Содержание к диссертации
Введение
НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ И ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОРИЕНТИРЫ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ 18
1.1. Методологическая культура и возможности ее достижения учащимися при изучении физики 18
1.2. Объективные составляющие методологической культуры учащихся 34
1.3. Субъективные составляющие методологической культуры учащихся 51
1.4. Оценка как научная категория и ее возможности в
формировании методологической культуры учащихся 70
Краткие итоги главы 1 79
ОСНОВЫ МЕТОДИКИ РАЗВИТИЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ УЧАЩИХСЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФИЗИЧЕСКИХ ОЦЕНОК 81
2.1. Методологическая направленность организации познавательной деятельности учащихся при использовании физических оценок 81
2.2. Конструирование содержания познавательной деятельности, направленной на развитие методологической культуры учащихся на основе физических оценок на уроках изучения новых знаний 89
2.2.1. Механика 94
2.2.2. Основы молекулярной физики и термодинамики 99
2.2.3. Основы электродинамики и оптики 104
2.2.4. Основы релятивистской и квантовой физики 108
2.3. Развитие методологической культуры учащихся на основе использования оценочных методов при обучении решению физических задач 115
2.3.1. Количественные оценки 123
2.3.2. Размерные оценки 134
2.3.3. Графические оценки 140
2.4. Оценочные методы как элементы проектного обучения физике 154
2.5. Возможности оценочных методов в содержательном обобщении знаний учащихся по физике 164
Краткие итоги главы 2 169
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ РАЗВИТИЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ УЧАЩИХСЯ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОЦЕНОЧНЫХ МЕТОДОВ В ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ 171
3.1. Организация и основное содержание педагогического эксперимента по использованию физических оценок в качестве средства развития методологической культуры учащихся 171
3.2. Итоги педагогического эксперимента по развитию методологической культуры учащихся на основе использования физических оценок 187
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 201
БИБЛИОГРАФИЯ 208
- Методологическая культура и возможности ее достижения учащимися при изучении физики
- Методологическая направленность организации познавательной деятельности учащихся при использовании физических оценок
- Организация и основное содержание педагогического эксперимента по использованию физических оценок в качестве средства развития методологической культуры учащихся
Введение к работе
«Очень часто упрощенная модель проливает больше света на то, как в действительности устроена природа явления, чем любое число вычислений ab initio ... В конце концов, идеальный расчет просто копирует природу и не объясняет ее»
Ф. Андерсон [2]
Актуальность исследования.
Развитие физики несет коренные изменения характера научных знаний, самого процесса физического познания и взаимоотношений знания и познания. Физические знания о мире становятся как более глубокими и фундаментальными, так и более детальными. Это видно из анализа генеральных направлений развития современной физики, таких как поиски универсальной картины взаимодействия и изучение нелинейных явлений. Достигнутые здесь физиками результаты привели к отказу в их объяснении от ряда фундаментальных положений, сформировавшихся в классической физике (например, механический детерминизм) и к появлению принципиально новых понятий, которые еще несколько десятилетий назад показались бы абсурдными -например, понятие «динамического хаоса».
Физические знания становятся более сложными для восприятия и осмысления не только школьниками, но и физиками - исследователями, работающими в разных областях науки и, как правило, не мгновенно понимающими друг друга. Быстрому взаимопониманию способствуют
количественные и качественные оценки, получаемые именно в рамках общей методологии физики, а не конкретного содержания различных теорий.
Характерная ситуация складывается и в образовании. При изучении физики, как отмечал П. Л. Капица [65], в отличие от изучения математики необходимо помнить, что как параметры, так и переменные величины в уравнениях, выражающих математические модели физических явлений, должны представляться конкретными реальными (правдоподобными) числовыми значениями. Быстрые качественные и количественные оценки последних по порядку величин позволяют представить их относительную значимость при описании изучаемого явления и приучают учащихся с самого начала разграничивать что существенно в данном явлении и определяет его протекание, а чем можно пренебречь.
Анализ тенденций образования позволяет рассматривать физику как основу интеллектуального развития школьников [70]. Интеллект проявляется в основном в решении проблем. В процессе обучения физике можно ставить различные учебные проблемы, относящиеся к фундаментальным и универсальным закономерностям взаимодействия частиц и полей, лежащим в основе других природных явлений -химических, биологических, астрономических, геологических и др.
