Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Теоретико-методологические вопросы формирования экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики 16
1. Развитие атомной физики как фактор экологизации общественного сознания и школьного курса физики 17
2. Компоненты экологической культуры учащихся и уровни ее сформированности при изучении основ атомной и ядерной физики в средней школе
Глава II. Методика формирования экологической культуры учащихся при изучении основ атомной и ядерной физики в средней школе 75
1. Использование учебного материала основ атомной и ядерной физики в процессе формирования экологической культуры учащихся средней школы 75
2. Экспериментальная работа по формированию экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики и оценка ее эффективности 87
Заключение 168
Литература 171
Приложения 188
- Развитие атомной физики как фактор экологизации общественного сознания и школьного курса физики
- Использование учебного материала основ атомной и ядерной физики в процессе формирования экологической культуры учащихся средней школы
- Экспериментальная работа по формированию экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики и оценка ее эффективности
Введение к работе
Актуальность исследования. Экологическая доктрина России, одобренная распоряжением Правительства Российской Федерации 31 августа 2002 г., стала главным ориентиром для концептуальных положений «Приоритетного национального проекта "Образование"», в котором формирование экологической культуры личности рассматривается в качестве определяющего фактора в разрешении глобальных проблем, стоящих перед всем человечеством. В связи с этим особое значение приобретает освоение учащимися средних школ физики микромира, которая заставила человека, осознавшего свое величие и свою зависимость от природы, всерьез задуматься о формировании планетарного мышления, «направленного на созидание целостного, взаимосвязанного и взаимообусловленного мира» (В.И. Данильчук). Именно развитие атомной физики, знакомство с основами которой традиционно завершает курс как основной, так и средней полной школы, со всей остротой поставило вопрос о необходимости формирования экологической культуры учащихся, охватывающей «совокупность опыта взаимодействия человека и природы, обеспечивающей его выживание и устойчивое развитие и выраженной в виде нравственных норм, ценностей, теоретических знаний, способов практических действий, поступков и культурных традиций» [А.А. Вербицкий, 1996.С.119].
Несмотря на то, что все темы школьного курса физики как науки о природе обладают значительным потенциалом для формирования экологической культуры школьников, изучение основ атомной и ядерной физики является приоритетным не только потому, что «оборотная сторона» практических приложений физики атома привела к ряду техногенных катастроф, сделавших экологические проблемы глобальными, но и вследствие того, что физика микромира, радикально изменив представления о структуре материи, подчеркнула неразрывность взаимосвязи человека, природы и общества.
Однако в средней школе процесс формирования экологической культуры учащихся при изучении основ атомной и ядерной физики не имеет системного характера. Это подтверждают результаты опроса, проведенного среди 32 учителей физики города Волгограда и области. Только 10% из них целенаправленно уделяют внимание своеобразию системы физико-экологических знаний (применительно к физике микромира это знания, характеризующие явления и процессы, происходящие в живых организмах под влиянием ионизирующих излучений и в результате накопления в тканях радиоактивных изотопов, позволяющие определить меру опасности и оптимальные способы защиты от такого рода негативных воздействий, знания о способах минимизации экологических рисков промышленного использования атомной энергии, обеспечивающих устойчивое развитие природы, общества, хозяйства и самой планеты, и т.д.) и затрагивают вопросы формирования экологической культуры школьников. Это объясняется ограниченностью учебного времени и отсутствием учебно-методического обеспечения, способного придать экологическую направленность различным формам занятий по физике, что не позволяет должным образом организовать процесс формирования экологической культуры учащихся средней школы.
Между тем для решения обозначенной проблемы есть теоретические предпосылки. В настоящее время имеется целый ряд исследований, посвященных современным экологическим проблемам и ориентированных на вопросы формирования экологической культуры учащихся средней школы (С.Н. Глазачев, Н.С. Дежникова, А.Н. Захлебный, И.Д. Зверев, И.Т. Суравегина и др.), в том числе при обучении физике в условиях гуманитаризации физического образования (В.И. Данильчук, И.А.Иродова, Н.Н. Моисеев, В.Г. Разумовский, А.П. Рыженков, Н.С. Пурышева, В.В. Сериков, В.М. Симонов, Г.П. Стефанова, Л.В. Тарасов, Э.А. Турдикулов и др.). Поскольку формирование экологической культуры учащихся средней школы предусматривает междисциплинарный подход, то важное значение приобретают исследования, посвященные информатизации образования (Е.В. Данильчук, A.M. Короткое, Т.К. Смыковская и др.), изучению роли межпредметной интеграции в обучении физике (Е.В. Бондаревская, Л.А. Бордонская, А.П. Валицкая, З.Е. Гельман, А.Я. Данилюк, Н.Б. Делоне, Ю.И. Дик, Г.А. Монахова, А.В. Петров, Г.А. Розман, И.С. Якиманская и др.). Вследствие того, что экологическая культура формируется на протяжении всей жизни человека, то востребованными оказываются те научные труды, в которых систематизируются представления об основных принципах общей теории непрерывного образования и вопросах преемственности в обучении (Н.М. Борытко, Н.К. Сергеев, В.И. Сластенин, Б.М. Кедров и др.).
