Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Концептуальные основания формирования содержания физического образования в педагогическом вузе на базе культурологического подхода
1.1 Культурологический подход к формированию содержания образования 11
1.1.1 Подходы к формированию содержания образования в разных образовательных парадигмах 11
1.1.2 Проблемы реализации культурологического подхода к формированию содержания физического образования в педагогическом вузе в гуманистической образовательной парадигме 15
1.2 Исследование проблем реализации культурологи ческой концепции формирования содержания физического образования в педагогическом вузе 19
1.2.1 Концептуально - философская проблема реализации культурологической концепции формирования содержания физического образования в педагогическом вузе 19
1.2.2 Психолого - педагогическая проблема реализации культурологической концепции формирования содержания физического образования в педагогическом вузе 33
1.2.3 Технологическая проблема реализации культурологической концепции формирования содержания физического образования в педагогическом вузе 58
Выводы по 1 главе 6%
Глава 2. Теоретико - методические основы формирования реализуемого содержания на базе культурологического подхода (на примере курса «Оптика»)
2.1 Основания и критерии конструирования содержания курса «Оптика» на уровне процесса обучения 71
2.2 Содержание комплексной дидактической единицы на материале курса оптики 73
2.2.1 Построение модели системы фундаментальных физических принципов 73
2.2.2 Построение модели системы методологических принципов научного познания 91
2.2.3 Связь между отдельными элементами комплексной дидактической единицы 98
2.3 Выделение стержневой идеи курса «Оптика» на основе комплексной дидактической единицы 104
2.4 Методические указания к изложению ключевых вопросов стержневой идеи курса «Оптика» педвуза 109
2.4.1 Оптико-механическая аналогия 109
2.4.2 Рождение квантовой идеи 114
2.4.3 Релятивистская формулировка квантово - волнового дуализма 122
Выводы по 2 главе 126
Глава 3. Педагогический эксперимент: организация и результаты 127
3.1. Задачи и этапы проведения педагогического эксперимента 127
3.2 Методика проведения и результаты обучающего этапа педагогического эксперимента 135
3.2.1 Определение влияния культурологической направленности содержания курса «Оптика» на когнитивную составляющую педагогической компетентности студентов 13 6
3.2.2 Определение влияния культурологической направленности курса «Оптика» на операционально-технологическую составляющую педагогической компетентности студентов 144
3.2.3 Определение влияния культурологической направленности курса «Оптика» на мотивационную составляющую педагогической компетентности 150
3.2.4 Определение влияния культурологической направленности курса «Оптика» на коммуникативно-аксиологическую составляющую педагогической компетентности студентов 155
Выводы по 3 главе 161
Заключение 163
Список литературы 168
Приложения 188
- Подходы к формированию содержания образования в разных образовательных парадигмах
- Психолого - педагогическая проблема реализации культурологической концепции формирования содержания физического образования в педагогическом вузе
- Содержание комплексной дидактической единицы на материале курса оптики
- Методика проведения и результаты обучающего этапа педагогического эксперимента
Введение к работе
Актуальность исследования. В современной эпохе, характеризующейся «критической массой» знания, капиталом и главным ресурсом являются технологии его освоения, переработки и получения, а основой прогрессивного развития - сам Человек, его способность к интеллектуальной деятельности, профессиональная компетентность, ценностные и социокультурные предпосылки миропорядка, ответственность перед реальностью.
Поэтому содержания современного гуманистического образования направлено на приобщение обучающегося к человеческой культуре.
Более 30 лет назад коллективом дидактов Л.Я. Зориной, В.В. Краевским, И.Я. Лернером, М.Н. Скаткиным и др. была выдвинута культурологическая концепция общего среднего образования, в которой его содержание трактуется как «педагогически адаптированный социальный опыт человечества, тождественный по структуре (не по объёму), человеческой культуре во всей её структурной полноте» (В .В. Краевский).
Современные педагоги Е.В. Бондаревская, И.С. Якиманская, В.В. Сериков, А.И. Мищенко, Л.И. Мищенко, Е.Н. Шиянов, О.М, Голубева решают проблемы не только теоретического развития концепции, но и ее практического воплощения как в среднем, так и в высшем образовании.
Сущность культурологического подхода к формированию содержания физического образования состоит в признании «необходимости исходить из трактовки физики не только в качестве научной области, но также и в качестве элемента человеческой культуры и сферы развития человеческого мышления» (О.М. Голубева).
На сегодняшний день культурологический подход в конструировании содержания «спустился» с уровня концепции до уровня теории и частично до уровня учебного предмета.
В реализации культурологической концепции выделяют три основные проблемы. Первая связана с переходом к компетентностному образованию,
5 вторая и третья - с целями образования, определением их в понятиях культуры и устранении разрыва между общими и конкретными целями (А. Новиков).