Вышеизложенное выводит в разряд актуальных проблему поисков мобильных средств развития научного мышления и физического понимания учащихся до уровня методологической культуры, общей при изучении всех разделов курса физики средней школы. Таким средством, по-видимому, могут выступать именно физические оценки.
Основное противоречие, разрешаемое в ходе исследования - между необходимостью отражения в школьном физическом образовании
модельного характера научных знаний и отсутствием у учащихся массовых школ навыков самостоятельного создания физических моделей реальных явлений. На основе методологии физики и психолого-педагогических аспектов организации познавательной деятельности для решения противоречия предложена методика обучения учащихся разработке оценочных моделей и дальнейшей работе с ними по всем основным разделам курса физики средней школы.
Объект исследования - процесс совершенствования содержательных и методологических основ обучения физике.
Предмет исследования - процесс обучения получению физических оценок и их использованию в качестве средства развития методологической культуры учащихся при изучении различных разделов курса физики средней школы.
Цель исследования - изучение возможностей развития методологической культуры учащихся на уроках физики на основе использования оценочных методов и разработка методики обучения получению и использованию физических оценок в качестве средства развития методологической культуры учащихся.
В соответствии с целью были определены следующие задачи исследования:
На основе анализа физической, философской, методологической, психолого-педагогической и методической литературы изучить сущность понятия методологическая культура. Исследовать проявления методологической культуры в изучении физики.
Вскрыть условия становления методологической культуры в обучении физике и изучить влияние этого процесса на интеллектуальное развитие учащихся.
Найти критерии оценки уровня развития методологической культуры, практически приемлемые для обучения физике.
Изучить состояние вопроса о применимости оценочных методов для развития методологической культуры учащихся при обучении физике как учебной модели науки.
Обосновать подходы к развитию методологической культуры учащихся на основе методики обучения получению и использованию физических оценок в познавательной деятельности учащихся.
Разработать содержание методики развития методологической культуры учащихся на основе оценочных методов при изучении новых знаний и обучении решению физических задач-оценок.
Проследить прямые и косвенные результаты внедрения методики обучения получению и использованию физических оценок на качество обучения физике и интеллектуальное развитие учащихся.
Методы исследования подбирались по требованию адекватности задачам исследования. На разных этапах исследования использованы следующие методы: теоретический анализ литературы по проблеме исследования; изучение и обобщение передового педагогического опыта; анализ содержания и организации процесса обучения физике в школе; педагогические измерения (по результатам наблюдений, анкетирования учащихся и учителей, индивидуальных и групповых опросов учащихся, зачетов, экзаменов, физических олимпиад различного уровня); педагогический эксперимент со статистической обработкой его результатов.
Логика и основные этапы исследования
1 .Изучение передового педагогического опыта по использованию в обучении различных категорий учащихся оценочных методов.
Определение внутренних и внешних границ проблемы исследования. (2001/2002 уч. г.)
2. Изучение состояния проблемы развития методологической
культуры в отечественной и зарубежной педагогической теории и
практике. Изучение возможностей применения методологических
ориентиров базисной науки физики к обучению учащихся разработке,
оснащению и использованию оценочных моделей в основной и полной
средней школе. Изучение психолого-педагогических основ развития
методологической культуры в процессе обучения физике. Разработка
исходной гипотезы, цели, конкретных задач, предмета исследования.
Отбор понятийного аппарата и определение границ применимости
понятий. Уточнение тезауруса по проблеме исследования. Отбор и
апробация методов исследования. Проведение констатирующего этапа
педагогического эксперимента. Разработка и апробация практических
рекомендаций к использованию различных уровней и средств
методологии физики для обучения различных категорий учащихся
построению оценочных моделей. (2001/2002 уч . г.)
3. Теоретическое обоснование и практическая разработка
прикладного пакета развития методологической культуры учащихся путем
систематического использования оценочных методов для постановки
поискового и формирующего этапов педагогического эксперимента.
Апробация критериев эффективности методики. Проведение поискового
и формирующего этапов педагогического эксперимента с текущей
обработкой его результатов. (2001 - 2004 уч. гг.)
