Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние проблемы формирования естественнонаучных понятий у учащихся основной школы 19
1.1. Естественнонаучное понятие как философская категория 19
1.2. Анализ исследований по проблеме формирования естественнонаучных понятий при изучении физики в основной школе.31
1.3. Анализ практики формирования у учащихся естественнонаучных понятий при изучении естественнонаучных дисциплин 45
1.3.1. Анализ нормативных документов по организации изучения естественнонаучных дисциплин в основной школе 60
1.3.2. Анализ учебников по естественнонаучным дисциплинам для основной школы 78
Выводы по главе 1 91
Глава 2. Теоретические основы формирования естественнонаучных понятий в образовательных учреждениях при обучении физике 91
2.1. Идеи педагогической интеграции при изучении естественнонаучных дисциплин 92
2.2. Межпредметные связи как одно из условий формирования естественнонаучных понятий при обучении физике в основной школе. 105
2.3. Психолого-педагогические особенности формирования естественнонаучных понятий у учащихся основной школы 118
Выводы по главе 2 131
Глава 3. Методика формирования у учащихся естественнонаучных понятий в курсе физики основной школы 133
3.1. Модель методики формирования естественнонаучных понятий при обучении физики в 7-9 классах 133
3.2. Система заданий как средство формирования и развития естественнонаучных понятий при обучении физике 149
3.3. Методика формирования естественнонаучных понятий «масса», «энергия», «температура», «дискретность» при обучении естествознанию и физике в основной школе 157
3.4. Интегрированные уроки и экскурсии межпредметного характера в процессе формирования понятий «масса», «энергия», «температура», «дискретность» 182
Выводы по главе 3: 189
Глава 4. Организация, этапы и результаты педагогического эксперимента. 189
4.1. Организация и методика проведения педагогического эксперимента 189
4.2. Результаты поискового этапа эксперимента 196
4.3. Результаты обучающего этапа эксперимента 203
Выводы по главе 4 211
Заключение 212
Список литературы 215
ПРИЛОЖЕНИЕ 239
- Естественнонаучное понятие как философская категория
- Идеи педагогической интеграции при изучении естественнонаучных дисциплин
- Модель методики формирования естественнонаучных понятий при обучении физики в 7-9 классах
Введение к работе
Сложившаяся в нашей стране система школьного образования включает значительный объем естественнонаучных знаний, формирование которых, в основном, происходит при изучении предметов естественнонаучного цикла: физики, химии, биологии, географии, астрономии. Физика среди них занимает одно из ведущих мест, являясь фундаментом научного миропонимания. Естественнонаучные понятия являются основой любой естественнонаучной теории.
Понятия являются основой мышления. Данная проблема неоднократно рассматривалась психологами, педагогами и методистами (А.И. Бугаев, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, Ю.И. Дик, СЕ. Каменецкий, А.Н. Леонтьев, А.Н. Менчинская, Э. Мамбетакунов, А.А. Пинский, И.Г. Пустильник, Н.С. Пурышева, М.Н. Скаткин, А.В. Усова, Т.Н. Шамало, Н.В. Шаронова и др.). От способа формирования естественнонаучных понятий зависит интеллектуальное развитие ученика (В.В. Давыдов, В.Г. Разумовский, М.Н. Скаткин, А.В. Усова). Исследования Гальперина П.Я., Е.Н. Кабановой-Меллер, А.Н. Леонтьева и других определили некоторые психологические закономерности и условия овладения понятиями на конкретном учебном материале [30, 31, 32, 79, 93]. Анализ их работ показал, что усвоившим понятие считается человек, умеющий применять полученное знание на практике. С другой стороны процесс усвоения понятий предполагает организацию различных видов деятельности, направленных на усвоение конкретного естественнонаучного понятия.
Изучая и осваивая естественнонаучные понятия, учащиеся открывают перед собой естественнонаучную картину мира, охватывающую огромный диапазон явлений микро-, макро- и мегамира, базирующихся на современных теориях.
Овладение естественнонаучными понятиями вводит учащихся в динамичный мир современного производства, раскрывает основные проблемы научно-технического прогресса.
Новый проект стандарта школьного образования предусматривает, что физика, как учебный предмет, должна обеспечивать учеников не только знаниями, но и умениями применять их на практике в различных ситуациях. Многочисленные исследования и личное преподавание показывают, что большинство школьников усваивают знания о понятиях формально: могут воспроизвести определенные понятия, но затрудняются выполнить какую-либо деятельность с опорой на эти понятия, применить их к решению задач.
Новая концепция естественнонаучного образования, разработанная коллективом ведущих специалистов (Ю.И. Дик, М.Ю. Демидова В.А. Коровин, В.Н. Кузнецов, В.А. Орлов и др.), предлагает следующую структуру школьного естественнонаучного образования: элементы естественнонаучных знаний в курсах «Окружающий мир» (1-4 кл.), курс «Естествознание» (5 или 5-6 кл.) и предметные курсы биологии (6-9 кл. или 7-9 кл. и 10-11 кл.), физики (7-9 кл, и 10- 11 кл.), химии (8 - 9 кл. и 10 - 11 кл.), в классах гуманитарного профиля курс «Естествознания» в 10 - 11 кл.