Для формирования экологической культуры учащихся средней школы сложились практические предпосылки. Изучение курса физики в средней школе на базовом и профильном уровнях предусматривает вариативную часть учебного плана - курсы по выбору для предпрофильной подготовки в основном общем образовании и элективные курсы, способные восполнить недостатки в экологическом образовании и воспитании школьников в профильной школе. На вооружение учителей физики поступили учебно-методические комплекты, в которых значительно расширен материал по основам строения микромира и дополнен сведениями эколого-биологической направленности. В номенклатуру учебного оборудования кабинетов физики вошел персональный компьютер, позволяющий воспроизводить средствами имитационного моделирования невизуализируемые в рамках школьного физического практикума эксперименты и процессы, наглядно демонстрирующие взаимообусловленность жизни человека и природы. Проведены научные исследования, отражающие методические аспекты формирования экологической культуры учащихся средней школы. В связи с изучением дисциплин биологического цикла данный процесс проанализирован в работах Е.Н. Бабакиной, О.В. Котко, Т.Ю. Макашиной и др. Формирование экологической культуры учащихся в контексте физического образования исследовал К.А. Юрьев, рассматривающий становление и развитие когнитивного компонента экологической культуры учащихся. В.К. Назаров предложил систему развития экологической культуры школьников 7-х и 10-х классов посредством дидактических игр с использованием комиксов, моделирующих экологическую ситуацию на уроках физики. Л.Ю. Чуйковой проанализирован процесс формирования экологического мышления у учащихся агротехнического лицея. Работа Ю.Н. Титовой посвящена процессам формирования экологической культуры учащихся на материале изучения курса физики в профильной школе. Анализ исследований, рассматривающих проблемы экологического образования в средней школе, показывает, что методические аспекты формирования экологической культуры учащихся при изучении основ атомной и ядерной физики не были предметом специального научно-педагогического исследования.
Таким образом, в теории и практике общего образования по физике сегодня обострились противоречия между: — потребностью общества в экологическом образовании и отсутствием приоритетной ориентации школьного обучения физике на формирование экологической культуры учащихся; значимостью изучения физики для формирования экологической культуры учащихся средней школы и отсутствием представления о влиянии изучения основ атомной и ядерной физики на развитие компонентов экологической культуры; потенциалом основ атомной и ядерной физики для формирования экологической культуры учащихся средней школы и отсутствием методик, способных его реализовать.
Исходя из указанных противоречий, определена проблема исследования, связанная с неразработанностью методики формирования экологической культуры учащихся средней школы при изучеии основ атомной и ядерной физики, что и определило выбор темы данной работы: «Формирование экологической культуры учащихся при изучении основ атомной и ядерной физики в средней школе».
Объект исследования: процесс обучения основам атомной и ядерной физики в средней школе.
Предмет исследования: методические аспекты формирования экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики.
Цель исследования: разработать научные основы методики формирования экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики.
Гипотеза исследования состоит в том, что формирование экологической культуры учащихся средней школы будет более эффективным, если: — формирование экологической культуры учащихся средней школы станет одной из приоритетных целей при изучении основ атомной и ядерной физики; — экологическая культура учащихся средней школы будет рассматриваться как компонентная структура, включающая в себя мотивационную, когнитивно-деятельностную и рефлексивную составляющие, развитие которых в значительной степени определяется методическими подходами к изучению основ атомной и ядерной физики; — в основу процесса формирования экологической культуры учащихся средней школы будет положена методика, целевые, содержательные и процессуальные характеристики которой, реализуя возможности межпредметной интеграции естественнонаучных и гуманитарных дисциплин, сделают непрерывным и комплексным освоение понятий и законов физики микромира, лежащих в основе системы физико-экологических знаний о человеке, природе и обществе; — будет использоваться комплекс таких методических средств, как компьютерный физический эксперимент при моделировании и анализе результатов фундаментальных опытов в области микромира; применение информационных технологий при проведении интегрированных уроков физики с другими учебными дисциплинами (химией, биологией, математикой, историей, литературой и др.); решение контекстных физических задач экологической направленности; применение учебных ситуаций, предполагающих укрепление личностной позиции учащихся при поиске путей решения глобальных экологических проблем, реализуемых в содержании основного курса физики и курсов по выбору физико-экологического содержания.