4. Проверка промежуточных и окончательных выводов в
контрольном педагогическом эксперименте. (2003/2004 уч. г.)
4. Обобщение и синтез теоретико-экспериментальных данных по проблеме исследования. Ретроспективная ревизия соответствия
развития методологической культуры учащихся целям общего среднего образования по физике. Завершение перевода концепции исследования в той ее части, в которой она оказалась состоятельной в ранг основных теоретических положений и выводов по проблеме исследования. Определение направлений дальнейшего использования характеристик, объективных и субъективных составляющих методологической культуры для совершенствования содержания и методов обучения физике. Внедрение разработанных основ развития методологической культуры учащихся в педагогическую практику в школах, а также в системы подготовки и повышения квалификации учителей физики. (2001 - 2004 уч. гг.)
Теоретике - методологической базой исследования явились:
труды классиков физики по фундаментальным, методологическим и мировоззренческим аспектам ключевых достижений классической и современной физики (Ф. Андерсон, Н. Бор, Л. де Бройль, Е. Вигнер, Г. Галилей, В. Гейзенберг, П. Дирак, П. Л. Капица, Л. Каданов, Дж. Максвелл, И. Ньютон, М. Планк, И. Пригожий, Э. Ферми, Р. Фейнман, В. А. Фок, Э. Шредингер, А. Эйнштейн и др.);
работы философов, историков и методологов физики по вопросам мировоззренческой и методологической интерпретации ключевых достижений физики (М. Вартофский, В. С. Готт, Д. П. Горский, Б. М. Кедров, В. В. Копнин, П. С. Кудрявцев, Б. Г. Кузнецов, М. Лауэ, Н. Ф. Овчинников, Б. И. Спасский, Ф. Франк и др.);
работы физиков-исследователей, имеющих принципиально важные методические результаты в области становления содержания обучения физике в средней школе (Г. А. Бордовский, Е. И. Бутиков, В. А. Извозчиков, В.Г.Горбацкий, А. С. Кондратьев, А. К. Кикоин, И. К. Кикоин,
Ю. Л. Климонтович, А. А. Самарский, А. Д. Суханов, С. Д. Ханин, Б. М. Яворский и др.)
- работы физиков-методистов по вопросам совершенствования
технологий и методологических основ научного познания в обучении
физике (Л. И. Анциферов, С. В. Бубликов, И. Б. Горбунова, Н. Е.
Важеевская, Р. Ю. Волковыский, П. А. Знаменский, П. В. Зуев, С. Е.
Каменецкий, Ф. П. Кесаманлы, В. В. Лаптев, В. В. Майер, В. Н.
Мощанский, А. В. Перышкин, Н. С. Пурышева, В. Г. Разумовский, И. И.
Соколов, Л. В. Тарасов, А. В. Усова, Т. Н. Шамало, Н. В. Шаронова и др.)
- исследования в области психологии развития интеллекта и
становления человека как субъекта деятельности (Б. Г. Ананьев, Г. Айзенк,
Б. Блум, Г. А. Берулава, Э. де Боно, Л. И. Божович, Д. Н. Богоявленская,
A. В. Брушлинский, В. В. Давыдов, Л. С. Выготский, П. Я. Гальперин, М.
С. Каган, Б. Ф. Ломов, Ж. Пиаже, С. Л. Рубинштейн, М. А. Холодная и др).
- работы, раскрывающие сущность процессов моделирования,
проектирования, прогнозирования и управления развитием
педагогических систем (Е. С. Заир-Бек, М. В. Кларин, Н. В. Кузьмина, Л.
B. Медведева, И. И. Соколова, А. П. Тряпицына, В. А. Якунин и др.).
- работы, раскрывающие различные аспекты методологической
культуры деятельности учителя (Е. В. Бережнова, В. И. Загвязинский, В. С.
Лукашов, П. Г. Кабанов, А. А. Касьян, В. К. Кириллов, В. В. Краевский, В.
А. Сластенин, В. Э. Тамарин и др.).
Концепция исследования состояла в разработке подходов к развитию методологической культуры учащихся на основе систематического использования оценочных методов при изучении учебного материала на уроках новых знаний, а также при обучении постановке и решению физических задач-оценок, вплоть до использования
физических оценок в обобщающем повторении и реализации элементов проектного обучения.