Таким образом, изучение интегрированных курсов предусматривается в начальной школе, в 5-х или 5 - 6-х классах основной школы и в старшей школе в классах гуманитарного профиля. При изучении этих интегрированных курсов у учащихся начинают формироваться основные естественнонаучные понятия. В основной школе и в старших классах негуманитарных профилей естественнонаучные понятия формируются при изучении предметных естественнонаучных курсов, в том числе физики.
Анализ существующей системы естественнонаучного образования, реализуемой в последние десятилетия в современной школе, программ, по которым изучаются физика, химия и биология, качества знаний учащихся по этим предметам, проведенный методистами (М.Д. Даммер, B.C. Елагиной, М.Ж. Симоновой, А.В. Усовой и др.) в начале 90-х годов прошлого столетия, позволяет сделать вывод о ряде существенных недостатков в данной системе.
Основным недостатком является то, что при сложившейся в современной школе системе естественнонаучного образования происходит нарушение принципа преемственности и непрерывности. Одним из следствий этого является то, что знания, получаемые учащимися на протяжении всех лет обучения, предстают в разобщенном, бессистемном виде, не связанные между собой общими законами природы. В результате современные школьники, в возрасте 12-13 лет, начиная изучать естественнонаучные дисциплины, воспринимают их, практически не связывая друг с другом и, тем более, с внешним миром.
Поэтому современное образование требует преодоления разрозненности учебных предметов и проблема взаимосвязи школьных дисциплин является одной из актуальных в современной дидактике, психологии и методике преподавания.
Учителя биологии, географии, химии при преподавании своих предметов не опираются на знания, полученные учащимися при изучении физики. В учебниках по физике, химии и биологии многие факты, понятия излагаются не единообразно. А повторное их изложение не добавляет знаний учащимся, а наоборот, затрудняет их приобретение.
Один из путей решения проблемы, это введение элементов интеграции в практику обучения: формирование естественнонаучных понятий, разработка и проведение интегрированных уроков, создание определенной их системы, усиление на уроках внутрипредметных и межпредметных связей. Межпредметные связи функционируют в обучении как фактор комплексного воздействия на личность, на ее познавательные и нравственные стороны.
В качестве основных естественнонаучных мы выделили понятия «масса», «энергия», «температура», «дискретность». Анализ учебников по биологии, географии, химии, физике для основной школы позволил нам сделать вывод, что именно данные понятия наиболее часто используются как основные для объяснения различных природных процессов и явлений.
Рассматриваемые нами физические понятия являются фундаментальными. Формирование данных понятий нельзя осуществить единовременно. Содержание этих понятий является настолько сложным, что раскрыть его в течение одного урока и даже одной темы невозможно. Мы разделяем по данному вопросу точку зрения Н.А. Менчинской[109, 110] и А.В. Усовой [188, 190] и считаем, что формирование выбранных нами понятий должно происходить постепенно, на протяжении нескольких лет обучения при изучении не только физики, но и химии, биологии, географии.
Физика играет особую роль в решении задачи формирования естественнонаучных понятий, так как смысл всех понятий раскрывается именно в физике. Как учебный предмет она создает у учащихся целостные представления об окружающем мире, показывает гуманистическую сущность научных знаний, формирует творческие способности учащихся, развивает логическое мышление. Физика дает широкие возможности интеграции ее почти со всеми школьными предметами, но особенно близка с такими предметами как математика, химия, биология, информатика, астрономия, география. Интеграция содержания физики через установление межпредметных связей и формирование естественнонаучных понятий способствует более полному и глубокому усвоению знаний.
Проведенный нами анализ практики формирования естественнонаучных понятий при обучении физике в основной школе позволил сделать выводы:
уровень сформированности естественнонаучных понятий при обучении физике недостаточно высок;
учащиеся не умеют свободно оперировать данными естественнонаучными понятиями при изучении других естественнонаучных дисциплин;
при изучении естественнонаучных предметов не осуществляется интеграция и не реализуются межпредметные связи.
Анализ анкетирования учителей физики г. Благовещенска и Амурской области позволил нам сделать выводы, что, большинство учителей:
не умеют выделять основные естественнонаучные понятия (77%);
слабо различают признаки, по которым данные понятия относятся к естественнонаучным и не учитывают межпредметные связи (МПС) при их формировании (68 %);
84% учителей не уделяют должного внимания процессу формирования у учащихся естественнонаучные понятий;
не используют на своих уроках при формировании понятий основные методы естественнонаучного познания (68 %).