В соответствии с объектом, предметом и целью исследования были поставлены следующие задачи: определить роль изучения основ атомной и ядерной физики в процессе формирования экологической культуры учащихся средней школы; уточнить содержание компонентов экологической культуры учащихся при изучении основ атомной и ядерной физики в средней школе; разработать методику формирования экологической культуры учащихся при изучении основ атомной и ядерной физики в средней школе; экспериментально проверить эффективность методики формирования экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: исследования по теории деятельности как движущей силы развития психики (Л.И. Божович, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, Г.Е. Залесский, И.А. Зимняя, B.C. Ильин, З.И. Калмыкова, А.Н. Леонтьев, А.К. Маркова, Н.А. Менчинская, Л.Ф. Обухова, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина, А.В. Усова и др.); исследования в области явлений и процессов физики микромира (Ж.И. Алферов, В. Л. Гинзбург, П. Л. Капица, И.В. Курчатов, М. Кюри, П. Кюри, В.А. Легасов, А.Б. Мигдал, Э. Резерфорд, А.Д. Сахаров, Г. Линдер и др.) и их роли в формировании знаний о путях оптимизации антропогенных воздействий на природу; труды, посвященные вопросам развития ноосферы (В.И. Вернадский, СР. Микулинский, А.Д. Урсул и др.), теории коэволюции (И.И. Мазур,
О.И. Молдаванов, Н.Н. Моисеев, С.А. Остроумов, А. Печчеи, А.В. Яблоков и др.) и работы по определению современного научного статуса категории «экологическая культура личности» (А.А. Вербицкий, Э. Геккель, С.Н. Глазачев, Н.С. Дежникова, В.В. Докучаев, А.И. Захлебный, И.Д. Зверев, Н.С. Карташова,Ч. Одум, Н.Ф. Реймерс, И.Т. Суравегина и др.); работы по анализу процессов гуманитаризации обучения физике на основе межпредметной интеграции в средней школе (Л.А. Бордонская, Н.Е. Важеевская, А.П. Валицкая, З.Е. Гельман, В.И. Данильчук, Н.С. Дежникова, Н.Б. Делоне, Ю.И. Дик, И.А. Иродова, СЕ. Каменецкий, А.С. Купавцев, В.М. Монахов, Г.А. Монахова, Н.С. Пурышева, А.П. Рыженков, В.В. Сериков, В.М. Симонов, Г.П. Стефанова, Л.В. Тарасов, Т. А. Твердохлебова, Э.А. Турдикулов, И.С. Якиманская и др.); исследования, связанные с изучением процессов информатизации образования (Ю.А. Винницкий, И.Г. Гребенев, Е.В. Данильчук, A.M. Короткое, Г.П. Меньчиков, Г.М. Нурмухамедов, А.В. Петров, Т.К. Смыковская и др.).
Для решения поставленных задач и проверки выдвинутой гипотезы применялись следующие методы исследования: изучение философской, психологической, педагогической и методической литературы по исследуемой проблеме, стандартов и примерных программ основного общего и полного среднего образования (базовый и профильный уровни) по учебному предмету «Физика» с позиций отражения в них процесса формирования экологической культуры школьников; анализ и обобщение педагогического опыта формирования экологической культуры учащихся; научное наблюдение, моделирование, анкетирование, тестирование, собеседование; метод экспертных оценок, педагогический эксперимент (констатирующий и формирующий), качественный и количественный анализ устных и письменных ответов учащихся, статистическая обработка данных, полученных в ходе наблюдения.
Экспериментальной базой служили средние школы Волгограда: МОУ СОШ № 130, МОУ «Гимназия.№ 6», МОУ «Гимназия № 9».
Исследование проводилось поэтапно с 2003-го по 2010 г.
I этап (2003—2005 гг.) был посвящен изучению философской, психологической и педагогической литературы, ознакомлению с диссертационными исследованиями, связанными с проблемами экологического образования в средней школе, анализу передового опыта деятельности преподавателей средних школ по формированию элементов экологической культуры учащихся на уроках физики. На этом этапе были определены цели, задачи, объект и предмет исследования, сформулирована гипотеза исследования и разработан план ее экспериментального обоснования, уточнению которого способствовал проведенный на данном этапе констатиру ющий эксперимент.
