учебном процессе по физике в 7-9 классах основной школы ДЭП как предметно-ориентированная проба позволяет учащимся проверить в итоге устойчивость интереса к предмету, общий уровень готовности к обучению и способность осваивать физику на повышенном уровне, в частности в области методологии физического эксперимента.

II. Содержание обучения. Тематически содержание ДЭП согласовано с содержанием курсов физики 7-9 классов и разработано в соответствии с требованиями ФГОС ООО и примерной образовательной программы по физике для основной школы. Методологическая информация для учащихся и экспериментальные задания для работы соответствуют следующим темам базового курса физики основной школы: физика и физические методы изучения природы, механические явления, тепловые явления, электромагнитные явления, квантовые явления [110].

В модели практикума предусмотрен модульный принцип построения образовательных траекторий освоения его содержания (рис. 2). ДЭП может быть организован как одномодульный практикум и представлять собой краткосрочный элективный курс (8-16 часов), включающий основные виды физического эксперимента по одной или разным учебным темам. Возможен практикум, состоящий из некоторого набора тематических модулей, освоение которых может осуществляться в течение полугода или года. При наличии устойчивого интереса к предмету и готовности к внутрипрофильной специализации в области экспериментальной физики учащиеся могут осваивать последовательно все тематические модули практикума в течение трех лет обучения (7-9 классы). В последнем случае школьники познакомятся практически со всеми видами физического эксперимента и методами их постановки.

Разнообразие содержания модулей определяется разнообразием разделов и тем курса физики основной школы, с одной стороны, и видовым разнообразием экспериментов и наблюдений по физике – с другой. Это фактически базовые параметры конструирования модулей ДЭП. Выбор комплекса экспериментальных заданий на основе разного сочетания этих параметров позволяет формировать модули специальной тематической и методологической направленности. Приведем примеры таких модулей: Модуль 1. Домашний исследовательский эксперимент по теме «Законы гидростатики»; Модуль 2. Натурный и компьютерный эксперименты по теме «Тепловые явления»; Модуль 3. Роботизированный физический эксперимент по теме «Законы механики»; Модуль 4. Экспериментальное исследование закономерностей протекания физических явлений (на материале разных учебных тем); Модуль 5. Измерительный физический эксперимент (на материале разных учебных тем); Модуль 6. Компьютерный физический эксперимент в изучении явлений природы (на материале разных учебных тем) и др. Наиболее продуктивными для предпрофильной подготовки являются долгосрочные домашние экспериментальные практикумы по физике (1-3 года). Возможно дополнение долгосрочных практикумов специализированными одномодульными ДЭП. За счет модульного подхода к проектированию программы ДЭП обеспечиваются необходимые условия для проектирования индивидуальных образовательных траекторий освоения учащимися программы методологической подготовки в области экспериментальной физики.

III. Информационно-образовательная среда обучения. Организация занятий ДЭП осуществляется в широкой информационно-образовательной среде, насыщенной разными источниками информации. В состав данной среды включены шесть основных источников информации: 1) среда учебного исследования - комплекс объектов и инструментов для экспериментального изучения явлений природы; 2) «вторая природа» - комплекс объектов домашней техники, учебные конструкторы; 3) учебная виртуальная среда с ее программным и аппаратным обеспечением в домашних условиях и школе; 4) учебная и научно-популярная книги; 5) среда коммуникации (учащиеся, учитель физики c позицией тьютора, учителя других общеобразовательных предметов, педагоги дополнительного образования, специалисты, родители); 6) учебная игровая среда [101, с. 74].

Первые три источника могут быть объединены в комплекс под названием «Домашняя лаборатория».

Результаты опытно-поисковой работы

Рассмотрим содержание и результаты опытно-поисковой работы (далее ОПР).

Констатирующий этап (2006–2009 гг.). В ходе данного этапа ОПР были поставлены и решены следующие задачи: 1) определение уровня готовности выпускников основной школы к выбору профиля обучения при их переходе в старшие классы; 2) оценка уровня сформированности отдельных составляющих готовности учащихся к данному выбору.

Поскольку одним из средств предпрофильной подготовки учащихся в рамках настоящего исследования является домашняя работа учащихся, то в связи с этим на констатирующем этапе ОПР были поставлены дополнительные задачи: 1) выявление видового разнообразия средств предъявления домашних заданий по физике, в том числе средств ИКТ; 2) определение места эксперимента в содержании домашней работы учащихся; 3) определение их предпочтений в выборе содержания и форм организации элективных курсов, в том числе реализуемых в домашних условиях.

На констатирующем этапе в опытно-поисковой работе участвовали учителя и учащиеся общеобразовательных школ г. Соликамска (194 учащихся и 7 учителей).