Проведя анализ учебных программ и некоторых учебников по естественнонаучным предметам для основной школы, мы пришли к выводам, что:
из всех учебных предметов только в программах по физике одной из целей преподавания ставится формирование у учащихся современной научной картины мира и формирование фундаментальных естественнонаучных понятий;
к учителям географии, биологии, химии соответствующие программы не предъявляют требований по формированию фундаментальных естественнонаучных понятий и современной научной картины мира, хотя предусматривают развитие диалектико-материалистического мировоззрения учащихся;
каждый предмет изучает отдельную область природы, а для обобщения знаний используются идеи, специфические для этого предмета, обособленные от идей других дисциплин;
обобщенные естественнонаучные идеи в программах отсутствуют.
Все выше изложенное позволяет сделать вывод о существовании противоречий:
между задачей формирования естественнонаучных понятий, изучаемых в образовательной области «Естествознание», и недостаточной реализацией в существующей методике их формирования межпредметных связей естественнонаучных дисциплин;
между усилением процесса интеграции и взаимопроникновения естественных наук, возрастанием роли естественнонаучных понятий, законов, теорий и методикой преподавания естественнонаучных дисциплин, приводящей к разной трактовке естественнонаучных понятий в различных учебных курсах;
между ролью, которую играют естественнонаучные понятия в формировании научного мировоззрения и незначительным влиянием преподавания современных естественнонаучных дисциплин на мировоззрение выпускников школ.
Эти противоречия, а также все вышеизложенное, обуславливает актуальность нашего исследования по теме «Формирование естественнонаучных понятий в процессе обучения физике в основной школе». Теоретические исследования в данной области не дают ответа на вопрос, каковы направления и конкретная методика реализации формирования основных естественнонаучных понятий.
Проблемой данного исследования является поиск ответа на вопрос, какой должна быть методика формирования естественнонаучных понятий в образовательной области «Естествознание», в частности, в процессе обучения физике.
Объектом исследования был выбран процесс формирования естественнонаучных понятий при обучении физике в общеобразовательной школе.
Предмет исследования - методика формирования естественнонаучных понятий массы, энергии, температуры, дискретности при обучении физике в основной школе.
Цель исследования - обоснование и разработка методики формирования понятий «масса», «энергия», «температура», «дискретность» при обучении физике.
Гипотеза исследования заключается в том, что если реализовать принципы преемственности между всеми предметами образовательной области «Естествознание», межпредметных связей и интеграции естественнонаучных предметов, то это повысит эффективность формирования у учащихся естественнонаучных понятий (массы, энергии, температуры, дискретности).
Под эффективностью понимается повышение уровня сформированности выделенных понятий как естественнонаучных у учащихся основной школы при обучении физике, что повышает и уровень их применения при обучении естественнонаучным предметам в старшей школе.
Для подтверждения выдвинутой гипотезы исследования и для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:
Уточнить содержание термина «естественнонаучное понятие».
Изучить состояние проблемы формирования естественнонаучных понятий при обучении физике.
Разработать модель методики формирования естественнонаучных понятий при обучении физике в основной школе.
Сформулировать цели формирования понятий массы, энергии, температуры и дискретности, определить содержание деятельности учителя и учащихся (методы, формы и средства обучения) при формировании данных понятий, разработать способы диагностики успешности их формирования при обучении физике в основной школе.
5. Проверить эффективность разработанной методики на практике.
методы исследования:
1. Теоретические методы:
- изучение и анализ философской, методической и психологической
литературы по теме исследования;
- анализ учебных программ и учебников по физике, химии, биологии, и
естествознанию;
2. Экспериментальные методы:
наблюдение за учебной деятельностью учащихся;
наблюдение за деятельностью учителей; -индивидуальные беседы с учителями и учащимися;
анкетирование, тестирование;
педагогический эксперимент;
статистическая обработка результатов;
3. Конструктивные методы:
построение модели методики;
построение системы заданий.
Исследование осуществлялось в три этапа с 1997 по 2007 год.
На первом этапе (1997 - 1999 г.г.) были сформулированы цель исследования и задачи для ее реализации, выдвинута гипотеза, проводился сбор информации по проблеме исследования, а так же анализ психолого-педагогической и учебно-методической литературы, был проведен констатирующий эксперимент, в задачу которого входило изучение и анализ проблемы формирования естественнонаучных понятий при обучении физике в основной школе. С этой целью нами было проведено анкетирование учащихся, студентов выпускных курсов Благовещенского государственного педагогического университета, учителей физики города Благовещенска и Амурской области.
На втором этапе (2000 - 2002 г.г.) были сформулированы задания формирующего и диагностического характера, позволяющие в дальнейшем определить уровни сформированности понятий массы, энергии, температуры, дискретности. Мы проводили поисковый эксперимент, целью которого
являлась частичная апробация элементов методики формирования основных естественнонаучных понятий у учащихся при обучении физике.