Проблема компетентностной оценки результатов образования особенно активно стала разрабатываться с момента принятия в 1999 г. Болонской декларации о создании общего европейского пространства высшего образования. Вопрос о профессиональной компетентности, и, в частности, педагогической исследуется в работах Дж. Равена, Н. В, Кузьминой, А.К. Марковой, Л.А. Петровской, Л.М. МитиноЙ, Л.П. Алексеевой, Н.С. Шаблыгиной, В.Н. Куницина, Г.Э. Белицкой, Л.И. Берестова, В.И. Байденко, А.В, Хуторского, Н.А. Гришано-вой, И.А. Зимней, Ж. Делора, Г. Халажа, Н. Хомского, Р. Уайта и др. Несмотря на большое количество публикаций, единого подхода к определению видов, уровней педагогической компетентности и их оценки пока нет.
Проблемы концепции целей содержания образования также обсуждаются на страницах печати. В 2001 г. Госдума приняла в первом чтении проект закона «О государственном стандарте общего образования», однако статус закона проект до сих пор не получил.
В результате нерешенности проблем реализации культурологической концепции, содержание физического образования формируется до сих пор на основе технократического подхода, не соответствующего концепции гуманистического образования. Это приводит к тому, что студенты - будущие учителя не овладевают в должной степени атрибутами культуры интеллектуальной деятельности: навыками критического осмысления, готовностью принимать неоднозначность, многовариантность трактовок физических и социальных явлений, способностью к креативной деятельности. В итоге молодой учитель не может обоснованно оценить и сориентироваться в педагогических технологиях, выработать четкую личную и профессиональную позицию. Эти проблемы в педагогической практике обусловили выбор темы диссертационного исследования: «Формирование содержания физического образования в педагогическом вузе на основе культурологического подхода».
Противоречие между необходимостью перехода к адекватному современным требованиям содержанию физического образования в педагогическом вузе и недостаточной разработанностью дидактических оснований реализации культурологического подхода к его формированию определило проблему исследования: «каковы необходимые и достаточные дидактические основания реализации культурологического подхода к формированию содержания физического образования в педагогическом вузе?».
Объект исследования: процесс совершенствования содержания физического образования в педагогическом вузе.
Предмет исследования: культурологический подход к формированию содержания физического образования в педагогическом вузе.
Цель исследования: Дидактическое и методическое обоснование, разра. ботка и реализация (на материале курса оптики) процедуры формирования содержания физического образования в педагогическом вузе на основе культурологического подхода.
Гипотеза исследования
Если сформировать содержание физического образования в педагогическом вузе на основе культурологического подхода и реализовать учебный процесс, построенный на таком содержании, то уровень педагогической компетентности студентов повысится.
Задачи исследования:
Определение дидактических оснований реализации культурологического подхода к формированию содержании физического образования в педагогическом вузе;
Разработка методических средств культурологической направленности содержания курса физики педагогическом вузе;
Формирование культурологического содержания курса оптики педагогического вуза.
Методологическую и теоретическую основу исследования составили:
концепции личностно ориентированного и гуманистического образования (В.В. Сериков, Е.В. Бондаревская, И.Я. Якиманская, Л.П. Буева, И.Я. Колесникова);
содержательный аспект методологии педагогики (Б.С. Гершунский);
процессуальный аспект методологии педагогики (В.В. Краевский, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, Л.А. Степашко);
процессуальный и содержательный аспекты методологии дидактики (И.А. Загвязинский, И.А. Колесникова);
личностно - деятельностный подход к обучению (Л.С. Выготский, И.А. Зимняя, А.Н. Леонтьев, и др.);
содержательный и процессуальный аспекты методологии физики (B.C. Готт, В.Ф. Ефименко, Б.Ґ. Кузнецов, Б.М. Кедров, М.В. Мостепаненко, Н.Ф. Овчинников, М.Э. Омельяновский, А.Л. Симанов);
законодательные и нормативные документы по вопросам общего и профессионального образования: Концепция модернизации российского образования на период до 2010 г.; Закон РФ «Об образовании» (1995 г.); Национальная доктрина образования (2000 г.).
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
анализ философской, методологической, психолого - педагогической и методической литературы по теме, с целью определения методологических основ исследования и обоснования теоретической концепции;
научно-методический анализ содержания Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования, учебных планов, нормативных документов Министерства образования Российской Федерации, рабочих программ, учебных планов, учебников, пособий, специальной и научно-популярной литературы;
анализ опыта преподавания физики в педвузах;
педагогический эксперимент;
методы прикладной социологии для проведения опроса, анкетирования, интервьюирования студентов;
методы математической статистики для подтверждения достоверности результатов, обоснованности выводов.
