Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Концептуально-методологические основы формирования учебно-исследовательской деятельности школьников в курсе физики в условиях информатизации процесса обучения 29
1.1. Понятие учебной исследовательской деятельности и психолого-педагогические регулятивы ее становления 29
1.2. Логико-методологические нормы научного познания как доминирующий регулятив при конструировании содержания обучения, нацеленного на становление учебно-исследовательской деятельности 70
1.2.1. Общее представление логики и этапов научного познания, их дидактическая интерпретация 70
1.2.2. Определение, значение, место эксперимента в системе методов науки 76
1.2.3. Эксперимент как общенаучный метод 97
1.2.4. Особенности постижения истины в экспериментальном исследовании 100
1.3. Способы деятельности в содержании обучения. Обучение школьников экспериментированию, моделированию и решению задач на единой методологической основе 105
1.4. Использование новых информационных технологий в формировании и развитии исследовательской деятельности школьников 146
Выводы по главе 1 162
Глава 2. Дидактическая модель формирования учебно-исследовательской деятельности школьников в курсе физики в условиях информатизации процесса обучения 168
2.1. Основание модели 168
2.2. Ядро модели 174
2.3. Следствия (воспроизведение конкретного) 187
2.3.1. Определение экспериментального метода, значение (функции) и место эксперимента в системе методов науки, характер получаемого в эксперименте знания 190
2.3.2. Состав и последовательность действий по выполнению учебного исследовательского эксперимента 198
2.3.3. Элементы теории погрешностей измерений 203
2.3.4. Графические методы обработки данных и определения искомых величин, метод наименьших квадратов, линеаризация графиков с использованием функциональных масштабов 210
2.3.5. Приближенные числа и приближенные вычисления 218
2.3.6. Компьютерные технологии обработки экспериментальных данных 220
2.3.7. Примеры выполнения натурного исследовательского эксперимента 221
2.3.8. Демонстрационный эксперимент с компьютерной поддержкой 239
2.3.9. Модельный эксперимент в содержании обучения экспериментированию 245
2.3.10. Пример выполнения учебного вычислительного эксперимента '255
2.3.11. Имитационный компьютерный эксперимент 260
2.3.12. Процессуальная сторона обучения экспериментальному методу в форме регулярного лабораторного практикума 274
Выводы по главе 2 282
Глава 3. Опыт реализации и проверка результативности модели обучения исследовательской деятельности 285
3.1. Констатирующий эксперимент 289
3.2. Поисковый эксперимент 295
3.3. Обучающий эксперимент 297
3.4. Контрольный эксперимент 314
3.5. Результаты экспериментальной работы с практикующими учителями и студентами - будущими учителями физики 317
Выводы по главе 3 321
Заключение 324
Литература 331
Приложения 356
Приложение 1. Имитационное моделирование в среде табличного процессора Excel. Технология создания программ, методика использования в учебном процессе 356
Приложение 2. Использование рабочих тетрадей на электронном носителе при выполнении лабораторных работ 361
Приложение 3. Примеры выполнения вычислительного эксперимента с использованием моделей, служащих для решения оптимизационных задач, а также предполагающих составление и решение дифференциальных уравнений 366
Приложение 4. Пример ученической исследовательской работы, включающей выполнение натурного эксперимента 380
Приложение 5. Пример ученической исследовательской работы, включающей выполнение вычислительного эксперимента 389
- Понятие учебной исследовательской деятельности и психолого-педагогические регулятивы ее становления
- Основание модели
- Констатирующий эксперимент
Введение к работе
Демократизация общества, становление рыночных отношений выдвинули новые требования к обучению и воспитанию человека, гражданина, специалиста. В складывающихся социально-экономических отношениях востребованы профессионализм, а не идеологическая ориентация и партийная принадлежность, ответственность, самостоятельность и инициатива, а не пассивное исполнительство. Эти социально значимые качества следует формировать у школьников непосредственно в учебной деятельности. Учебное исследование является такой формой организации деятельности школьника, которая в существенной степени способствует их формированию и развитию.
Все более тонкое структурирование общества, его информатизация, возрастание роли науки приводят к специализации и усложнению деятельности во всех сферах общественной жизни: производственной, технологической, правовой и т.д. В этих условиях все более актуальным становится требование самообразования в течение всей жизни, поскольку никакое накопление знаний «про запас» в институализированном обучении не может компенсировать необходимость их самостоятельного обновления и пополнения. Готовность к самообразованию может быть обеспечена, прежде всего, развитием познавательных способностей за счет овладения методологическим аппаратом приращения и применения знаний. Наиболее адекватный аппарат решения познавательных задач, а также развития творческих, коммуникативных, рефлексивных качеств личности заключает в себе отработанная веками методология научного поиска.