Гипотеза исследования. Объективные составляющие
методологической культуры усваиваются учащимися быстрее и субъективные составляющие развиваются интенсивнее по сравнению с существующим состоянием их усвоения и развития в массовой педагогической практике, если изучение содержания обучения физике строить на систематическом обучении учащихся получению и дальнейшему использованию количественных и качественных оценок. Условием этого является систематическое обучение постановке и решению физических задач-оценок по основным разделам курсов физики основной и полной средней школы. Понимание модельности физических знаний о природе, достигаемое при активном использовании качественных и количественных оценок, по-видимому, формирует черту научного мышления, проявляющуюся в умении разработки альтернативных оценочных моделей явлений, если использование какой-либо конкретной модели (неявно подразумеваемой авторами задачи, предложенной одноклассниками в процессе решения и т.д.) оказалось неудачным.
На защиту выносятся следующие положения.
І.При системно - деятельностном подходе к обучению методологическая культура учащихся может быть охарактеризована умениями: анализа любой субъективно новой ситуации реального мира, поставленной в виде проблемы на материале физики; подбора языка описания проблемной ситуации; выявления и формализации фундаментальных количественных характеристик и осмысления качественных аспектов проблемы; разработки, оснащения и использования физических моделей объектов, рассматриваемых в ситуации; доведения уровня понимания физической составляющей
проблемной ситуации до возможности теоретического предсказания характера и результатов ее развития во времени; использования результатов анализа разобранной физической проблемной ситуации к анализу сходных проблем.
Добиться ускоренного усвоения учащимися объективных и развития субъективных составляющих методологической культуры, возможно если познавательную деятельность учащихся конструировать на систематическом получении и дальнейшем использовании физических оценок. Объективными составляющими являются средства методологии физики, позволяющие на уровне знаний основной и полной средней школы получать быстрые качественные и количественные оценки относительно изучаемых вопросов. Субъективными составляющими выступают характеристики учащихся как субъектов обучения, из которых при систематической разработке и использовании огрубленных физических моделей наиболее заметно развиваются познавательные возможности, а также более сбалансировано проявляются качества творчески и критически мыслящих личностей.
В общем физическом образовании становится возможным не пассивное знакомство, а активное изучение учащимися принципиальных вопросов современной физики, если обучение конструировать на систематическом использовании оценочных методов. При этом обучение постановке и решению задач-оценок выступает условием интенсификации обучения качественному анализу физических явлений на уровне грубых приближений, не вызывающим перегрузки учащихся.
Основными критериями эффективности методики являются: 1. Умение учащихся корректно формулировать физические задачи-оценки из анализа окружающей действительности, характеризуемое качественным показателем успешности постановки физических заданії
оценок (77). Сущность 77 в следующем. В числитель заносим наибольшее число условий задач-оценок, корректно сформулированных учащимися класса, а в знаменатель наименьшее число задач-оценок, корректно сформулированных учащимися класса из анализа изучаемой действительности по теме урока. Для получения выводов об эффективности методики сопоставляем числители и знаменатели показателя 77 по экспериментальным и контрольным классам. Показатель 77 сопровождаем комментариями по следующим вопросам. 1)В каких формулировках задачи-оценки окажутся решаемыми на основе знаний, изученных к настоящему времени в данном классе? 2)Для решения каких задач-оценок потребуется изучить материал более высоких ступеней физического образования или организовать опережающее изучение ряда вопросов по программе данного класса? 5)Какие формулировки задач-оценок можно предложить учащимся более старшего или младшего возраста? ^Какие задачи-оценки, в которых присутствует содержательная или методологическая «изюминка» можно рекомендовать для проведения различных физических конкурсов и олимпиад различного уровня - от внутришкольных и выше?
2. Умение учащихся решать физические задачи-оценки, характеризуемое количественным коэффициентом успешности решения физических задач-оценок (К). Представить К можно в виде, выраженного в процентах, отношения числа п отметок «4» и «5», полученных учащимися по итогам выполнения контрольной работы, составленной из физических задач-оценок, к общему числу 7V полученных учащимися отметок при выполнении предложенной работы {K=(n/N)*100%).