II этап (2005-2007 гг.) был посвящен опытно-экспериментальной работе с целью совершенствования экологического образования в современной школе при изучении основ атомной и ядерной физики. Конструировался процесс формирования экологической культуры учащихся при изучении основ атомной и ядерной физики, выявлялись дидактические условия и средства, обеспечивающие его эффективность в ходе организации формирующего эксперимента.
III этап (2007—2010 гг.) был посвящен обобщению и систематизации результатов экспериментальной работы, которые подтвердили обоснованность исходной гипотезы исследования, что нашло отражение в разработке программ курсов по выбору: «Фундаментальные эксперименты в атомной физике и живая природа» (9-й класс), «Физические основы современных экологических проблем» (10-й класс) и «Экологические проблемы современности и атомная физика» (11-й класс), обеспечивающих эффективность процесса формирования экологической культуры учащихся при изучении основ атомной и ядерной физики и подготовленных для внедрения в образовательную практику средней школы.
На защиту выносятся следующие положения:
В связи с обострением глобальных экологических проблем формирование экологической культуры учащихся, объединяющей экологические знания, ответственное отношение к природе и деятельности человека в окружающем мире, становится приоритетной целью обучения физике в средней школе. В этом процессе особенное значение приобретает изучение основ атомной и ядерной физики, позволяющее актуализировать систему физико-экологических знаний, полученных учащимися в школьном курсе, и умений их практического применения при решении физических задач экологической направленности, содержание которых составляют жизненные коллизии, затрагивающие вопросы воздействия ионизирующих излучений на человека и природу, что обеспечивает становление и развитие у школьников опыта оценки и контроля собственной деятельности в условиях развития ядерной энергетики и использования радиационных технологий.
Экологическая культура учащихся представляет собой определяемую системой физико-экологических знаний учащихся и опытом экологосообразной деятельности полифункциональную структуру, объединяющую мотивационно-ценностный, когнитивно-деятельностный и рефлексивный компоненты. Мотивационно-ценностный компонент экологической культуры учащихся при изучении основ атомной и ядерной физики дополняется мотивами, определяющими осознание учащимися «субъектности» природы и ее общечеловеческой ценности в условиях развития атомных технологий; детерминирующими процессы осознания возможности глобального воздействия «мирного атома» на биосферу Земли и население планеты и понимания фундаментальной значимости законов физики микромира, лежащих в основе познания и практического освоения объективной реальности и освоения экологически безопасных методов применения источников ионизирующих излучений в науке и на производстве. Когнитивно-деятельностный компонент включает в себя систему физико-экологических знаний и умений их практического применения при решении физических задач экологической направленности, ориентированных на выявление условий обеспечения радиационной безопасности человека и окружающей природной среды, минимизацию экологических рисков, связанных с работой предприятий атомной промышленности и утилизацией радиоактивных отходов. Он определяет особенности экологически ориентированного мировосприятия, миропонимания и мировоззрения личности. Рефлексивный компонент отражает соотношение мотивов и опыта экологосообразной деятельности учащихся, направленных на формирование навыков контроля и оценки своей деятельности в социоприродном окружении, испытывающем возрастающие радиационные нагрузки.
Разработанная методика, обеспечивающая последовательность, преемственность и непрерывность формирования ключевых понятий физики микромира как основы экологической культуры учащихся средней школы, реализуется на трех этапах, для каждого из которых определены целевые, содержательные и процессуальные характеристики, предполагающие изучение понятий, законов и теорий физики микромира в историко-культурном контексте (от истории Древнего мира и учений первых философов-атомистов до современной ядерной физики и отражения экологических проблем, ею обусловленных, в произведениях документальной, мемуарно-биографической и художественной литературы), что способствует актуализации потребности школьников в освоении физико-экологических знаний, связанных с основами атомной и ядерной физики, через создание условий для формирования системы физико-экологических знаний и умений их практического применения при решении физических задач экологической направленности, предусматривающих использование знаний из биологии и химии, к их интеграции в другие образовательные области с целью комплексного освоения учащимися научной картины мира.