Сказанное свидетельствует о необходимости целенаправленного обучения школьников общим и специальным методам познания окружающего мира, логике и этапам научного познавательного процесса и, в конечном счете, целостной исследовательской деятельности. Под обучением исследовательской деятельности нами понимается не только и не столько усвоение и воспроизведение некоторой совокупности знаний, умений и навыков, но инте-
грация в содержании и процессе обучения понятийного знания, способов деятельности, опыта творчества, проявления личностной позиции, рефлексии.
Идея включения учащихся в исследовательскую деятельность имеет длительную историю, начало которой относится к последней трети XIX века, и связано с именами биолога А.Я. Герда, историка М.М. Стасюлевича, химика Р.Э. Армстронга, естествоиспытателя Т. Гексли и других. В нашей стране в 20-е годы XX века в обучении возобладали методы обучения, имеющие исследовательскую направленность, как альтернатива методам абстрактно-схоластического обучения и зубрежки (Б.В. Всесвятский, Б.В. Райков, К.П. Ягодовский, В.Ф. Натали и другие). Однако абсолютизация этих методов, некритическое применение так называемой комплексной системы обучения в различных формах привело к негативным последствиям. В начале 30-х годов комплексная система обучения была отменена и восстановлена предметная система обучения.
В первой четверти XX века глубокое философское обоснование необходимости приобщения учащихся к научному методу дал СИ. Гессен: «Если неизменна не истина, а присущий ей путь ее нахождения, если жизнь знания составляет его метод, то очевидно и задача обучения заключается в овладении методом науки как ее животворящим началом» [43, с. 244].
С конца 50-х годов отечественная педагогика вновь обращается к исследовательской деятельности учащихся, которая рассматривается в качестве средства развития познавательной мотивации, творческих способностей, активности и самостоятельности (Е.П. Есипов, М.А. Данилов, М.Н. Скаткин, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, Т.И. Шамова, Л.Я Зорина, В.Г. Разумовский, Ю.В. Сенько, С.А. Шапоринский и другие). В последние годы развитию теории и практики обучения исследовательской деятельности уделяли внимание В.И. Андреев [4], Е.А. Бершадская [17], М.Е. Бершадский [18], Н.Е. Важев-ская [28], М. Демидова [55], М.В. Кларин [93], В.А. Котляров [100], В.В. Майер, В.Г. Разумовский [185], Н.В. Новожилова [145], Н.И. Одинцова
[150], Е.В. Оспенникова [154,155], В.Я. Синенко [203], Е.В.Титов [244], М.М. Фирсова [270], А.В. Хуторской [278- 280], И.Д. Чечель [81] и другие.
Особенно значимыми в теоретическом, прикладном и социально-педагогическом аспектах, по нашей оценке, являются труды А.В. Леонтовича и его коллег [115-120, 56, 147, 195, 284]. В этих трудах определено понятие учебной исследовательской деятельности и множество сопутствующих понятий, проанализированы тематика, содержание и формы организации учебно-исследовательских работ школьников, рассмотрены особенности руководства их выполнением, отражена практика проведения экспедиций и научных конференций учащихся.
В настоящее время требование «методологизации» образования содержится в базовых государственных документах по образованию. Выделим в этой связи требование образовательных стандартов основного и среднего (полного) общего образования по физике «ознакомление с методом научного познания ... проводить при изучении всех разделов курса физики» [208-210]. В методическом письме Минобразования России «О преподавании учебного предмета «Физика» в условиях введения федерального компонента государственного стандарта общего образования» указано, что «для выполнения этого требования стандарта нужно не сообщать школьникам систему готовых знаний, а организовывать такие виды деятельности, как наблюдение, описание и объяснение физических явлений, измерение физических величин, проведение опытов и экспериментальных исследований... Учитель должен контролировать не запоминание текста учебника, а правильные и успешные познавательные действия ученика» [136].
В зарубежной школе придается важное значение вопросам преодоления ограничений традиционного, «основанного на лекциях», обучения физике за счет использования проблемного, исследовательского методов обучения и «сократического диалога», более широкого включения в содержание обучения элементов эпистемологии, эксперимента, моделирования, приобретения учащимися опыта решения проблем [138, 238, 306-310]. В.Г. Разумовский и
В.В. Майер отмечают, что «во многих странах, в частности в Англии и США, а также в программе Международного бакалавриата учение о методе познания составляет специальный раздел школьного курса и входит в стандарты образования. Более того, в международных сравнительных исследованиях уже используются задания, требующие от учащихся знания методологии науки и умения применять ее» [185, с. 58].