Научная новизна исследования и полученных результатов.
1. В отличие от выполненных ранее работ, связывавших развитие методологической культуры с максимально возможным
приближением модельных представлений об изучаемом физическом объекте к реальному прототипу - как приближение субъекта к объекту, в настоящем исследовании основное внимание уделено достижению физического понимания качественной картины изучаемого явления путем обучения разработке предельно упрощенных оценочных моделей. Последнее соответствует опоре рассуждений на методологический принцип простоты и точке зрения физиков-исследователей об эвристическом значении упрощенных моделей (Ф. Андерсон, А. С. Кондратьев).
В работе доказано, что усвоение модельности научных знаний о природе, достигаемое при активном использовании физических качественных и количественных оценок в познавательной деятельности учащихся, формирует принципиально важную черту научного мышления, проявляющуюся в умении разработки альтернативных оценочных моделей явлений, если использование какой-либо конкретной модели (неявно подразумеваемой авторами задачи, предложенной одноклассниками в процессе решения и т.д.) оказалось неудачным.
Разработан подход, позволяющий, с одной стороны, повысить действенность физических знаний путем большего приближения содержания школьного образования к запросам учащихся о применимости изучаемого материала к анализу окружающих реальных явлений на качественном уровне; с другой стороны, оттенить научное значение и дедуктивную ценность методологии физики, при организации познавательной деятельности учащихся на основе постановок и решений соответствующих задач-оценок относительно реальных явлений, вызывающих интерес у учащихся.
Теоретическое значение результатов исследования.
1. Обоснована целесообразность введения термина
«методологическая культура» в теорию и методику обучения физике. Дана
общая характеристика, а также выделены объективные и субъективные
составляющие методологической культуры, достигаемые при обучении
физике.
Доказано, что при систематическом использовании оценочных методов в изучении содержания обучения физике основной и полной средней школы становление методологической культуры учащихся происходит более интенсивно по сравнению с темпом ее развития в традиционной педагогической практике.
Определено необходимое условие интенсификации развития методологической культуры в виде формирования умений ставить и решать физические задачи-оценки на основе возможностей оборудования школьного кабинета физики, наблюдений за окружающими природными явлениями, использования художественной и научно-популярной литературы по изучаемым темам курсов физики основной и полной средней школы.
4. Сформулированы критерии отбора задач-оценок для
повышения качества знаний учащихся по физике.
Практическое значение работы.
Разработано содержание методики обучения получению и использованию физических оценок в качестве средства развития методологической культуры учащихся. Содержание предложено в виде методических рекомендаций и разработок, применимых в массовой практике обучения учащихся с различными уровнями образованности по физике.
Для определения вклада оценочных методов в развитие методологической культуры учащихся введены и апробированы:
качественный показатель успешности постановки физических задач-оценок (77); количественный коэффициент успешности решения физических задач-оценок (К).
Достоверность и обоснованность результатов и выводов исследования обеспечивается разносторонним анализом проблемы; внутренней непротиворечивостью полученных результатов и их соответствием достижениям психологии и педагогики по развитию интеллекта учащихся; использованием разнообразных методов исследования, адекватных поставленным задачам; репрезентативностью и положительными результатами педагогического эксперимента, проводившегося в течение 2001 - 2004 учебных годов с участием на различных этапах 852 учащихся и 49 учителей Санкт-Петербурга.
Апробация результатов исследования.
Практические результаты исследования - содержание методики обучения получению физических оценок и их использованию в качестве средства развития методологической культуры учащихся апробировано в процессе проведения педагогического эксперимента, а также в практической работе автора с учащимися 7-8 классов кружка решения задач при АГ СПб ГУ, в работе автора в жюри физической олимпиады школьников Санкт-Петербурга, при прохождении ассистентской и доцентской практики в РГПУ им. А. И. Герцена.
Теоретические результаты проверены в ходе обсуждения публикаций автора по теме исследования на аспирантских семинарах кафедры методики обучения физике РГПУ им. А. И Герцена, в ходе заседаний секции «Развития исследовательских умений учащихся при изучении естественнонаучных дисциплин», а также конференции НИИ Общего Образования при РГПУ им. А. И. Герцена (СПб., 2001 - 2004); при обсуждении выступлений автора на следующих конференциях:
«Герценовские чтения»: Научная конференция (СПб., 2002 - 2004); «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях»: Международная научно - практическая конференция (Екатеринбург, 2002); «ФССО - 03»: Международная конференция (СПб., 2003).