Научная новизна исследования заключается в том, что:
предложена целостная концепция культурологического подхода к
формированию содержания физического образования в педагогическом вузе, реализующая два принципа: единство дидактического и методического оснований разработки подхода; преемственность дидактических и методических средств культурологической направленности содержания физического образования в школе и в педагогическом вузе;
разработана трехуровневая модель педагогической компетентности, являющаяся педагогическим инструментом определения целей и результатов физического образования в педагогическом вузе в аспекте в культурологического подхода;
введено понятие комплексной дидактической единицы содержания физического образования в педагогическом вузе, определяющей технологию конструирования содержания образования на основе культурологического подхода: отбор учебного материала и его структурирование.
построены системы методологических принципов с онтологическим и гносеологическим основаниями, являющиеся системообразующими компонентами комплексной дидактической единицы и основой разработки методических средств культурологической направленности курса физики в педагогическом вузе;
Теоретическая значимость исследования:
Разработана система преемственных дидактических факторов форми
рования содержания физического образования в педагогическом вузе на основе
культурологического подхода, обосновывающая предлагаемую процедуру фор
мирования содержания.
Введены новые принципы реализации требований принципа научности в содержании физического образования в педагогическом вузе, сформированном на основе культурологического подхода;
Результаты исследования могут быть использованы: 1) для формирования содержания курса физики в педвузе; 2) для разработки компетентностной парадигмы физического образовании; 3) для построения целостной культурологической концепции содержания педагогического естественнонаучного образования
На защиту выносятся следующие положения:
Формирование содержания физического образования в педагогическом вузе на основе культурологического подхода должно представлять собой процедуру, состоящую из следующих этапов: выделение стержневой идеи на основе концептуальной оценки предметного содержания комплексной дидактической единицы; отбор ключевых вопросов на основе стержневой идеи; определение структуры содержания курса на основе стержневой идеи и ключевых вопросов; разработка методических средств культурологической направленности на основе предметного содержания комплексной дидактической единицы; разработка методики изложения отдельных вопросов курса с учетом методических средств культурологической направленности.
Предлагаемый подход к формированию содержания физического образования в педагогическом вузе направлен на повышение личностной направленности обучения, а разработанные методические средства обеспечивают трансляцию содержания физического образования на сферу педагогической деятельности.
Разработанные способы репрезентации содержания физического образования в педагогическом вузе способствуют самоактуализации студентов в процессе учебной деятельности за счет развития рационально - рефлексивного сознания.
Практическая значимость исследования определяется тем, что в результате выполненного исследования разработано содержание лекционного
10 курса по разделу общей физики «Оптика», для специальности «Физика с дополнительной специальностью» на основе культурологического подхода. Содержание фиксировано в рабочей программе в виде плана лекций с приложением методических рекомендаций к изложению ключевых вопросов курса и разработанных дидактических материалов.
Личный вклад автора заключается в разработке концептуальных оснований исследования, в обосновании, описании и реализации процедуры формирования «культурологического» курса физики в педвузе, в подготовке дидактических материалов в составе учебно-методического комплекса.
Достоверность и обоснованность полученных результатов исследования обусловлены аргументированным отбором теоретических положений и принципов, отвечающих современным тенденциям развития педагогического образования; адекватностью выбранных методов целям и задачам исследования; положительным результатам педагогического эксперимента.
Апробация результатов исследования. Практическая проверка предложенного содержания осуществлялась в Уссурийском государственном педагогическом институте.
Основные результаты исследования обсуждались: на международных конференциях (Уссурийск 1997, 2004, Владивосток 1999, Воронеж 2005), на Всероссийских конференциях (Хабаровск 2004, Юрга 2005, Уссурийск 2005, Бийск 2006, Красноярск 2006, Комсомольск-на-Амуре 2006, Санкт - Петербург 1996), на региональных конференциях (Владивосток, 1998,1999, 2003, 2004, Благовещенск 2004),
По теме исследования имеется 19 публикаций.
Структура диссертации: введение, три главы (8 параграфов), заключение, библиографический список использованной литературы, приложения.
Объем работы без приложений 188 страниц. Работа содержит 24 таблицы, 21 рисунок, 16 приложений. Список литературы включает 221 наименование.