В области обучения школьников научному методу и целостной деятельности по его применению, несмотря на имеющиеся достижения, остаются нерешенными множество вопросов, вновь возникающих задач. По нашей оценке, актуальными, требующими оперативного решения являются вопросы содержательного и процессуального наполнения учебного процесса по физике, предусматривающего становление исследовательской деятельности ученика, на методическом уровне описания. Приведем их перечень и краткую характеристику.
1. В определенном отношении ведущим методом физического научного познания является эксперимент1. Однако в методике физики эксперимент длительное время рассматривался (и де-факто продолжает рассматриваться) в составе вспомогательных знаний и способов деятельности, служащих для усвоения ведущего компонента содержания физического образования -предметных знаний об основах науки физики [243]. В этой связи Л.Я. Зорина констатирует, что применяемый в обучении «в какой-то степени» эксперимент «не может являться моделью экспериментального метода исследования. Хотя отдельные этапы его и могут быть воспроизведены, но части не дают целого» [72, с. 51].
Самый простой и короткий путь освоения знаний об основах наук - репродуктивный. Учитель доводит подлежащую усвоению информацию до учащихся, те ее воспринимают, понимают, запоминают, а затем воспроизво-
1 Натурный эксперимент является ведущим в том отношении, что в нем познающий субъект непосредственно взаимодействует с объектами материального мира, свойства которых составляют предмет физики. Кроме того, с позиций деятельностного подхода он является генетически исходным по отношению ко всем другим методам познания.
дят. Именно точность воспроизведения служит основным критерием при оценивании успешности усвоения материала.
Данный признак - доминирование учебно-репродуктивной деятельности является наиболее существенной характеристикой традиционного обучения (знаниевой, информационной, объяснительно-иллюстративной педагогики). При таком подходе знание осваивается безотносительно методов, которыми это знание было получено его первооткрывателями. Как элемент «знание-вой», информационно-репродуктивной педагогики учебный эксперимент длительное время разрабатывался и использовался преимущественно как метод, служащий для иллюстрации теоретического, понятийного знания, уже полученного в «готовом» виде.
Для того чтобы экспериментальный метод мог использоваться учеником в качестве средства получения (субъективно) нового знания, необходимо существенное развитие его понятийного аппарата, расширение подлежащих освоению учащимися состава методов, приемов, процедур. Актуальность доопределения, уточнения свода методологических знаний и способов познавательных действий возрастает в связи с переходом к профильному обучению [281]. По мнению многих ученых-методистов (например, И. Бурцевой и Д. Ермакова [25]) профилизация не должна приводить к существенному увеличению объема предметного материала (количеству осваиваемых понятий, законов и т.п.), в первую очередь она должна обеспечивать усиление методологической и практико-ориентированной составляющих содержания профильных дисциплин. Именно такое направление перестройки содержания и процесса обучения отвечает личностно-деятельностному подходу.
Эксперимент в содержании курса физики должен быть представлен как метод получения не только феноменологического знания, но и знания теоретического - о сущности того или иного порядка исследуемых явлений. В настоящее время в методике физики эксперимент рассматривается почти исключительно как метод эмпирического уровня методологии науки. Актуальным также является включение в содержание обучения модельного экспери-
мента различных видов, особенно вычислительного, реализуемого на компьютере.
В настоящее время развитие экспериментальных умений в течение всего периода обучения физике связывается, главным образом, с расширением объема предметного знания (понятий, законов и т.п.). При переходе от одного раздела физики к другому вводятся в рассмотрение новые физические величины, что ведет к необходимости знакомить учащихся со способами их измерения, конструкцией и порядком использования соответствующих приборов и т.д. Так, при изучении механики в основной школе учащиеся овладевают умением измерять время, расстояние, скорость и другие величины. При изучении тепловых явлений - температуру, количество теплоты, влажность воздуха и т.д. При этом предлагаемые к выполнению лабораторные работы фактически не предусматривают планомерного, поэтапного, поэлементного развития знаний об экспериментальном методе и способов выполняемых в эксперименте умственных и практических действий1. Так, М. Демидова отмечает, что «как правило, у нас принято обучать методу целиком, формируя всю цепочку действий одновременно. Из-за множества этапов крайне сложно добиться, чтобы ребята хорошо овладели каждым из них. Поэтому, когда мы беремся обучать школьников вести наблюдения, мы вынуждены писать подробные инструкции для каждого из его этапов. В результате, несмотря на большое количество практических работ в курсах естественных наук, цепочка самостоятельных действий при тех же наблюдениях так и не формируется. Практические работы остаются лишь иллюстрацией к изучаемым фактам или явлениям» [55]. Это, в частности, выражается в том, что лабораторные работы по механике, электродинамике и всем другим разделам курса физики практически не отличаются содержанием понятийного аппарата эксперимен-
1 А.В. Усовой и А.А. Бобровым выделены пять этапов формирования обобщенных экспериментальных умений, которые охватывают весь период обучения в школе (с 1-го по 10-й классы). Содержание обучения на каждом этапе определено в соответствии с разработанной авторами структурой (планом) деятельности по выполнению эксперимента. При переходе от этапа к этапу расширяется состав выполняемых учеником действий и возрастает их сложность[254, с. 68-70].