Методика формирования экологической культуры учащихся, рассматриваемой как системообразующее начало интеграции естественнонаучных и гуманитарных дисциплин в школьном образовании, использует экологическую составляющую физики микромира, представленную в основном курсе физики, разработанные курсы по выбору физико-экологического содержания и предусматривает комплексное использование в качестве основных следующих методов и средств обучения: во-первых, компьютерный физический эксперимент, применяемый для математического моделирования и анализа результатов фундаментальных опытов в области теории строения атома, экспериментальных методов регистрации элементарных частиц, принципов функционирования атомного реактора и его основных компонентов, построения систем радиационной защиты и дозиметрического контроля; во-вторых, комплекс разноуровневых контекстных физических задач экологической направленности, формирующих природоохранительные умения учащихся, использующих понятия физики микромира для расчета радиационных нагрузок на живые организмы («доза излучения», «коэффициент качества», «естественный радиационный фон», «радиационный пояс Земли» и т.д.), возможностей рационального использования энергетических ресурсов и конструирования моделей систем радиационной защиты («постоянная распада», «интенсивность ионизирующего излучения», «слой половинного ослабления ионизирующего излучения», «радиоактивные отходы» и т.д.), прогнозирования экологических последствий антропогенного воздействия - в том числе промышленного использования ядерной энергии - для физического состояния окружающей среды («термоядерный синтез», «изотоп», «энергетический выход реакции» и др.); в-третьих, интегрированные уроки физики с дисциплинами естественнонаучного и гуманитарного циклов, способствующие становлению целостной научной картины мира и обогащающие навыки мышления учащихся.
Научная новизна результатов исследования заключается в том, что впервые определены научные подходы к формированию экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики и разработана адекватная методика, обеспечивающая последовательность, преемственность и непрерывность данного процесса; уточнено влияние изучения учебного материала, связанного с основами атомной и ядерной физики, на содержание компонентов экологической культуры учащихся средней школы, выявлены критерии и уровни их сформированности; определен комплекс методов и средств, обеспечивающих формирование экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики на основе реализации межпредметной интеграции физики с естественнонаучными и гуманитарными дисциплинами.
Теоретическая значимость результатов исследования состоит в том, что они вносят вклад в теорию и методику обучения физике за счет выявления динамики формирования содержания компонентов экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики и разработки целевого, содержательного и процессуального компонентов методики формирования экологической культуры учащихся средней школы в процессе освоения данного учебного материала. Основные положения работы могут служить теоретической базой для дальнейших исследований, ориентированных на использование возможностей межпредметной интеграции в формировании экологической культуры учащихся в средней школе и придание этому процессу системного, непрерывного и необратимого характера.
Практическая ценность результатов исследования заключается в разработке программ курсов по выбору:«Фундаментальные эксперименты в атомной физике и живая природа», «Физические основы современных экологических проблем», «Экологические проблемы современности и атомная физика» - и их учебно-методического обеспечения, способствующих формированию экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики. Результаты исследования могут быть востребованы на курсах повышения квалификации учителей-физиков. N
Достоверность результатов исследования обеспечивается обоснованностью исходных методологических положений, системным использованием методов исследования, опорой на научную и научно- * методическую литературу по вопросам формирования экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики, применением разнообразных взаимодополняющих методов исследования, адекватных целям, задачам и логике диссертации, использованием эмпирического материала, полученного в ходе опытно-экспериментальной работы; репрезентативностью объема выборок и статистической значимостью экспериментальных данных.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись через: - участие в международных научно-практических конференциях: «Информатизация образования-2009» (Волгоград, 2009); «Инновационные технологии в обучении и воспитании» (Елец, 2008); «Физика в системе современного образования (ФССО-07)» (Санкт-Петербург, 2007); «Педагогика, лингвистика и информационные технологии» (Елец, 2007); «Рациональное и эмоциональное в литературе и фольклоре» (Волгоград, 2007); «Фундаментальные и прикладные исследования в системе образования»: (Тамбов, 2007); всероссийских: «Особенности духовно-нравственного формирования личности в современных условиях» (Михайловка, 2009); «Образование в XXI веке: конференция Microsoft» (Москва, 2008); «Славянская культура: истоки, традиции, взаимодействие» (Москва, 2006); научно- практических конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградского государственного педагогического университета (Волгоград, 2008, 2009) и ежегодных региональных конференциях молодых исследователей (Волгоград 2003-2009); публикацию материалов исследования в научных и научно-методических изданиях (по теме исследования опубликовано 12 работ, в том числе одна статья в журнале, входящем в реестр ВАК РФ); реализацию опытно-экспериментального обучения в МОУ СОШ «Гимназия № б», МОУ СОШ «Гимназия № 9», МОУ СОШ № 130.