Подходы к формированию содержания образования в разных образовательных парадигмах
Сущность любой образовательной парадигмы определяется через содержание инвариантных компонент педагогического процесса: направленности, целей и результатов, взаимоотношений его субъектов, содержания, технологий, характера отношений школы с обществом и государством. Как было установлено МБ. Богуславским и Г.Б. Корнетовым, содержание инвариантных компонент педагогического процесса имеет характер «двоичных противопоставлений» [20, С.217]. Так, согласно их исследованию, педагогический процесс направлен либо на интересы общества, либо на личность; цель образования - либо на вооружение знаниями, умениями и навыками, либо на развитие личности; взаимоотношения его субъектов могут быть либо авторитарными, либо гуманистическими; содержание - либо «знаниевым», либо развивающим; технологии могут быть рассчитаны либо на передачу культурно-исторического опыта, либо на развитие личностного (культурно-генетического) творческого потенциала; школа может ориентироваться либо на тоталитарное государство, либо на демократическое общество. Данные исследования позволяют говорить о существовании двух основных образовательных парадигм: формирующей (традиционной, технократической) и личностно ориентированной (гуманистической) [там же].
Традиционная парадигма формировалась в два этапа, в ее рамках выделяют соответственно традиционалистскую и рационалистическую парадигмальные модели (И.Б. Котова, Е.Н. Шиянов) [там же, С.221], отличающиеся, в основном, подходом к формированию содержания образования (см. табл. 1.1). Сравнительна), храктеристика традиционалистской, рационалистической и гуманистической па-радигмальных моделей образования дана в работе В. Я, Пилиповского [20, С. 217].
В соответствии с тремя парадигмальыьши моделями выделяют три этапа в развитии подходов к формированию содержания: знаниевый (сциентистский), знаниево - деятельностный (ЗУНовый1), культурологический. Отражение научных знаний в данных подходах происходит при постепенном смещении акцента в сторону от научной фактологии к культуре интеллектуальной деятельности. «Если раньше в его (образования.- Т.И.) основе лежали исключительно научные знания, то теперь они должны стать лишь одним из компонентов, наряду с другими формами человеческого сознания» [137, С.39].
В рамках сциентистского подхода содержание образования трактовалось как «педагогически адаптированные основы наук, изучаемые в школе» [104, С.8]. Содержание образования было направленно на приобщение школьников к науке и производству, но не определяло адаптацию к полноценной самостоятельной жизни в открытом обществе.
На следующем этапе содержание образования определялось как «совокупность знаний, умений и навыков, которые должны быть усвоены учениками» [там же С. 39]. Такое содержание (ЗУНовое) было не только «научным», но и «технологичным», т.к. изменилась роль науки в жизни людей: «наука стала все больше «переключаться» на технологические совершенствования практики» [там же]. Однако характер знаний и умений по - прежнему определялся так называемой «идеей общественного спасения»2.
Около тридцати лет назад дидактами В.В. Краевским, И.Я. Лернером и М.Н. Скаткиным была выдвинута культурологическая концепция общего среднего образования, соответствующая установкам гуманистического мьппления. В этой концепции содержание общего среднего образования рассматривалось как «педагогически адаптированный социальный опыт человечества, тождественный по структуре (не по объёму), человеческой культуре во всей её структурной полноте» [104, СЮ]. Основными структурными элементами культурологического содержания образования являются: опыт познавательной деятельности, фиксированной в форме ее результатов — знаний; опыт осуществления известных способов деятельности — в форме умений действовать по образцу; опыт творческой деятельности — в форме умений принимать нестандартные решения в проблемных ситуациях; опыт осуществления эмоционально-ценностных отношений — в форме личностных ориентации [105, С. 10].
В рамках культурологической концепции этими авторами тридцать лет назад была разработана теория формирования содержания общего среднего образования, являющаяся сегодня признанной. На ее основе предполагается совершить переход в содержании общего образования «от школы знаний к школе культуры» [137, С. 39].
Что касается культурологической концепции содержания вузовского образования (в частности, общего физического), то десять лет назад в докторской диссертации О.М. Голубевой было проведено систематическое исследование ее теоретических аспектов [40]. Концепция проведенного исследования состояла в признании «необходимости исходить из трактовки физики не только в качестве научной области, но также и в качестве элемента человеческой культуры и сферы развития человеческого мышления» [там же С.6]. Теоретико - методологические основы формирования содержания педагогического образования рассмотрены также в одноименной работе А.И. Мищенко, Л.И. Мйщеико, Е.Н. Шиянова [124]. На сегодняшний день можно считать, что культурологический подход в конструировании содержания «спустился» с уровня концепции до уровня теории и частично до уровня учебного предмета1
Мы в своем исследовании попытались пройти этот путь до конца - от теоретических аспектов культурологической концепции до воплощения их в реализуемом содержании педагогического физического образования.
Таким образом, в технократической и гуманистической парадигмах образования выделяют, соответственно, два этапа в развитии формирования содержания: знаниевый и культурологический. В культурологическом подходе рациональное знание рассматривается как ценность культуры.