тального метода, способами обработки данных и т.п. На наш взгляд, необходимо более четко структурировать процесс обучения экспериментированию, обеспечить учебный процесс соответствующими программами, пособиями, дидактическими материалами. Отметим в этой связи, что в методической литературе отсутствует классификация эксперимента, в основание которой положен состав подлежащих освоению учащимися общих и частных ре-гулятивов планирования и реализации эксперимента, а также соответствующего понятийного аппарата.
2. Традиционные формы организации выполнения ученического эксперимента (фронтальные лабораторные работы и проводимый в конце учебного года практикум), на наш взгляд, не позволяют обеспечить полноценную реализацию в учебном процессе тех требований образовательного стандарта к выпускникам, которые связаны с овладением ими экспериментальным и, в целом, научным методом. Тем более, в этих рамках затруднена организация более или менее содержательных ученических исследований.
В настоящее время выполнение исследовательских работ школьниками организуется чаще всего методом проектов. На наш взгляд, этот метод оправдывает себя в условиях, когда работы исследовательской направленности выполняются эпизодически, отдельными учащимися и, главным образом, за рамками программ учебных предметов федерального компонента учебного плана. Недостатки и ограничения метода проектов известны: фрагментарность содержания обучения, случайность выбора тем, неопределенность образовательного результата. Поэтому необходим поиск адекватных организационных форм и методов организации учебного процесса, ориентированного на формирование и развитие целостной исследовательской деятельности.
Учебная исследовательская деятельность предполагает получение оригинального, личностно значимого для ученика результата, содержание и путь получения которого, как правило, выходят за пределы прописанных в учебнике. Поэтому немаловажной является проблема согласования содержания
учебной исследовательской деятельности с требованиями образовательных стандартов и других нормативных документов.
3. Представление в содержании обучения эксперимента как инструмента познания требует расширения состава методов табличной, графической, статистической обработки данных, реализации трудоемких вычислений. На наш взгляд, возникающие при этом методические трудности практически невозможно преодолеть без использования компьютера. Очевидно, компьютер в обучении экспериментированию не должен применяется только в качестве средства для просмотра мультимедиа иллюстраций и чтения гипертекстов. Он должен использоваться как инструмент интеллектуального труда для реализации таких эффективных исследовательских методов, процедур, суть которых доступна пониманию школьника, но которые «педагогически не освоены» и практически не используются по причине громоздкости вычислений, трудоемкости графических построений.
Вышеизложенное свидетельствует об актуальности методической проблемы повышения эффективности процесса становления у учащихся целостной исследовательской деятельности в предметной области физики, инструментальным компонентом которой выступают новые информационные технологии. В основе этой проблемы лежит противоречие между преобладанием в содержании обучения физике «знаниевой» или «информационной» компоненты, освоение которой учащимися осуществляется преимущественно в учебно-репродуктивной деятельности, и необходимостью более широкого включения в содержание обучения способов познавательной, практико-ориентированной, коммуникативной, рефлексивной деятельности, содержательно и процессуально объединенных в опыте осуществления учебно-исследовательской деятельности. В соответствии с направленностью настоящего диссертационного исследования на разрешение методической проблемы противоречие сформулировано на методическом (частнодидактиче-ском) уровне описания педагогических систем [14].
Вместе с тем, названное противоречие не является сугубо методическим и специфичным только для учебного предмета физики. Его можно рассматривать в логической связи с противоречиями более общего порядка, имеющими место как в самой социально-педагогической действительности, так и в содержании знания о ней. В социально-педагогическом плане выделим противоречие между запросом общества на подготовку выпускника школы, обладающего такими качествами как ответственность за принимаемые решения, самостоятельность, инициативность, способность к самообразованию и недостаточной готовностью системы общего образования к обеспечению достижения этого результата. Разрешение этого противоречия может осуществляться на путях методологизации образования, поскольку, как уже отмечено выше, именно отработанная веками методология научного поиска содержит в себе наиболее адекватный аппарат решения задач совершенствования и применения знания, развития творческих, коммуникативных, рефлексивных качеств личности.