Результаты исследования внедрены в практику:
-работы по повышению квалификации учителей физики в Санкт-Петербургской академии постдипломного педагогического образования, а также в аналогичную работу в Ленинградском областном институте развития образования;
-работы методического объединения учителей физики
Пушкинского района г. С.-Петербурга;
-работы штаба физической олимпиады школьников С.-Петербурга в городском Дворце Творчества юных;
-методической подготовки студентов старших курсов РГПУ им. А. И. Герцена;
-обучения физике учащихся 7-8 классов кружков академической гимназии СПбГУ, слушателей ИДП РГПУ им. А. И. Герцена, учащихся 9 -11 классов ФМГ № 30, а также школ №№ 157, 292, 344, 381, 399, 530, 590 г. С.-Петербурга.
Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 199 страниц иллюстрирована таблицами, рисунками, схемами и состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии. Основное содержание положений, вынесенных на защиту представлено в следующих работах автора:
положение - №№ 3,5,7,10;
положение - №№ 2,4,9,12;
положение - №№ 1, 6,8,11,13.
1. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ И ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ
ОРИЕНТИРЫ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ
Методологизация общего образования приобрела в настоящее время характер устойчивой тенденции, в соответствие с которой происходит модернизация курса физики основной и полной средней школы. [4, 20, 21, 22, 53, 57, 78, 112, 123] В наиболее общих чертах по отношению к обучению физике модернизация представляет собой переход от концепции «Логика учебного предмета должна следовать логике науки» (П. А. Знаменский, А. В. Перышкин, И. И. Соколов) к концепции «Образование как учебная модель науки» (А. А. Самарский, А. С. Кондратьев).
Одной из ведущих целей образования является формирование у учащихся умений и мотивационных установок к самообразованию. [88] «Учить учиться» применительно к обучению физике означает самостоятельное приобретение и обновление конкретных знаний на базе усвоения основ методологии физики. В этой связи в обучении физике целесообразно использовать термин «методологическая культура».
Методологическая культура носит ярко выраженный межпрежметный и многоаспектный характер, на основе которого возможно осуществлять внутрипредметную интеграцию [164]. Закономерности формирования и развития методологической культуры заслуживают исследования в рамках различных специальностей. В последнее время в рамках методики обучения физике интенсивные исследования этой проблемы проводят А. С. Кондратьев и С. В. Бубликов по плану работ Северо-Западного отделения Российской академии образования (отчет но НИР, 2002 г.), а также по плану работ научно-исследовательского института общего образования при РГПУ им. А. И.
Герцена (материалы конференции НИИОО, 2004 г.). В последней конференции были апробированы материалы данной диссертации.
Не давая жестких определений, охарактеризуем важнейшие проявления методологической культуры у учащихся и оценим возможности ее достижения при обучении физике.
Методологическая культура и возможности ее достижения учащимися при изучении физики
В энциклопедиях и энциклопедических словарях термин «культура» имеет различные значения и происходит от латинского cultura -возделывание, воспитание, образование, развитие, почитание. Наиболее близкой к теме исследования является трактовка культуры как совокупности достижений общества в области производства, науки, искусства и других областях духовной жизни, а также умений использовать эти достижения для решения задач общественного развития. [12]
Объективно культура включает предметные результаты деятельности людей: результаты познания, производства, искусства, нормы морали и права и т.д.
Субъективно культура характеризует уровень развития человеческих качеств и способностей, реализуемых в деятельности: знания, умения, навыки, уровень интеллектуального, нравственного, эстетического развития, способы и формы общения людей и т.д.