Культурологический подход в указанных предпосылках подразумевает формирование мировоззрения личности, как продукта культурологического (рационально - рефлексивного) типа сознания, связанного с ориентацией человека на ответственность перед лицом реальности [190, 191]. Анализ важнейших аспектов, определяющих сущность понятия «научное мировоззрение» (объекта и предмета, структуры, действенности, системности), позволяет констатировать, что ядром общего мировоззрения образованной личности в культурологическом образовании по-прежнему является научное мировоззрение. Оно направлено ни реальный мир, но выделяет из этого объекта свой, только ему присущий предмет: отношение человека к миру в целом и служит «способом общественного осознания человеком своего отношения к окружающей действительности, определения своего места в мире, осознания цели и смысла своей жизни и деятельности» [39, С.91].
Психолого - педагогическая проблема реализации культурологической концепции формирования содержания физического образования в педагогическом вузе
Психолого-педагогическая проблема реализации культурологического подхода к формированию образования решается на основе определения конкретных целей обучения и разработки его содержания на языке развития человека, освоения основ культуры. В п. 1.1.2 мы сформулировали конкретную цель обучения физике студентов педвуза: «формирование культуры физического знания на основе рационально - рефлексивного сознания студентов». В этом определении три ключевых понятия: культура, знание, рационально рефлексивное сознание. Их совокупность можно определить как эпистемологический аспект культурологической концепции образования, если связать между собой цепочкой «репрезентация - модель - коммуникация - интерпретация - культура». Эпистемология современного образования выступает здесь «как наука, интегрирующая гносеологические аспекты традиционной философии и современные достижения в области когнитологии, лингвистики, моделирования, представления знаний и т.п.» [114, С.282]. «Репрезентация» в данном контексте связана с рационально - рефлексивным сознанием. Коммуникация - «осознанный обмен информацией в виде дискретных и аналоговых сигналов. Дискретные сигналы - символы, знаки, слова, текст. Аналоговые сигналы - подсознательные невербальные взаимодействия людей, обеспечивающие обмен на уровне смысловых, мировоззренческих, психосоматических структур. Подразумевается, что человек коммуницирует не только с другим человеком, но и объективированными реальностями социума. Интерпретация представляет собой когнитивную операцию, процедуру выявления смыслов и значений. «Культура», замыкающая цепочку этих понятий приобретает смысл «процесса репрезентации моделей и накопления ее результатов в процессе исторической жизнедеятельности человеческого сообщества» [там же, С.286].
Такой подход к сущности культуры в физическом образовании обусловлен спецификой учебной деятельности.
Во-первых, учебная деятельность «направлена на освоение других видов человеческой деятельности - практической, ценностно-ориентировочной, эстетической и др., а также на овладение самой учебной деятельностью («учись учиться»)...Не только на овладение знаниями, как это традиционно считается, и не только на овладение основами человеческой культуры в широком смысле (современный подход) - хотя это необходимые, безусловно, компоненты. А именно на овладение деятельностью. Поэтому умения, компетенции, определяемые как способности выполнять ту или иную деятельность (и действия) является высшей, конечной целью учебной деятельности» [138, С.1].
Во-вторых, «в отличие от подавляющего большинства других видов человеческой деятельности - практической, научной, художественной и т.д., где деятельность направлена на получение «внешнего» по отношению к субъекту результата - материального или духовного - учебная деятельность субъекта направлена «на себя», на получение «внутреннего» для субъекта - обучающегося результата - освоения нового для обучающегося опыта в виде знаний, умений и навыков, развития способностей, ценностных отношений и т.д.» [там же] В-третьих, учебная деятельность всегда инновационна. Деятельность обучающегося постоянно, от часа к часу, изо дня в день направлена на освоение нового для обучающегося опыта.
Таким образом, в естественнонаучном образовании культура представлена преимущественно в ее эпистемологическом аспекте через формирование культуры интеллектуальной деятельности. В основе эпистемологического аспекта культуры лежит ее онтологический аспект: «без результативного мышле ния не может быть глубоких онтологических выводов, с одной стороны, а с другой - без базовых сущностей, их некоторой упорядоченности не может быть объекта и предмета для результативных рассуждений» [114, С.283]. Становление результативного (рационально - рефлексивного) мышления происходит при переходе в сознании учащихся предметных знаний в мировоззренческие. Такой перевод осуществляется через методологические знания и представляется в виде цепочки: предметные знания — методологические знания — мировоззренческие знания —» взгляды, убеждения [39, С.97]. Причем такой переход должен производиться не на интуитивном уровне, а осознаваться и отслеживаться самими учащимися. Более того, реалии современной жизни требуют владения навыком критического перевода предметного знания в методологическое, вот почему следует стремиться к тому, чтобы формировать у учащихся способность и стремление производить такой перевод самостоятельно. В содержании современного естественнонаучного образования методология научного познания понимается как ценность культуры и определяет ту новую составляющую концепции образования, которая обеспечивает его адекватность требованиям современного информационного общества.