Структура работы. Диссертация объемом 210 страниц состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 220 наименований, и 11 приложений.
Развитие атомной физики как фактор экологизации общественного сознания и школьного курса физики
Процессы гуманизации и гуманитаризации физического образования в средней школе во многом обусловили становление и развитие научной категории «экологическая культура личности», рассматриваемой в настоящее время как обязательное условие реализации концепции устойчивого развития цивилизации. «Философия: энциклопедический словарь» дает следующее определение: «Культура - (лат. cultura - возделывание, воспитание, почитание) — универсум искусственных объектов ... , созданный человеком в процессе освоения природы и обладающий структурными, функциональными и динамическими закономерностями (общими и специальными). ... Культуру можно определить как информационную сверхсистему, которая обеспечивает обратную связь со средой при сохранении фонда исторической памяти» [Философия: энциклопедический словарь, 2004.С.1005]. Бесценный фонд историко-культурной памяти сохранил до наших дней и определение культуры, представленное в «Словаре живого великорусского языка» 1881 года, изданном В.И. Далем: «Культура - обработка и уход, возделывание, возделка» [Даль В.И., 1981.С.217]. Обращает на себя внимание то, что в восприятии носителей русского языка понятие «культура» неизменно включает «нравственный» оттенок; у В.И. Даля он зафиксирован так: «культура — это образование, умственное и нравственное» [Там же]. Что касается понятия «экология», то долгое время оно, введенное в обиход немецким биологом Э.Геккелем в 1866 году в работе «Generelle Morphologie», воспринималось как чужеродное заимствование. Этот узкоспециальный биологический термин обозначал «все связи организма с окружающим миром, к которому мы причисляем все условия существования в широком смысле слова, как органические, так и неорганические» [Большая советская энциклопедия, 1935. Т.63.С.411]. Прошло немало времени, прежде чем в сознании всего человечества утвердилось масштабное представление об экологии как о науке жизни. Это вовсе не означает, что в России не умели беречь и охранять природу. Об этом свидетельствуют и русская классическая литература, и живописные полотна отечественных художников, фольклор и музыкальная культура народа, где «земля-матушка» - главный вдохновенный образ. Известно, что в нашей стране уже в XVIII веке «вводится преподавание естествознания и начинается становление представлений о воспитательном и образовательном значении природы» [Гагарин В.А., 2001.С.71]. В конце ХГХ-начале XX веков многие российские ученые (В.В. Половцев, Б.Е. Райков, П.Л. Соловьев, К.Д. Ушинский и др.), отвергая формально-излагающий метод в изучении природы, воспринимают ее как «могущественнейший агент воспитания человека. В 20-х годах XX века распространяется мнение о необходимости проведения многочисленных экскурсий на природу» [Там же]. К сожалению, это здоровое начинание в российском обществе было насильственно вытеснено доктриной грубо-утилитарного отношения к природе, когда главной задачей было «взять все милости у природы». Конечно, потребительское отношение к природе не имело тотального влияния. Основы народной педагогики, базирующиеся на бережном отношении к природе, оказались устойчивыми к разного рода идеологическим напластованиям.
Однако попытки деформировать эти основы предпринимались не раз. Эпоха научно-технической революции XX века и связанная с ней опасность укоренения технократического мышления в нашем обществе 1950-1980-х вызвала волнения многих выдающихся ученых, мыслителей и людей творческих профессий. Технократическое мышление, понимаемое как «мировоззрение, существенными чертами которого является примат средства над целью, цели над смыслом и общечеловеческими интересами, смысла над бытием и реальностями современного мира, техники над человеком и его ценностями» [Зинченко В.П., 1990.С.36], оказалось неприемлемым как для ученых, так и для представителей «чисто» гуманитарной сферы. К тому же в этот период времени, как отмечает Нобелевский лауреат академик РАН В.Л. Гинзбург в своей монографии «О науке, о себе и о других», «развитие атомной физики привело к известной кульминации - овладению ядерной энергией и, к великому сожалению, созданию атомных и водородных бомб», приблизивших человечество к осознанию опасности глобальной катастрофы [Гинзбург В.Л., 2004.С.55]. Разумеется, в школьном курсе физики все темы обладают потенциальными возможностями для формирования экологической культуры учащихся, но знакомство с основами атомной и ядерной физики выдвигается на первый план в силу того, что именно развитие физики микромира сделало экологическую проблематику глобальной. С развитием атомной физики связано формирование важнейших понятий, ставших базовыми для экологии: «радиоактивное загрязнение», «радиоактивное поле Земли, или поле ионизирующего излучения» и др.