Названное выше методическое противоречие логически связано также с противоречием общепедагогического плана между необходимостью реализации в обучении деятельностного и личностно ориентированного подходов, демократизации обучения и неполнотой разработки требуемых для этого методологических и теоретических оснований. Укажем в этой связи, что модель взаимодействия участников реального научного исследования (научного руководителя, ответственных исполнителей, аспирантов и т.д.) может использоваться в качестве ориентира для развития форм и методов обучения, стиля взаимодействия между учителем и учеником, учителем и группой учащихся, между учащимися в группе. Из сферы науки могут быть заимствованы ее нравственно-ценностные ориентиры, отвечающие принципам личност-но-деятельностного подхода некоторые способы организации и особенности осуществления учебно-познавательной деятельности, критерии и способы оценивания ее результатов.
Приведенный предварительный анализ проблемы и определяющих ее противоречий позволяет сформулировать тему исследования: «Формирование учебной исследовательской деятельности школьников в условиях информатизации процесса обучения (на материале курса физики)».
Объектом исследования выступает процесс формирования исследовательской деятельности школьников в курсе физики.
Предмет исследования составляет основанная на принципах деятельно-стного и личностно-ориентированного подходов дидактическая модель формирования исследовательской деятельности учащихся в курсе физики, предусматривающая использование компьютера как инструмента интеллектуального труда.
Цель исследования состоит в разработке дидактической модели учебного процесса по физике, обеспечивающего формирование исследовательской деятельности учащихся в условиях информатизации процесса обучения.
При построении дидактической модели мы исходили из следующей гипотезы. Процесс формирования и развития у учащихся исследовательской деятельности в курсе физики будет результативным при обеспечении следующих условий.
Учебный процесс должен строиться на принципах деятельностного подхода и обращенности к личности ученика, в нем должны воплотиться идеи гуманитаризации и демократизации обучения. Актуализации и развитию личностных функций ученика (избирательности, креативности, ответственности за принимаемые решения, способности к полисубъектному взаимодействию) в наибольшей степени способствуют открытые познавательные задачи и такие способы осуществления индивидуальной и коллективной учебно-познавательной деятельности, которые в некоторых существенных чертах аналогичны деятельности в сфере науки.
С учетом возрастных и психологических особенностей учащихся, предупреждения их перегрузки в содержании обучения должны быть адекватно представлены логика и этапы научного исследования, отражены его общест-
венно признанные формы и методы, такие способы познавательных действий, которые являются наиболее характерными и продуктивными для предметной области физики.
Единое по замыслу и воплощению научное или учебное исследование, экспериментальное или теоретическое, должно описываться как деятельность, т.е. как целостность, включающая все ее взаимосвязанные компоненты. В содержании обучения исследовательской деятельности все эти компоненты должны быть объединены в познавательном цикле, реализующем логику развития знания от явления к сущности.
Эксперимент в широком понимании (натурный и модельный с материальными и материализованными моделями, мысленный) охватывает огромное многообразие методов физического исследования. Это обстоятельство должно быть использовано для обучения школьников наиболее характерным и продуктивным методам физического исследования на единой методологической основе.
Представление в содержании обучения эксперимента как инструмента физического познания приводит к необходимости расширения состава методов табличной, графической, статистической обработки данных. Трудности освоения учащимися этих методов и их практической реализации в исследовательской деятельности могут быть преодолены благодаря использованию новых информационных технологий.
Формирование и развитие целостной исследовательской деятельности в курсе физики должно осуществляться целенаправленно в форме специально организованного обучения, в котором элементы методологии научного познания представлены в систематизированном виде.
В соответствии с целью и выдвинутой гипотезой в работе ставились и решались следующие задачи исследования.
1. Рассмотреть эволюцию представлений об обучении, направленном на развитие познавательных умений и целостной познавательной деятельности учащихся. Изучить теоретические подходы к решению проблемы становле-
ния познавательной, и в том числе, исследовательской деятельности в школьном курсе физики, проанализировать имеющийся практический опыт в этой области, выявить причины, факторы, сдерживающие развитие познавательных сил учащихся.
Выполнить анализ состояния и тенденций развития компьютерных технологий преподавания и учения, определить пути использования компьютера как средства осуществления учебно-исследовательской деятельности.
С позиций деятельностного и личностно-ориентированного подходов, с использованием теории содержания общего образования (И.Я. Лернер, В.В. Краевский и др.), психолого-педагогических теорий формирования и развития знаний, умений и навыков, становления компетентностей, разработать дидактическую модель формирования исследовательской деятельности учащихся в курсе физики в условиях информатизации обучения, в том числе:
определить ее концептуальные основы, теоретическое ядро, уточнить понятие учебной исследовательской деятельности и некоторых сопутствующих понятий,
разработать содержание обучения экспериментальному методу как методу общенаучному и методу экспериментально-теоретического уровня методологии науки;
адаптировать понятийный аппарат теории погрешностей измерений, процедуры оценивания погрешностей и реализации графического, статистических методов обработки данных к использованию компьютера при выполнении различных видов учебного натурного эксперимента;
разработать технологию учебного физического моделирования (численного и имитационного) в доступной ученику и учителю среде компьютерного программирования;
разработать рекомендации к проектированию и осуществлению учебного процесса, ориентированного на овладение учащимися научным методом и приобретение опыта его реализации в учебных исследованиях, в том числе, определить организационные формы, методы и приемы руководства выпол-
нением учебных исследований школьниками с применением новых информационных технологий;
разработать учебно-методические и дидактические материалы для поддержки учебного процесса, ориентированного на становление учебной исследовательской деятельности;
представить модель в соответствии со структурой научных теорий.