Поэтому психолого-педагогическая проблема реализации культурологического подхода к формированию педагогического физического образования решается нами на основе отражения в содержании методологии научного познания [62, 188, 189].
Роль методологии научного познания в содержании образования определяется господствующей образовательной парадигмой [62].
В ыаукоцентристском образовании методология научного познания представляла собой онтологию предметной области. Она обеспечивала формирование интуитивных навыков познавательной деятельности при овладении знаниями. Процесс познания выполнял вспомогательную роль. В «ЗУНовой» образовательной парадигмальной модели методология научного познания реализо-вывалась через конструктивное использование гносеологии как процесса познания объекта субъектом, позволяющее обучаемым осознать процессуальный и теоретический аспекты познания. Методология познания выступала в роли инструмента саморазвития.
Содержание комплексной дидактической единицы на материале курса оптики
Содержание дидактической единицы на уровне учебного материала раскрывается через содержание ее составляющих: философских (ФИ) и фундаментальных физических идей (ФФИ), способов описания, фундаментальных физических теорий (ФФТ) (см. п. 1.2.2, рис.7). Идеи, способы описания и теории образуют иерархическую систему, в которой связи между элементами реализуются через методологические принципы.
Методологические принципы исследовались в работах таких крупных советских философов, как Б.М. Кедров, Э.М. Чудинов, М.Э. Омельяновский, А.Д. Урсул, П.В. Копнин, Л.Б. Баженов, М.А. Ахундов, Ю.В. Сачков, М.В. Мостепаненко, Е.А. Мамчур, В.П. Бранский, О.С. Разумовский и др., зарубежных философов-марксистов Г. Херца, У. Резеберга, Т. Павлова, С. Петрова, естествоиспытателей В.И. Вернадского, В.А. Амбар-цумяна, В.Л. Гинзбурга, В.А. Фока и др. Анализ литературы [4, 5, 19, 52, 55, 68, 102, 106, 113, 125, 126, 169, 173] показал, что существует три уровня проблем в освещении принципов методологии науки: 1) нет единства в определении количества принципов и их статуса; 2) отсутствует четкая формулировка содержания принципов на каждом методологическом уровне: философском, общенаучном и конкретно - научном; 3) не разработана структура системы принципов. В рассмотренных работах эти проблемы в той или иной степени решены применительно только к определенной части предполагаемой всеобъемлющей системы методологических принципов. Можно выделить три подхода к формированию систем методологических принципов: а) по степени общности (философский уровень, общенаучный и конкретно - научный); б) по смысловой нагрузке (онтологические и гносеологические); в) по функциям (методологические принципы обобщения и систематизации научного знания, методологические принципы конкретно - научного исследования и пр.).
Рассмотрим существующую связь между этими подходами. В системе методологических принципов конкретно-научного уровня особое место занимает группа фундаментальных физических принципов (ФФП). Б.М. Кедров [94] к этой группе относит принципы объяснения, простоты, единства ФКМ, математизации, сохранения, симметрии, соответствия, дополнительности, наблюдаемости, элементарности; П.С. Дышлевый [55] - принципы относительности, наблюдаемости, локальности, единства ФКМ, соответствия, инвариантности, дополнительности. Отбор принципов в группу ФФП мы основывали на подходе к классификации конкретно-научных принципов по смысловой нагрузке, представленном в работе А. Симанова [173]. Систематизированные по смысловой нагрузке принципы отражают либо диалектику процесса познания (принцип объяснения, единой КМ, толерантности, наблюдаемости, простоты, математизации, наглядного объяснения), либо онтологический аспект знания (сохранения, симметрии, относительности, соответствия, дополнительности, причинности). В группу ФФП были включены перечисленные принципы с онтологическим основанием, и мы посчитали необходимым добавить к ним принцип единства ФКМ. Таким образом, мы получили следующую группу ФФП: единства ФКМ, симметрии, дополнительности, причинности, сохранения, относительности и соответствия. Эти принципы в самом общем виде отражают методы науки физики. Методологические принципы с гносеологическим основанием отражают закономерности познания, о них речь пойдет в следующем параграфе.