На третьем этапе (2002 — 2007 г.г.) была окончательна определена методика формирования выбранных нами понятий, проведен обучающий эксперимент, который позволил доказать справедливость выдвинутой гипотезы исследования. Он был посвящен сбору, анализу и обобщению результатов эксперимента, который проходил на базе СПОШ № 11 и гимназии № 1 г. Благовещенска. На данном этапе было установлено, что формирование понятий массы, энергии, температуры и дискретности будет происходить более эффективно при использовании предлагаемой методики в процессе обучения физике.
Научная новизна результатов диссертационного исследования состоит: в обосновании необходимости формирования целого ряда понятий как естественнонаучных в курсе физики основной школы;
в разработке этапов формирования естественнонаучных понятий массы, энергии, температуры, дискретности на основе принципов преемственности, межпредметных связей и интеграции;
в разработке модели методики формирования естественнонаучных понятий, построенной на основе принципов преемственности, межпредметных связей и интеграции;
в разработке методики поэтапного формирования естественнонаучных понятий при обучении физике, которая включает цели (формирование научной картины мира, формирование целостных представлений обо всех природных процессах и явлениях); содержание (деятельность учителя по формированию понятий); методы (поисковый, исследовательский, репродуктивный, творчески и др.) и формы обучения (интегрированные уроки, экскурсии, домашние творческие задания и др.); средства обучения (задания формирующего и диагностического характера); диагностируемый результат, предполагающий овладение учащимися естественнонаучными
понятиями на определенном уровне (умение применять их в различных ситуациях). Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
расширены представления о теоретических основах формирования естественнонаучных понятий, в частности, о необходимости сочетания принципов преемственности, межпредметных связей и интеграции на разных этапах обучения физике;
в основу методики формирования естественнонаучных понятий (на примере понятий массы, энергии, температуры, дискретности) предложено положить принципы преемственности, межпредметных связей и интеграции;
разработана модель методики формирования естественнонаучных понятий при обучении физике в основной школе.
Практическая значимость исследования состоит в следующем:
разработана система формирующих и диагностических заданий для выявления уровней сформированности естественнонаучных понятий при обучении физике в основной школе;
разработаны методические рекомендации по формированию понятий «масса», «энергия», «температура», «дискретность», предусматривающая реализацию межпредметных связей и поэтапность формирования данных понятий при изучении физики, биологии, химии, географии;
разработаны рекомендации по реализации МПС, которые могут быть использованы на курсах повышения квалификации учителей физики, а так же самими учителями физики при проведении интегрированных уроков, разработке элективных курсов, направленных на формирование у школьников основных естественнонаучных понятий.
Апробация работы проводилась: - на IV международной конференции «Новые технологии в преподавании физики», г. Москва, 2005 г.;
на V международной научной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», г. Москва, март 2006 г.;
на международной научно-методической конференции, посвященной 80-летию со дня рождения члена-корреспондента РАО профессора А.А. Пинского «Новые технологии в преподавании физики и математики: школа и вуз», г. Благовещенск, март 2002 г.;
на VI Всероссийской научной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы», г. Москва, март 2007 г.;
на Всероссийской научно-методической конференции «Обучение физике в школе и вузе в условиях модернизации системы образования», г. Нижний Новгород, апрель 2004 г.
-на научно-методических конференциях преподавателей и студентов вузов г. Благовещенска (2001, 2002, 2003, 2004,2005 г.)
на семинарах, проведенных для учителей г. Благовещенска и Амурской области на базе средней школы №11 г. Благовещенска в 1998, 1999, 2000 -2004 г. и на базе гимназии №1 г. Благовещенска в 2005, 2006 г.
на семинарах и курсах повышения квалификации для учителей Амурской области и г. Благовещенска на базе Благовещенского государственного педагогического университета в 2002 - 2007 г.
на аспирантских семинарах кафедры теории и технологий физического образования БГПУ в 2001 - 2007 г.
На защиту выносятся:
Обоснование целесообразности построения методики формирования естественнонаучных понятий при обучении физике в основной школе на основе идеи о необходимости сочетания принципов преемственности, межпредметных связей и интеграции в методике их формирования.
Модель методики формирования естественнонаучных понятий, включающая в себя поэтапное формирования понятий на основе принципов преемственности, межпредметных связей и интеграции.
3. Методика формирования естественнонаучных понятий, опирающаяся на принципы преемственности, межпредметных связей и интеграции, которые реализуются в преподавании пропедевтического курса «Естествознание» и курса физики основной школы, и предусматривающая поэтапность формирования понятий, учет жизненного опыта учащихся, включение учащихся в учебную деятельность с применением системы разноуровневых заданий межпредметного характера. Структура и основное содерэюание работы
Диссертационное исследование состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (228 наименований) и 6 приложений. Диссертация содержит 213 страниц основного текста, 21 таблицу, 13 схем, 16 гистограмм. Общий объем составляет 266 страниц.