4. Реализовать дидактическую модель в учебном процессе, оценить ее результативность.
Методологическую основу исследования составили: материалистическая диалектика и диалектическая логика как теория познания (Г. Гегель, К. Маркс, И.Д. Андреев, Г.Г. Гранатов, В.В. Ильин, И.В. Кузнецов, П.В. Коп-нин, А.И. Ракитов, Ю.В. Ходаков, В.А. Штофф и др.); философское учение о деятельности (В.А. Лекторский, М.В. Демин, В.С Швырев, Э.Г. Юдин и др.); философия науки и структура научных исследований (И.В. Кузнецов, Н.К. Вахтомин, Д.П. Горский, И.Г. Герасимов, П.В. Копнин, В.П. Коханов-ский, В.И. Купцов, А.Л. Никифоров, В.Г. Разумовский, А.И. Ракитов, А.Л. Субботин, В.А. Штофф и др.); системный подход (И.В. Блауберг, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин, А.И. Уемов, Г.А. Балл и др.); деятельностный подход в психологии (С.Л. Рубинштейн, Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, П.Я. Галь-перин, Н.Ф. Талызина, А.В. Брушлинский, К.А. Абульханова-Славская, Э.В. Ильенков, Г.П. Щедровицкий, В.П. Зинченко, В.М. Гордон, В.В. Давыдов и др.); теории творчества (Д.Б. Богоявленская, Г.С. Батищев, А.С. Майданов, Я.А. Пономарев, А.Т. Шумилин, В.А. Яковлев и др.); учение о типах ориентировки (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина); концепция поэтапного (планомерного) формирования умственных действий (П.Я. Гальперин); теория содержания общего образования (В.В. Краевский, И.Я. Лернер, Л.Я. Зорина и др.); теория формирования понятий и теория формирования обобщенных умений (А.В. Усова); личностно-ориентированный подход (И.С. Якиманская, В.В. Сериков, Ю.В. Сенько и др.), компетентностный подход (Дж. Равен, А.М.Андреев, В.А. Болотов, В.В. Сериков, Д.А. Иванов,
К.Г.Митрофанов, О.В. Соколова, М.В. Кларин, О.Е. Лебедев, И. Осмоловская, А.В. Хуторской и др.); теория решения задач (В.М. Глушков, Г.А. Балл, И.И. Ильясов, Д. Пойа, Л.М. Фридман, Н.Н. Тулькибаева, А.В. Усова и др.); элементы теорий развивающего (Д.Б. Эльконин, В.В. Давыдов, А.И. Подольский, А.В. Петров и др.), проблемного (М.И. Махмутов, Р.И. Малафеев) обучения и метода проектов, концепция развития познавательной самостоятельности (Е.В. Оспенникова).
Методы исследования:
эмпирические: сбор научных фактов, полученных в результате изучения литературных источников, опыта работы учителей и из собственного педагогического опыта, систематизация и обобщение фактов, анкетирование, педагогическое наблюдение и педагогический эксперимент, математические методы при обработке результатов педагогического эксперимента;
теоретические', исторический и логический анализ философской, психолого-педагогической, методической, учебной литературы, государственных документов по общему образованию с целью раскрытия сущностных сторон изучаемой проблемы; выдвижение гипотез; моделирование как отдельных компонентов содержания и процесса обучения исследовательской деятельности, так и целостного педагогического процесса, направленного на ее становление; восхождение к абстрактному при выделении идеализированного объекта дидактической модели; восхождение к конкретному при обогащении идеализированного объекта реальным содержанием; дедуктивное выведение следствий из концептуального ядра дидактической модели.