Фундаментальные физические принципы связаны между собой и только взятые в контексте общей системы могут иметь прогностическую ценность при изучении физики. Основатель диалектического подхода к построению методологии Г. Лейбниц писал: «только система принципов и всеобщая наука, которая на основе этих принципов научает способу открытия и доказательства, могут открыть истинный путь к познанию мира» [Лейбниц Г. цит. по 173, С.8]. Вопрос о содержании и связях между методологическими принципами физики рассматривался в работах физиков М. Планка, П. Дирака, А.Эйнштейна, Р. Фейнмана, Н. Бора, М. Борна, В. Паули, Е, Вигнера, Н.Ф. Овчинникова, В.П Визигина, П.С. Дышлевого, Р. Кронинга, М. Бунге, И.В. Кузнецова, А.Л. Сима-нова, П. Фейерабенда, Дж. Холтона, В.П. Хютта, а также в работах исследователей методологии физики И.С. Алексеева, А.З. Петрова, Л. Б. Баженова, СВ. Остапенко и др.
В работах методологов анализ сущности взаимосвязей ФФП чаще проводится «снизу», т. е. от содержания (структуры) каждого принципа: ищутся «области пересечения» и определяется субординация понятийных компонент различных принципов, Однако при таком подходе описываемые связи носят фрагментарный характер. Это можно объяснить двумя причинами: 1. Общим подходом к решению проблемы. В этом случае определить ме сто любого принципа в общей системе довольно затруднительно, т. к. оно может меняться в зависимости от конкретной физической задачи. Например, в классической физике центральное место отводят принципу сохранения, а в квантовой - принципу соответствия [126]. 2. Индуктивным методом «связывания»: сначала в соответствии с развитием современных физических теорий расширяется содержание отдельных принципов, а затем выявляются отдельные связи. Помимо указанных проблем в определении связей между принципами возникают трудности и с их формулировками. Каждый методологический принцип обозначает некую физическую идею, которая формулируется определенным образом в зависимости от контекста. Нами разработана структура системы ФФП для применения ее в качестве концептуальной основы построения курса оптики. Такой конкретный подход позволил избежать указанной многовариантности в трактовке методологических принципов и их связей.
Основополагающая идея построения системы ФФП состоит в том, что устанавливаемые физикой законы должны обладать симметрией или инвариантностью относительно определенных преобразований, которым может быть подвергнута физическая система, т.е. должны являться законами сохранения. Таким образом, методом установления законов сохранения в физике является метод симметрии: геометрическая симметрия в классической физике и дискретная симметрия в квантовой, выраженные через пространство - время, уравнения состояний и уравнения движений и процессов.
В роли стержневого принципа выступает принцип единства ФКМ, отражающий идею материального единства мира. Это обусловлено тем, что идея унитарности1 зародилась вместе с наукой на всех уровнях знания и сохранила свое положение и по сей день. Все остальные принципы группируются вокруг главной идеи как ее составляющие или ее конкретизация.
Принцип единства ФКМ трактуется сейчас как единство квантово - полевой картины мира. В этом контексте он выступает прежде всего как требование искать суть единства фундаментальных принципов, на которых основаны теория относительности и квантовая теория. Иными словами, между принципами относительности, сохранения, симметрии, соответствия, причинности и дополнительности должны существовать связи, которые объединяют их в единую целостную систему [173, С.57].
Методика проведения и результаты обучающего этапа педагогического эксперимента
Основная задача обучающего этапа эксперимента состояла в определении количественных характеристик учебного процесса и анализе качества учебно-интеллектуальной деятельности студентов по развитию составляющих педагогической компетентности, на уровень которых, согласно гипотезе исследова ния, оказывает позитивное воздействие обучение оптике по содержанию, отвечающему требованиям культурологического подхода.
Оценка влияния предлагаемой методики на формирование когнитивной составляющей педагогической компетентности определялась посредством анализа степени обученности студентов. Данные показатели определялись по результатам четырех контрольных работ и результату семестрового экзамена.
Статистическая обработка данных производилась с применением критерия [46]. Выбор методики обосновывался соблюдением следующих условий.
В нашем случае выборки студентов случайные и независимые, измеряемое свойство имеет непрерывное распределение и измерено по шкале порядка, имеющей три категории: удовлетворительно, хорошо, отлично. Таким образом, в данном случае выполнены все допущения критерия Вилкоксона - Манна -Уитни, позволяющего проверить сформулированную гипотезу. Однако в связи с небольшим числом категорий шкалы измерения (три категории) значительная часть экспериментальных данных представляет цепочки одинаковых значений, что снижает точность выводов, полученных на основе применения этого крите -рия. Поэтому остается воспользоваться двусторонним критерием % , приспособленным для тех ситуаций, когда экспериментальные данные записаны в форме таблицы 2 С (С - количество категорий состояния изучаемого свойства, в нашем случае ОЗ).
Результаты контрольных мероприятий были записаны в виде таблицы 2Х3 (приложение 7) и использованы для проверки гипотезы о том, что содержание дисциплины «Оптика», сформированное по предлагаемой методике способствует лучшему усвоению проверяемого раздела курса физики, т.е. студенты экспериментальной группы в среднем будут получать более высокие оценки, чем студенты контрольной группы.