В первой главе «Состояние проблемы формирования у учащихся
основной школы естественнонаучных понятий» рассмотрено
естественнонаучное понятие как философская категория, обоснована целесообразность введения и формирования естественнонаучных понятий при изучении дисциплин естественнонаучного цикла в школе.
Рассмотренный в исследовании анализ программ и некоторых школьных учебников по предметам естественнонаучного цикла, позволяет сделать вывод о том, что их использование не дает возможности решать в полной мере задачи, стоящие перед естественнонаучным образованием. Это объясняется тем, что, несмотря на все усилия, многие из предлагаемых программ не отражают вопросов, связанных с формированием основных естественнонаучных понятий. Во второй главе, «Теоретические основы формирования естественнонаучных понятий в образовательных учреждениях», педагогическая интеграция рассмотрена как методологическая основа построения интегрированных естественнонаучных курсов. В ней описаны психолого-педагогические особенности учащихся младшего и среднего подросткового
возраста. Отдельно рассматривается роль межпредметных связей в формировании естественнонаучных понятий при обучении физике.
Третья глава исследования посвящена подробному описанию методики формирования у учащихся основных естественнонаучных понятий, выделены уровни сформированности естественнонаучных понятий. В соответствии с выделенными уровнями разработаны задания, позволяющие определить, на каком из уровней сформированности понятия находится ученик в процессе обучения физике.
В четвертой главе приведены результаты педагогического эксперимента. По его результатам можно сказать, что в ходе экспериментального преподавания с использованием разработанной нами методики, у учащихся происходит формирование естественнонаучных понятий, умение использовать данные понятия в различных условия, при изучении других предметов. У учащихся возрастает интерес к изучению предметов естественнонаучного цикла, развивается логическое мышление, творческие способности.
В заключении формулируются основные результаты исследования.
В приложении представлены анкеты, предлагаемые учащимся, студентам и учителям, интегрированные уроки по различным темам курса физики основной школы.
Основное содержание диссертационного исследования отражено в следующих публикациях:
Серополова, Е.Я. Межпредметные связи и формирование естественнонаучных понятий при обучении физике в основной школе [Текст] // Физика в школе / № 3. - 2007. - С. 30 - 34. - 0,3 п.л.
Серополова, Е.Я. Урок «Механические колебания и волны» [Текст] // Физика в школе / № 4. - 2006. - С. 51 - 55. - 0,3 п.л.
Серополова, Е.Я. Формирование интегрированных понятий в процессе изучения естественнонаучных дисциплин [Текст] / Е.Я. Серополова //
Научно-методический журнал «Преподавание физики в высшей школе» труды конференции (НТПФ - IV). - М: МПГУ, 2005, № 31. - С. 17 - 22. - 0,3 п.л.
Серополова, Е.Я. Интегрированные уроки в процессе обучения физике [Текст] / Е.Я. Серополова // Материалы VI международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», посвященной 105-летию со дня рождения А.В. Перышкина. Часть I. - М.: МПГУ, 2007. - С. 141 -143. - 0,2 п.л.
Серополова, Е.Я. Формирование понятия «плотность вещества» при обучении физике в 7 классе [Текст] / Е.Я. Серополова // Материалы V международной научной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». - М: МПГУ, 2006. - С. 165 - 168. - 0,4 п.л.
Серополова, Е.Я. Интегрированные понятия как необходимый компонент естественнонаучной картины мира [Текст] / Е.Я. Серополова // Обучение физике в школе и вузе в условиях модернизации системы образования: Материалы Всероссийской научно-методической конференции. - Н. Новгород: НГПУ, 2004. - С. 119. - 0,1 п.л.
Серополова, Е.Я. Формирование интегрированных понятий при изучении естественнонаучных дисциплин в средней школе [Текст] / Е.Я Серополова // Новые технологии в преподавании физики и математики: школа и вуз: Тезисы докладов международной научно-методической конференции, посвященной 80-летию со дня рождения члена-корр. РАО, проф., д.п.н. А.А. Пинского [Благовещенск, 28 - 29 марта 2002 г.] / Под общей ред. А.Ф. Баранова. - Благовещенск: БГПУ, 2002. - С. 77 - 79. - 0,1 п.л.
Серополова, Е.Я. Интеграция в процессе обучения физике [Текст] / Е.Я. Серополова // Новые технологии в обучении физике и математике: материалы Всероссийской конф., посвященной памяти чл.-корр. РАО, проф., д. п. н. А.А. Пинского [Благовещенск, 28 марта 2003 г.] / М-во образования
РФ. БГПУ. Лаб. Проектирования и развития пед. технологий; Под ред. А.А. Машиньяна. - Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2003. - С. 64 - 65. - ОД п.л.