Этапы исследования
Первый этап (1994-1995 гг.). На данном этапе в результате постановки педагогического эксперимента, который можно характеризовать как констатирующий, а также изучения теории и практики обучения экспериментированию в общеобразовательной школе была сформулирована проблема исследования, обозначены ее существенные стороны. Эксперимент состоял в проведении факультативного лабораторного практикума для учащихся 10-го
класса на базе физических лабораторий Бийского государственного педагогического института. При его планировании ставилась цель сформировать экспериментальные умения учащихся до такого уровня, который бы обеспечил им возможность планировать и выполнять учебный эксперимент относительно самостоятельно. Практикум проводился по традиционной методике (учащиеся выполняли работы по «готовым» предписаниям). Организованное на этой методической базе обучение оказалось недостаточно результативным. Эксперимент показал, что для достижения поставленной цели необходимо существенно корректировать как содержание обучения экспериментальному методу, так и процесс обучения, который должен обеспечивать систематическое, последовательное, поэлементное освоение этого содержания.
Второй этап (1995-2000 гг.). В этот период была разработана дидактическая модель становления целостной экспериментально-исследовательской деятельности школьников в курсе физики, ее концептуальные положения и содержательно-процессуальное наполнение (программы практикумов, дидактические материалы, учебные тексты, педагогические программные средства, имитирующие натурный эксперимент, методика проведения занятий и т.п.). Апробировались в учебном процессе различные варианты применения компьютерных технологий обработки данных и моделирования. В 1995-1997 гг. предпринимались попытки для осуществления компьютерной поддержки практикумов использовать языки программирования Basic и Pascal. Однако эти попытки оказались в целом безуспешными. После появления в школах компьютеров, оснащенных операционной системой Windows и пакетом MS Office задача компьютеризации практикумов, по нашей оценке, была удовлетворительно решена выбором в качестве инструментальной среды табличного процессора Excel. В течение рассматриваемого периода проводился поисковый (1995-1997 гг.) и обучающий (1997-2000 гг.) педагогические эксперименты. Последний, по нашей оценке, показал положительные результаты
обучения, организованного в соответствии с регулятивами разработанной модели становления исследовательской деятельности школьников.
Третий этап (2000 - 2007 гг.) связан с внедрением результатов научной работы в практику школьного обучения, их опубликованием и апробированием на региональных, всероссийских, международных научных конференциях и в системе повышения квалификации работников образования. В этот период по гранту Национального фонда подготовки кадров разработан и опубликован учебно-методический комплекс по курсу «Экспериментальный метод познания в физике», включающий учебное пособие для учащихся, план проведения занятий курса, методические рекомендации для учителя, дидактические материалы к проведению занятий, педагогические программные средства, служащие для постановки имитационного физического эксперимента, примеры выполнения учебно-исследовательских работ школьниками и другие материалы. На данном этапе проводился также контрольный педагогический эксперимент, в ходе которого разработанная дидактическая модель обогащалась содержанием.
Представленная в настоящей работе дидактическая модель формирования и развития исследовательской деятельности у школьников в учебном процессе по физике в условиях информатизации обучения обладает свойством научной новизны как в целом, так и в следующих своих компонентах.
В модели содержательно и процессуально обеспечена поддержка реализации деятельностного и личностного подходов, идей гуманитаризации и демократизации обучения.
В модели определен «свод» методологических знаний, способов познавательных действий, обеспечивающих:
1) целостность, вариативность, содержательность экспериментально-исследовательской деятельности учащихся в предметной области физики, возможность проявления ими познавательной инициативы. Состав указанных познавательных средств является достаточным для относительно самостоятельного решения учащимися широкого видового многообразия задач в пре-
делах предметного материала, предписываемого к изучению стандартами общего образования по физике;
2) более адекватное отражение в содержании обучения методологии научного физического исследования.
Эксперимент в содержании обучения представлен как общенаучный метод; как метод экспериментально-теоретического уровня методологии науки; как родовой метод, включающий в себя широкий спектр познавательных методов (натурный эксперимент, эксперимент с материальными и материализованными моделями, мысленный эксперимент).
Учебное экспериментальное исследование в содержании обучения представлено как деятельность, т.е. как целостность, содержащая все ее функциональные части и компоненты (в философском и психологическом представлениях).
Обоснована целесообразность обучения широкому спектру методов физического исследования на единой методологической основе.
Выделены пять видов натурного учебного эксперимента и три вида реализуемого на компьютере вычислительного эксперимента, различающихся составом подлежащих освоению учащимися средств их выполнения. Данная классификация учебного эксперимента использована для организации поэтапного, развернутого на весь период обучения физике освоения экспериментального метода.
Разработаны компьютерные модели, имитирующие натурный эксперимент, отличающиеся от известных тем, что «экспериментальные» данные требуемого качества при их использовании практически невозможно получить без тщательного планирования параметров эксперимента, определения оптимальных условий его постановки.
Разработаны технологии компьютерной обработки данных натурного ученического эксперимента, имитационного и численного моделирования, компьютерной поддержки демонстрационного физического эксперимента в
доступной школьнику и учителю физики среде табличного процессора Excel. Представлены методики их использования в учебном процессе.