С прилагательным "методологический" сочетают многие понятия как философские, так и конкретно научные. Однако не все методологические установки попадают в разряд культурных, а только те, которые показали свою эффективность в практике их применения. Рассмотрим лишь те из них, в которых фиксируются способы организации и построения теоретической и практической деятельности учащихся. Это такие понятия, как "метод", "принцип", "логика". Нередко эти понятия употребляются с различным истолкованием их объема и содержания, иногда даже противоположным. Однако все они употребляются в сочетании с понятием "деятельность", и могут выполнять функцию передачи опыта прошлой деятельности для организации познавательных и практических действий в будущем. При этом отметим, что термин «методологическая культура» отсутствует в педагогических энциклопедиях. Нет этого понятия и в труде [90], наиболее ярко раскрывающем действенные воспитательные аспекты обучения. В 80-х годах методологическая культура стала рассматриваться как проявление интеллектуальной культуры.[138]
В настоящем исследовании нас интересует культура не как предмет философского или культурологического анализа, но как методологический ориентир достижения основных целей и содержательных результатов физического образования оптимальным путем. Ориентир, использование которого в массовом обучении могло бы давать основания утверждать, что выпускник, обучавшийся по предлагаемой ниже методике, действительно обладает высоким уровнем развития субъективных составляющих культуры, базирующихся на рациональном использовании объективных составляющих той части общечеловеческой культуры, которые заключает в себе физика как наука, обладающая развитой методологией.
Объективным и субъективным составляющим методологической культуры, формируемым при обучении физике, посвящены отдельные параграфы п. 1.2 и п. 1.3. В настоящем параграфе, не предлагая жестких определений, дадим характеристики методологической культуры, полученные на основе анализа результатов научной деятельности и методологических рассуждений видных физиков-исследователей.
Вопросы методологии традиционно присутствуют не только в работах философов [29, 39, 46, 135, 138, 151], историков [81, 87] и методологов [58, 60, 67, 89, 105, 106, 107, 136] науки, но и физиков-исследователей [13, 17, 133, 160]. Рассмотрим как соотносятся понятия «методология», «методологический принцип», «метод», «методика», так как в научной и методической литературе приняты различные трактовки этих понятий. Мы будем придерживаться следующих трактовок, полученных на основе анализа литературы [12, 21,22, 57,58, 105,122,159].
Методология — это учение о методах, структуре, логической организации науки и средств деятельности в ней; совокупность наиболее существенных элементов теории, конструктивных для развития самой науки - концепция самой науки; совокупность общих методологических принципов и методов, используемых в научном исследовании с учетом специфики решаемых задач; совокупность приемов исследования, применяемых в науке; учение о принципах построения, формах и способах научного познания.
Методология в широком смысле рассматривается как совокупность общих философских установок и исходных принципов, регулирующих научное познание в целом. В боле узком смысле этот термин относится к нормам и правилам, обеспечивающим сознательный контроль над деятельностью в конкретных науках.
Методология в отличие от теории не приносит нового в знания, в отличие от концепции не служит основой для практики, но она развивает в науке такие элементы, без которых невозможно развитие науки.
Методологическая направленность организации познавательной деятельности учащихся при использовании физических оценок
В процессе развития физики сформировались методологические требования к организации научного знания и процессу его производства: объективность; модельный характер представлений об изучаемых объектах; обобщенность в виде физических теорий и законов; концептуальная целостность в виде физической картины мира и соответствующего стиля мышления; удовлетворение методологическим принципам науки и другие отмеченные в п. 1.1-1.2. Среди этих требований невозможность бесконечной детализации изучаемого процесса. В. А. Фок подчеркивал, что природа сама ставит барьер бесконечной детализации [149]. Объединение этого методологического вывода со значением упрощенных моделей, на которое обращал внимание Ф. Андерсон и дает основания при конструировании образования как учебной модели науки, сосредоточиться на усвоении учащимися оценочных методов.
В образовательных целях под физическими оценками дающими качественную картину изучаемого объекта или явления будем понимать широкий спектр как качественных, так и количественных общих подходов и конкретных методов - от использования методологических принципов физики и фундаментальных физических законов для анализа различных огрубленных физических моделей изучаемых явлений, до простых оценок из соображений подобия и размерности, а также численные оценки упрощенных моделей, разработанных на основе конкретных законов физических теорий. Разрабатываемые сознательно огрубленные физические модели соответствуют иерархической структуре (см. п. 1.2), позволяющей как объединять описание различных физических объектов и процессов в рамках определенного физического подхода, так и описывать конкретные явления. Разнообразный арсенал средств указанного спектра направлен на развитие у учащихся методологической культуры при изучении различных вопросов классической и современной физики.