9. Серополова, Е.Я. Применение информационных технологий в процессе преподавания физики [Текст] / Е.Я. Серополова // Новые технологии в обучении физике, математике и информатике: Материалы региональной научно-методической конференции, посвященной памяти чл.-корр. РАО, проф.,д. п. н. А.А. Пинского [Благовещенск, 26 - 27 марта 2004 г.] / Под общей редакцией И.А. Ромаса. - Благовещенск: БГПУ, 2004. - С. 107 - 108. -0,1 п.л.
Ю.Серополова, Е. Я. Систематизация знаний на уроках физики с помощью создания логических схем [Текст] / Е. Я. Серополова // Инновационные технологии в обучении физике, математике и информатике: Материалы научно-методической конференции преподавателей вузов, школ и средних специальных учебных заведений (Благовещенск, 30-31 марта 2007 г.) -Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2007. - С. 54 - 55. - 0,1 п.л.
И.Серополова, Е.Я. Дифференциация и индивидуализация обучения в школе [Текст] / Е.Я. Серополова // Проблемы реализации государственных стандартов содержания образования в преподавании физики и математики: Материалы научно-методической конференции преподавателей вузов г. Благовещенска [19 января 2001 г.] / Под общей ред. А.Ф. Баранова. -Благовещенск: БГПУ, 2001. - С.43. - ОД п.л.
12.Серополова, Е.Я. Формирование ценностных отношений у учащихся во внеурочное время [Текст] / Е.Я. Серополова // Материалы 51-ой научно-практической конференции преподавателей и студентов: В 2-х ч. Ч. II -Благовещенск: БГПУ, 2001. - С.68. - ОД п.л.
Естественнонаучное понятие как философская категория
Понятия являются результатом нашего познания, в них закрепляются все знания об объективном материальном мире. Каждая наука имеет свой определенный круг понятий, составляющих ее содержание. Следовательно, чтобы усвоить содержание науки, необходимо овладеть понятиями.
Процесс познания на уровне абстрактного мышления есть непрерывный процесс оперирования понятиями. Понятие - важнейший вид мысли, отражающий действительность в процессе абстрактного мышления. Предпринято множество попыток дать определение понятия.
В учебнике философии А.Г. Спиркин дает следующее определение понятия: «Понятие - это мысль, в которой отражаются общие, существенные свойства, связи предметов и явлений... - это есть не что иное, как самый акт понимания, чистая деятельность мышления» [172, с.447]. Так, М.С. Строгович называет понятием форму мышления, отражающую и фиксирующую «существенные признаки вещей и явлений объективной действительности» [174, с. 75]. В.Ф. Асмус считает, что понятие - это «мысль о предмете, выделяющая в нем существенные признаки» [5, с.32]. По Е.К. Войшвилло понятие есть «мысль, представляющая собой результат обобщения (и выделения) предметов или явлений того или иного класса по более или менее существенным (а потому и общим для этих предметов и в совокупности специфическим для них, выделяющим их из множества других предметов и явлений) признакам» [25, с. 150].
В философском энциклопедическом словаре понятия определяется как мысль, отражающая в обобщенной форме предметы и явления действительности и связи между ними посредством фиксации общих и специфических признаков, в качестве которых выступают свойства предметов и явлений и отношения между ними [208, с. 513]. При этом понятие рассматривается как система знаний, представляющих собой фрагменты тех или иных научных теорий.
Д.П. Горский [38, с. 129] в своем исследовании приходит к выводу, что к выявлению существенных черт понятия можно подойти по-разному.
Во-первых, можно указать, какие стороны действительности отражаются в понятии и не отражаются в суждениях. Но такой путь определения понятия представляется достаточно сложным.
Во-вторых, к определению понятия можно подойти генетически, т.е. выяснить специфически путь образования понятия.
В-третьих, понятие можно определить через указание тех специфических физиологических механизмов, которые лежат в основе образования понятий и оперирования ими.
В-четвертых, к определению понятия можно подойти с точки зрения его структурных особенностей, его форм выражения, его роли в процессе усвоения и углубления наших знаний. По мнению Д.П. Горского этот путь определения понятия наиболее прост, так как он дает возможность раскрыть действенную, активную роль понятия в освоении окружающей нас действительности [38, с. 129-130].
А.В. Усова в работе «Психолого-дидактические основы формирования у учащихся научных понятий» считает, что понятие это логическая и гносеологическая категория. Понятие является продуктом, итогом развития наших знаний об объектах. С одной стороны понятие является объектом познания, а с другой - одной из форм мышления [190, с.7]. Как гносеологическая категория понятие противоречиво. Оно представляет собой единство противоположных моментов, единство общего и единичного, конкретного и абстрактного. Поэтому процесс формирования и усвоения научных понятий является очень сложным и противоречивым.
Возникнув, понятие становится объектом познания. Вместе с тем понятие - одна из форм мышления и в этом смысле оно выступает как орудие познания.
Основой рассмотрения вопросов о формировании понятий в процессе обучения является существующая теория познания. Опираясь на эту теорию, мы рассмотрим гносеологический аспект формирования понятий.