При оценке готовности выпускников основной школы к выбору профильного уровня обучения физике в старших классах в период с 2006 по 2009 гг. были получены следующие результаты: 1) низкий уровень готовности –56,1%, средний уровень –35,6%, высокий уровень – 8,3%. Повторный констатирующий эксперимент, состоявшийся в 2015 г., дал близкие результаты: низкий уровень – 50%, средний уровень –37,1%, высокий уровень – 12,9% (см. рис. 8). Полученные данные не противоречат результатам исследований, выполненных другими авторами. Так, например, по данным М.Г. Ершова (Пермь, 2015 г.), низкий уровень готовности к выбору профильного уровня изучения физики в старшей школе продемонстрировали – 37,5 % учащихся, средний – 50,0 % , высокий – 12,5% [42, с. 161].

Поэлементный анализ уровня готовности учащихся к выбору профиля обучения позволяет сделать следующие выводы:

1. Большинство учащихся (около 50%) достаточно уверенно определяют предпочитаемые для углубленного изучения области знания.

2. К основным мотивам выбора профиля обучения относятся познавательные (55,56%) и широкие социальные мотивы (66,67%). Недостаточно развита профессиональная мотивация (16,67%), что объясняется возрастом учащихся. В этот период школьники еще плохо ориентируются в перечне и содержании возможных направлений будущей трудовой деятельности и слабо представляют себе связь профиля обучения с конкретными профессиями (5,56%). Вместе с тем, почти каждый второй из них знает об уровне востребованности основных профессий (55,88%).

3. Выпускники 9 классов слабо ориентируются в профилях общеобразовательных школ города, но при этом достаточно ясно представляют себе состав профилей обучения в своей школе. Знают в целом о требованиях к уровню подготовки учащихся, выбирающих конкретные профили обучения, и, в частности, профиль с углублённым изучением физики (на среднем уровне – 67,57%, на высоком уровне – 21,62%).

4. Вполне объективно школьники 9 классов оценивают уровень своей предметной подготовки к обучению в старшей профильной школе. Только 10,3% учащихся считают, что готовы изучать физику на профильном уровне, что соответствует экспертной оценке их готовности (таблица 4).

В ходе диагностики готовности учащихся к профильному обучению физике в старшей школе оценивался уровень сформированности их методологических знаний и умений в области физического эксперимента (см. критерий 4 – готовность к исполнению основных видов познавательной деятельности, Приложение 7). С этой целью учащимся была предложена письменная работа (2 акад. часа). В работу были включены задания с выбором ответа и открытого типа. Содержание заданий было направлено на выявление уровня понимания учащимися структуры физического знания и статуса его отдельных элементов, сформированности представлений о методах эмпирического познания, последовательности подготовки и проведения опытов, способах выполнения основных экспериментальных действий.

По результатам диагностики выяснилось, что более половины учащихся отличают эксперимент от других методов научного познания (81,4%), способны выбрать цель эксперимента из предложенных вариантов (62,9%). Большинство школьников способно определить цену деления и пределы измерения шкалы прибора (75,4%), однако только треть из них может записать результат измерения с учетом погрешности (32,9%). Определить относительную погрешность измерения может лишь небольшая часть учеников (19,6%). Достаточно слабо у учащихся 9 классов сформированы умения выдвигать и обосновывать гипотезу эксперимента (менее 8%), проектировать экспериментальную установку, в том числе изображать ее схематически (15,5%). Они практически не умеют планировать ход опыта (2,1%). Правильно оформляет таблицы регистрации данных опыта только пятая часть школьников (22,7%). С построением графиков справилось 5,2% учащихся. Серьезные затруднения школьники испытывают в объяснении результатов эксперимента и формулировке вывода (0%). Около трети учащихся (30,9%) справляются с формулировкой вывода при наличии наводящих вопросов со стороны учителя. Полученные данные в целом совпадают с данными исследований естественнонаучной грамотности и экспериментальных умений выпускников основной школы, выполненных в последние годы В.Г. Разумовским, А.Ю. Пен-тиным, Г.Г. Никифоровым, Г.М. Поповой [115, 116]. Учащиеся, прошедшие диагностику, имеют достаточно низкий уровень методологической подготовки в области физического эксперимента. Значительная часть из них практически не готова изучать физику в старших классах на профильном уровне.

На констатирующем этапе ОПР было проведено изучение практики применения в составе домашней работы по физике экспериментальных заданий. Как показали результаты анкетирования, проведение эксперимента связывается с выполнением преимущественно текущих домашних заданий. Отметим, что по данным нашего исследования в период 2006–2009 гг. не более 15% учителей уделяли внимание домашней экспериментальной работе учащихся. В настоящее время (2015 – 17 гг.) – менее 5%. Учащиеся указывают на еще более низкий процент применения этого вида домашней работы (2%). Как правило, экспериментальные задания предлагают школьникам в начале изучения курса физики (7 класс). В 8-9 классах такие задания очень редко используются в учебном процессе. Вместе с тем, при анкетировании было выявлено, что значительную часть учащихся интересует проведение опытов в домашних условиях, на природе, в условиях городской инфраструктуры (более 40%).

Оценивалось реализуемое в учебной практике видовое разнообразие средств предъявления домашних заданий по физике. Результаты исследования показаны на рисунке 35.