Степень обученности студентов определялась по показателю, введенному В.П. Симоновым для контроля за эффективностью образовательного процесса [71]. В данной методике не приводится способ расчета погрешности при опре делении показателя степени обученности, поэтому мы используем этот показатель только для выявления тенденций результативности процесса обучения в экспериментальной и контрольной группах (а не для сравнения показателей в разных группах).
Иначе говоря, полученные результаты выполнения контрольных работ студентами экспериментальных и контрольных групп не дают достаточных оснований для отклонения предположения о том, что студенты, обучавшиеся по разным методикам, одинаково усвоили проверяемый раздел оптики. Одинаковый уровень усвоения материала начального раздела оптики подтверждает соблюдение однородности выбранных групп для продолжения эксперимента. Отсутствие проявлений влияния обучения по экспериментальному содержанию на степень обученности к моменту проведения первой контрольной работы мы объясняем тем, что студентам требуется некоторое время для усвоения терминологического базиса и понятийного аппарата методологии физики, прежде чем он может быть использован ими как инструмент формирования внутренней системы знаний.
Вторая контрольная работа показала, что СОУ экспериментальной группы возросла до 73,88%, а СОУ контрольной группы снизилась до 66,23%. Разница в СОУ экспериментальной и контрольной групп составила 7,65 %. Сравнение наблюдаемого и критического значения статистики (Т,.ИбЛЮД Т[фИТИЧ (6,9096 5,991)) позволяет отклонить нулевую гипотезу и принять альтернативную, т. е. следует считать, что уровень усвоения материала проверяемого раздела оптики в экспериментальной группе выше, чем в контрольной.
Разница в СОУ экспериментальной и контрольной групп по результатам третьей контрольной работы возросла по сравнению с аналогичным показателем предыдущей контрольной работы и составила 15,61 % за счет дальнейшего роста СОУ экспериментальной группы (76,35%) и снижения СОУ контрольной группы (60,74%). Наблюдаемое значение статистики превышает её критическое значение (ТнаблЮД=21,2556 Т1фИТИЧ=5;991)} что предписывает принять альтернативную гипотезу, т. е, считать, что уровень усвоения материала заключительного раздела оптики в экспериментальной группе выше, чем в контрольной.
Таким образом, первая контрольная показала одинаковый уровень усвоения материала студентами экспериментальной и контрольной групп, вторая и третья - более высокий уровень усвоения материала студентами экспериментальной группы.
Анализ результатов всех трех контрольных работ позволяет выявить тенденцию повышения степени обученности студентов экспериментальной группы.
Результаты экзамена подтверждают полученные на основании анализа контрольных работ выводы. СОУ экспериментальной группы выше СОУ контрольной группы на 8,29 %. Наблюдаемое значение статистики больше её критического значения (Тна6люд ТіфИТИЧ (8,6825 5,991)). Принимается гипотеза о различии состояния изучаемого свойства (успеваемости студентов) в экспериментальной и контрольной группах.
На основании статистических результатов, полученных по контрольным мероприятиям, проведенным в период изучения оптики, можно сделать вывод о том, что предлагаемая методика формирования содержания оптики оказывает положительное влияние на усвоение материала, вследствие чего наблюдается рост успеваемости студентов. Мы связываем это с новым содержанием курса оптики: составляющие ядро оптики теоретические вопросы, связанные с сущностью оптических явлений, получают свое обоснование на основе раскрытия взаимосвязи между системой фундаментальных физических принципов и системой принципов научного познания, определяющих, в известной мере, познавательную деятельность в учебном процессе.
Четвертая контрольная работа проводилась через полгода после завершения изучения оптики с целью проверки остаточных знаний. СОУ экспериментальной группы превышает СОУ контрольной группы на 14,02 %. Разница в сте пени усвоения материала по - прежнему сохраняется (Тнаблюд Ткритич (16,6241 5,991)). Можно констатировать, что знания, полученные студентами, обучавшимися по экспериментальному содержанию, характеризуются большей прочностью, чем знания студентов, обучавшихся по традиционному содержанию.
Требовалось время для того, чтобы у студентов сформировалась элементарное методологическое мировоззрение в области физики, прежде чем начнет проявляться его действенность - функция ориентирования деятельности, в данном случае, мыслительной. Практика показала состоятельность нашего прогноза. Экзаменационные оценки и в экспериментальной, и в контрольной группах дают самую низкую СОУ (контрольное мероприятие 4). Экзамен как вид контроля существенно отличается от контрольной работы, по итогам которой до сих пор определялась СОУ. На экзамене требуется продемонстрировать не только умение решать задачи, но и способность четко и логично изложить теорию.