Освоение разнообразных оценок в процессе обучения выводит на их применение в различных жизненных ситуациях: успею ли добраться, хватит ли денег, намного ли надо подвести регулятор часов, сумею ли удержать груз и т.д., и тем самым способствует рациональной организации своего времени.
В деятельности исследовательского характера как научной, так и учебной оценки необходимы, так как отражают характерные элементы методологии физики, связанные с моделированием. Грубая прикидка, оценка по порядку величины - почти обязательный этап подготовки эксперимента, проектирования установки, теоретической разработки. Они незаменимы в процессе обсуждения новых идей и проектов. Иногда оценки подсказывают путь точного решения задачи, дают возможность установить границы области применимости точного решения и понять, какие изменения потребуются при постановке и решении задачи вне пределов этой области.
Организация и основное содержание педагогического эксперимента по использованию физических оценок в качестве средства развития методологической культуры учащихся
Педагогический эксперимент строился не только на том, что предлагалось вниманию учащихся, а именно - содержание комплекса развития методологической культуры на основе использования оценочных методов при изучении всех основных разделов курса физики, но и на том, как изучалось содержание предложенного комплекса. Организационная сторона была реализована путем использования педагогических технологий как традиционной, так и исследовательской, ориентированной на коммуникативный подход (см. п.2.3.), а также проектной технологии обучения.
Первое знакомство учащихся с оценочными методами происходило в рамках традиционной технологии. По мере усвоения способов действий для получения результатов оценочными методами учащимся предоставлялась большая самостоятельности и возможность накопления опыта получения результатов как в рамках отдельных элементов исследовательской технологии, так и в рамках самостоятельной разработки проектов.
В группах №№ 3, 4, 5, 6, 7, 8 классы подбирались так, что один класс в параллелях 7-11 классов, был экспериментальным, - второй контрольным. Состав учащихся при переходе их из 10 в 11 классы оставался без значительных изменений, которые могли бы повлиять на ход контрольного этапа эксперимента. Поэтому преемственность экспериментального и традиционного преподавания сохранялась при переводе учащихся из 10 в 11 классы. При этом один и тот же учитель работал в обоих классах как в экспериментальных, так и контрольных. В группах №№ 1, 2, 3 эксперимент проводился методом перекрещивающихся групп. При этом классы этих групп были поочередно экспериментальными и контрольными.
В различных видах работы и этапах педагогического эксперимента участвовало 49 учителей физики (из них 5 учителей физики, из числа администраторов образовательных учреждений в качестве руководителей экспертных групп; 38 в анкетировании и опросах, из них 6+1 (1 - диссертантка) в экспериментальном преподавании) и 852 учащихся ряда школ С- Петербурга. Эксперимент проводился с 2001 по 2004 гг. Структура и краткая ее характеристика педагогического эксперимента отражена в таблице 3.1-2.
Ориентирами поэлементного анализа при оценивания успешности развития методологической культуры учащихся в обучении физике при проведении педагогического эксперимента являлись: 1 - анализ учащимися с различной степенью детализации постановки задачи или вопроса; 2 - конструктивные предложения при обсуждении возможностей получения оценочного результата на разных уровнях методологии физики; 3 - самостоятельная разработка огрубленных моделей для получения качественной картины изучаемого явления; 4 - самостоятельное оснащение огрубленной модели подбором параметров для получения оценки; 5 - умение прогнозировать возможные изменения в изучаемой модели при изменении параметров и перенос знаний на реальный прототип; 6 - разнообразие предложений по использованию оценочных результатов в технике, в быту, в изучении сходных проблем внутри- и межпредметного содержания.
Достижения учащихся по названным элементам отслеживались как при изучении новых знаний в различных формах их изучения (выше см. п.3.1), так и при обучении решению задач. Фиксация достижений учащихся при использовании оценочных методов в изучении новых знаний происходила при устных ответах на вопросы фронтальных и индивидуальных опросов, а также при выступлениях учащихся с результатами исследований и с защищаемыми проектами, в которых основное внимание обращалось на корректность физических оценок в содержании проекта.