Использование учебного материала основ атомной и ядерной физики в процессе формирования экологической культуры учащихся средней школы
В эксперименте принимали участие учащиеся 9-11-х классов МОУ СОШ «Гимназия №9», МОУ СОШ №130 и МОУ СОШ «Гимназия №6» города Волгограда! Всего в эксперименте было задействовано 187 учащихся и 32 преподавателя. Рабочей гипотезой при организации эксперимента служило предположение о том, что система среднего образования не в полной мере содействует становлению и развитию экологической культуры школьников, хотя необходимый потенциал для этого есть.
Для реализации цели констатирующего эксперимента - определить исходный уровень сформированности экологической культуры учащихся были использованы диагностические методики (Приложения №1-3).Выявить способы усовершенствования процесса формирования экологической культуры помогли беседы с учащимися и учителями, хорошо знающими специфику работы с выпускниками школ. Из 32 опрошенных учителей физики школ города Волгограда и области только около 10% дали утвердительный ответ на вопрос: «Уделяете ли Вы внимание специфике физико-экологических знаний, связанных с основами атомной и ядерной физики?» На вопрос: «Стремитесь ли Вы к тому, чтобы экологически ориентировать различные формы проведения занятий по основам атомной и ядерной физики?» - больше половины учителей ответило отрицательно, сославшись на нехватку учебного времени и отсутствие методических рекомендаций, способных оказать в этом помощь.
Что касается определения исходного уровня сформированности экологической культуры учащихся, то диагностические методики учитывали то, что любой способ диагностики применительно к проблемам, затрагивающим мировоззрение личности, «должен опираться не только на сведения об уровне сформированности знаний, умений, познавательных действий и операций, но также на данные об особенностях личного к ним отношения учащихся, о степени готовности их использовать в качестве регуляторов своего поведения» [Залесский Г.Е., 1982.С.41]. Эти особенности заложены основу вербальной ассоциативной методики «ЭЗОП» (Приложение №1), применявшейся на начальной стадии констатирующего эксперимента для выявления исходного уровня сформированности мотивационно-ценностного компонента экологической культуры учащихся. Аббревиатура «ЭЗОП» - это «Эмоции», «Знания», «Охрана», «Польза» (по В.А. Левину). Методика направлена на исследование типа доминирующей установки в отношении природы. Как правило, выделяется четыре типа таких установок: личность воспринимает природу как объект красоты («эстетическая установка»); как объект изучения, получения знаний («когнитивная»); как объект охраны («этическая») и как объект пользы («прагматическая»).
При обоснованности всех установок, которые имеют право на существование, установка на охрану природы у испытуемых практически не прослеживается. Основная масса учащихся 9-11-х классов воспринимает природу в основном как объект красоты (40%) или пользы (45%), в меньшей степени как объект изучения (12%); «этическая установка» (природа как объект охраны) просматривается только у 3% опрошенных.
Результаты тестирования позволили констатировать недостаточную сформированность мотивационно-ценностного компонента экологической культуры учащихся и предположить, что они слабо представляют себе глобальный масштаб экологических проблем, требующих природоохранительных действий, не видят зависимости, существующей между природой и их дальнейшей судьбой, и не обладают запасом физико-экологических знаний, стимулирующих природоохранительные инициативы личности. Эти наблюдения были подтверждены в дальнейшем анализом результатов письменного анкетирования, проведенного с целью выявления уровня сформированности рефлексивного и когнитивно-деятельностного компонентов экологической культуры учащихся. Конечно, их сложно выявить в «чистом» виде, но ряд методик позволяет составить общее представление о том, насколько старшеклассники соотносят свой личностный опыт, свое представление о будущей жизни и профессии с полнотой и глубиной усвоения физико-экологических знаний.
Если в «ЭЗОПе» природа для учащихся предстает «объективированной», то письменные задания «Экологической анкеты» буквально «погружают» их в природную среду, заставляя «пропускать через себя», через свой жизненный опыт вопросы, связанные с общественными нормами природосообразного поведения. Анкета, идея которой принадлежит Е.Р. Разумовои, ориентирована на изучение уровня экологического воспитания молодежи и уровня ее экологического образования, то есть «багажа экологических знаний, а также определения стратегии воспитания у молодежи экологического сознания и этики, то есть совокупности активных нравственных принципов позитивного отношения к природе, осознания того факта, что биосфера является нашим общим домом, мы сами — ее составная часть, а ее деградация ведет к гибели всего человечества» [Разумова Е.Р., 2007.С.ЗЗ]. Вопросы анкеты были скорректированы с тем, чтобы подготовить систему таких заданий, выполнение которых позволило бы судить не только « об уровне овладения знаниями и умениями, но и о готовности учащихся, опираясь на них, регулировать свое сознание и поведение» [Залесский Г.Е., 1982.С.45] в условиях современной экологической обстановки.