Теория познания изучает проблемы природы познания, исследует всеобщие предпосылки познания, выявляет условия его достоверности и истинности [208, с. 678]. Теория познания рассматривает познаваемый материальный мир, объективную реальность как существующую вне и независимо от нашего сознания. А.Г. Спиркин рассматривает теорию познания как общую теорию, объясняющую саму природу познавательной деятельности человека, в какой бы области науки, искусства или житейской практике она не осуществлялась [172, с. 378]. Человечество всегда стремилось к приобретению новых знаний. За тысячелетия своего развития оно прошло длительный и тернистый путь познания от примитивного и ограниченного ко все более глубокому и всестороннему проникновению в сущность окружающего мира. На этом пути было открыто неисчислимое множество фактов, свойств и законов природы, общественной жизни и самого человека, одна научная картина мира сменялась другой.
Идеи педагогической интеграции при изучении естественнонаучных дисциплин
Анализ практики преподавания естественнонаучных дисциплин в общеобразовательной школе показал, что содержание и методы обучения не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым обществом к школе. Сложившаяся в течение определенного периода система школьного образования включает в себя значительный объем естественнонаучных знаний, которые формируются при изучении физики, химии, биологии, географии и астрономии. Но, как показывает практика, изучение природы средствами отдельных предметов не позволяет сформировать у школьников целостных представлений об окружающем мире и месте человека в нем.
Таким образом, общий объект изучения «Природа» остаётся расчлененным между отдельными дисциплинами. В этих случаях целесообразно говорит об интеграции, как одном из действенных способов изменения качества педагогической реальности.
В своем исследовании мы рассматриваем процесс формирования основных естественнонаучных понятий при обучении физике. В данном процессе мы выделяем две составляющие: 1) обучение естествознанию с выделением физической компоненты (пропедевтический курс, 5-6 класс) и 2) обучении физике в основной школе при осуществлении межпредметных связей с другими естественнонаучными дисциплинами. Для более глубокого изучения этого процесса необходимо рассмотреть проблему педагогической интеграции, т.к. при изучении курса «Естествознание» осуществляется как внешняя, так и внутренняя интеграция. А осуществление межпредметных связей при изучении физики, химии, биологии это первый уровень интеграции [12].
Рассматриваемый нами процесс можно отразить на схеме 2:
Интеграция в процессе формирования естественнонаучных понятий при обучении физике Применительно к процессу формирования естественнонаучных понятий мы рассмотрим интеграцию как философскую категорию, проблемы педагогической интеграции и интегрированные курсы, как предшествующие изучению естественнонаучных дисциплин в основной школе.
Следует отметить, что проблема педагогической интеграции была рассмотрена во многих диссертационных исследованиях последних лет: М.Г. Абраменко [1], Н.М. Бурцевой [22], Л.В. Весниной [23], Н.В. Кочерги-ной [88], Г.А. Никитиной [117], Н.В. Ромашкиной [151], С.А. Старченко [173] О .А. Яворука [228] и др.
Прежде, чем рассматривать проблемы педагогической интеграции в педагогике, необходимо определить, что мы будем понимать под интеграцией.
В научной литературе под интеграцией понимают «процесс объединения в целое каких-либо элементов, в результате которого возникает новое свойство» [186], «процесс и результат создания неразрывно связанного, единого целого» [217], « процесс и результат систематизации, обобщения и уточнения»[83].
В философском энциклопедическом словаре дается следующее определение интеграции: «интеграция — восстановление, восполнение, сторона процесса развития, связанная с объединением в целое ранее разнородных частей и элементов... Иногда под интеграцией понимают интегрированность, т.е. некоторый результат процесса интеграции, состояние упорядоченного функционирования частей целого» [208, с.210].
Словарь иностранных слов предлагает определить интеграцию как «объединение в целое каких-либо частей, элементов» [168, с.201]. Б.А. Ахлибинский под интеграцией в самом общем смысле понимает «процесс становления целостности» [8]. А.Д. Урсул определяет интеграцию как «процесс взаимосвязи ранее автономных элементов в единую совокупность» [187]. Еще одно определение дано в работе «Интеграция современного знания»: «Интеграция - это процесс взаимопроникновения, уплотнения, унификации знания...процесс, который объективно детерминирован взаимопроникновением различных видов материально - производственной и общественно-политической деятельности людей, а в своих наиболее глубоких основаниях -материальным единством мира, всеобщей связью, изоморфизмом структур в качественно разнообразных объектах» [92].
Из приведенных выше определений понятия интеграции, выделяют смыл и происхождение слова «интеграция», но не ясно, чем является интеграция -процессом объединения или его результатом [151].
В определениях философов (Ахлибинский Б.А., Урсул А.Д.) происходит обобщение и углубление понятия «интеграция». Они понимают интеграцию как процесс объединения элементов.
Следовательно, мы можем сделать вывод, что в процессе формирования понятий при обучении физике мы должны объединять знания, полученные учащимися при изучении других предметов, опираться на их жизненный опыт.