Экспериментальная работа по формированию экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики и оценка ее эффективности
Формирующий эксперимент, проводившийся в течение трех лет в ряде школ города Волгограда среди учащихся 9-11 классов, позволил проследить процесс формирования экологической культуры школьников при изучении основ атомной и ядерной физики от первых уроков по изучению физики микромира в 9-х классах до выпускных экзаменов в 11-ых, сопоставить результаты учебной деятельности экспериментальной группы с результатами, достигнутыми старшеклассниками, обучающимися на традиционном материале и методической базе.
Проведению формирующего эксперимента способствовали новые образовательные технологии, позволившие предложить учащимся курсы по выбору, связанные с углубленным изучением физики: «Решение физических задач», «Ты и физика» и др. Учащиеся экспериментальных групп в условиях предпрофильной подготовки посещали занятия курса по выбору физико-экологической направленности: «Фундаментальные эксперименты в атомной физики и живая природа» (I этап реализации экспериментальной методики), в 10-х классах - элективный курс «Физические основы современных экологических проблем» (II этап реализации экспериментальной методики), в 11-ом - элективный курс «Экологические проблемы современности и атомная физика» (III этап реализации экспериментальной методики) с набором адекватных разработанной методике заданий, деловых игр, компьютерных экспериментов, виртуальных экскурсий, интегрированных уроков и т.д.
По итогам констатирующего эксперимента были сформированы следующие группы учащихся: экспериментальная группа, (95 человек) где проходил экспериментальную проверку весь разработанный комплекс методов, приемов и средств для формирования экологической культуры учащихся средней школы при изучении основ атомной и ядерной физики, реализующий возможности основного курса физики и возможности курсов по выбору, и контрольная группа (92 человек), где занятия по изучению основ атомной и ядерной физики проводились в рамках основного курса физики на традиционной методической базе.
Этап I реализации методики проводился в 9-х классах. Примерная программа основного общего образования по физике предусматривает изучение темы «Квантовые явления» в течение 23 часов, во время которых девятиклассники знакомятся с явлением радиоактивности, с природой а-, /3-, у-излучений; они изучают природу радиоактивного распада и его закономерности, разбираются в механизме протекания реакции деления ядер урана и устройстве ядерного реактора, осваивают правила защиты от радиоактиных излучений и др. Уровень физико-математической подготовки дает учащимся 9-х классов возможность при изучении основ атомной и ядерной физики решать задачи, в том числе, на нахождение энергии связи и дефекта масс, использование правила радиоактивного смещения, а также задачи по теме: «Строение атома и атомного ядра». Авторская программа А.В.Перышкина, учитывая сложность квантомеханических объектов и процессов, невизуализируемых в рамках школьного лабораторного практикума, предписывает: учащиеся «должны знать строение атома по Резерфорду, показывать ее на моделях». Что касается моделирования, то сегодня в средней школе есть условия для проведения компьютерного аналога эксперимента Э.Резерфорда, предусматривающего оценку меры опасности, которой подвергались первые физики-атомщики при проведении опытов с источниками ионизирующих излучений.
Учащиеся экспериментальной группы занимались по разработанной методике, целевой компонент которой предусматривает создание условий для актуализации потребности учащихся в освоении физико-экологических знаний, связанных с основами атомной и ядерной физики, и осознанного выбора профиля дальнейшего обучения. Содерэюателъный компонент методики на этом этапе формирующего эксперимента составляет учебный материал курса физики основной школы и курса по выбору «Фундаментальные эксперименты в атомной физике и живая природа», рассчитанного на 17 часов, дополняющего и углубляющего содержание базового курса физики 9-го класса за счет более обстоятельного знакомства с историко-культурным контекстом становления и развития представлений человечества о структуре материи, первыми научными теориями, наблюдениями и экспериментами в области микромира, раскрывающими неразрывность взаимосвязи «человек-природа». Программа данного курса предусматривает изучение таких вопросов как: «Беррлилиевое» излучение: Опыты Кюри и Чедвика. Проникающая способность нейтронного излучения», «Методы регистрации ионизирующих излучений. Бытовые дозиметрические приборы» и др.