Осмысление понятия «интеграция» только в философском смысле явно недостаточно. Интеграция должна получить и педагогическую интерпретацию, чтобы удовлетворительно функционировать в системе управления развитием педагогической теории и практики.
Поскольку нет однозначного подхода к понятию «интеграция», то не существует и единого определения понятия «педагогическая интеграция».
Проблема интеграции активно обсуждалась педагогами еще тогда, когда ею серьезно не интересовались ни философы, ни методологи, ни политики. В статье «Учебный предмет как интегрированная система» А.Я. Данилюк считает, что интеграция в педагогике представляет собой продукт сложных диалектических превращений научного сознания, подчиняющегося не каким-то конъюнктурным устремлениям, а впитывающего в себя достижения мировой культуры и опыт развития отечественного образования [47].
B.C. Безрукова педагогическую интеграцию понимает как одну из форм взаимосвязи и взаимодействия предметов и явлений в теории и практике, восстановления их изначальной природной целостности [8]. Она различает внешнюю и внутреннюю педагогическую интеграцию. К внешней относится интеграция различных видов деятельности: науки, учебного заведения и производства; к внутренней - педагогическая интеграция компонентов внутри одного вида деятельности, одной науки, одной дисциплины.
Модель методики формирования естественнонаучных понятий при обучении физики в 7-9 классах
Как мы уже отмечали ранее, наиболее значимыми в естественнонаучных дисциплинах в процессе обучении в основной школе являются понятия массы, энергии, температуры, дискретности. Далее рассмотрим модель методики формирования этих понятий в курсе физики основной школы.
Как отмечает Н.В. Шаронова, «при исследовании существующих и разработке новых методических систем естественно поставить задачу моделирования системы, а затем уже наполнять элементы модели конкретным содержанием» [220, с. 242]. Мы-придерживаемся такой же точки зрения еще и потому, что построение модели должно естественным образом предшествовать разработке конкретной методики формирования естественнонаучных понятий, «чтобы создаваемая методика имела теоретические основания, была осмысленной и методологически «обработанной»» [220, с. 241].
Обоснование модели методики будем связывать с источниками, определяющими содержание выбранных нами естественнонаучных понятий; факторами, влияющими на процесс формирования естественнонаучных понятий, общенаучными подходами и принципами, определяющими специфику современного школьного образования; условиями, обеспечивающими успешность процесса формирования понятий при обучении физике. Графически это представлено на схеме 7, с. 135
Выбирая указанный способ обоснования модели методики формирования понятий, мы ориентировались на общую модель процесса конструирования содержания учебного предмета, предложенную Н.С. Пурышевой [141]. В этой модели «содержание предмета извлекают из источников, руководствуясь при этом определенными факторами и учитывая соответствующие принципы и критерии отбора учебного материала и его структурирования» [142, с. 133-134]. Данная модель была реализована автором при разработке программ курсов физики для классов разных профилей.
Источниками процесса формирования основных естественнонаучных понятий служат психолого-педагогические основы формирования понятий при обучении дисциплинам естественнонаучного цикла, а так же формирование понятий при изучения естественных наук.
Ведущими факторами, на наш взгляд, оказывающими существенное влияние на процесс формирования понятий являются нарастающая интеграция в школьном образовании, гуманистическая направленность современного образования, а так же обучение, ориентированное на личность ученика.
Личностно-ориентированный подход в настоящее время приобрел статус ведущего методологического принципа образования, реализующего гуманистическую парадигму. При этом личностно-ориентированный подход расширяет смысл принципа развития личности в деятельности до принципа активной субъектности личности в деятельности, предполагающего саморазвитие и самореализацию, выбор самим учеником мотивов и целей деятельности, личностное предпочтение определенных средств, технологий, самостоятельное проектирование и оценивание результатов.
Деятельностный подход в процессе формирования понятий при обучении физике предполагает вовлечение учащихся в самостоятельную творческую работу по изучению и разработке тех или иных вопросов, связанных с выделенными понятиями, создание для них возможностей применения полученных знаний на практике. По мнению СВ. Анофриковой [3, с. 10] конечным продуктом деятельности учителя являются учащиеся с новыми свойствами. Средствами самого учебного процесса могут быть такие свойства учащихся как усвоение определенных знаний о понятиях, процессах и явлениях.
Модель методики формирования естественнонаучных понятий при обучении естествознанию и физике базируется на определенной совокупности принципов (указывающих общее направление деятельности по формированию содержания образования). Согласно «Философской энциклопедии» понятие «принцип», которое мы будем в дальнейшем изложении широко пользоваться, определяется как «... то, что лежит в основе некоторой совокупности фактов или знаний... В настоящее время термин «принцип» обычно употребляется в связи с самыми различными сферами человеческой деятельности (с сохранением первичного оттенка - первый, основной, исходный)» [207].