9. Основной организационной формой обучения исследовательской деятельности выбран лабораторный практикум, имеющий следующие особенности:
практикум проводится регулярно (еженедельно) в течение всего времени обучения физике в школе или охватывает достаточно большой его период;
предметом практикума является собственно методология научного физического исследования, его содержание относительно обособлено от «систематической» части курса физики;
в практикуме наряду с работами, выполняемыми преимущественно ре-продуктивно, учащимся предоставляется возможность выполнять исследовательские проекты в течение нескольких занятий, иногда до полугода. Этим достигается оптимальное соотношение репродуктивно и творчески выполняемых действий в учебно-исследовательской деятельности.
Теоретическую значимость выполненного исследования составляют понятийный аппарат и концептуальные положения дидактической модели формирования исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения физике при широком использовании НИТ. Концептуальные положения, помещенные в ядро представляемой модели, прямо или опосредованно относятся к ее идеализированному объекту - учебной деятельности школьника. Учебная деятельность в модели выступает как понятие, подлежащее развитию, обогащению содержанием, конкретизации в соответствии с целью исследования. В результате теоретического анализа дано развернутое толкование понятия учебной исследовательской деятельности, определены или уточнены следующие существенные признаки данного понятия.
1. Покомпонентный анализ научно-исследовательской и учебной деятель-ностей показал, что эти деятельности различаются предметом. Научно-исследовательская деятельность школьника непосредственно не направлена на достижение целей обучения. Сфера применимости научно-
исследовательской деятельности учащихся ограничена ее функциями, а также интеллектуальными и материальными возможностями школы. Формирование и развитие исследовательской деятельности школьников должно осуществляться, главным образом, в форме учебных исследований.
Учебная и учебно-исследовательская деятельности связаны отношением «род - вид». Наиболее значимые отличительные признаки учебно-исследовательской деятельности по отношению к учебной относятся к ее процессуальной стороне и средствам осуществления.
Учебная исследовательская деятельность школьника должна быть социально обусловленной и значимой, содержание ее должно отвечать общественно признанным формам, методам, нормам научного исследования. В этой связи существенными признаками учебного исследования являются: 1) отражение в нем логики, основных этапов научного исследования, 2) использование наиболее характерных и продуктивных для данной предметной области научно-познавательных методов.
Экспериментальный метод должен занимать центральное место в содержании обучения исследовательской деятельности в предметной области физики. В составе учебного материала должны найти отражение следующие его особенности: 1) основное содержание экспериментального метода раскрывается на общенаучном уровне методологии науки; 2) эксперимент выполняет не только критериальную и фактовыявляющую функции, но и функцию раскрытия сущности явлений.
В результате теоретического рассмотрения проблематики исследовательской деятельности школьников выявлены следующие регулятивы процесса ее становления.
1. Обоснована целесообразность обучения в курсе физики таким видам учебной деятельности как решение задач и выполнение эксперимента на единой методологической основе. Единая сущность данных видов познавательной деятельности устанавливается в результате анализа деятельности как философской и психологической категорий, а также рассмотрения экспери-
мента как общенаучного метода и как метода родового, объединяющего множество познавательных методов. Натурный эксперимент выступает как генетически исходный в аспекте изучения структуры и содержания рассматриваемых видов учебной познавательной деятельности.
2. Обоснована необходимость овладения учащимися методологической
составляющей курса физики, приобретения ими опыта исследовательской
деятельности преимущественно в форме регулярно проводимого практикума.
В практикуме ведущими являются одновременно два компонента содержа
ния образования: научные знания (в данном случае, методологические) и
способы деятельности. Дана интерпретация всех компонентов рассматривае
мой модели учебного предмета, включая компоненты, входящие во вспомо
гательный (процессуальный) блок.
Процесс научного исследования схематически представлен в форме познавательного цикла, отражающего структуру как экспериментального, так и теоретического исследования. Предложено учебные исследования школьников описывать с использованием этого познавательного цикла.
Выделена совокупность признаков, выступающих основанием для деления методов науки на четыре уровня: эмпирический, экспериментально-теоретический, теоретический, метатеоретический. Обоснован вывод о том, что учебно-исследовательская деятельность школьников должна соответствовать, в основном, экспериментально-теоретическому и теоретическому уровням методологии науки.
Конкретизированы применительно к процессу становления исследовательской деятельности в курсе физики признанные в отечественной психологии и педагогике теории формирования и развития знаний, умений навыков: учение о типах ориентировки, концепция поэтапного (планомерного) формирования умственных действий, теория содержания общего образования, теории формирования понятий и обобщенных умений, концепция развития познавательной самостоятельности школьника.
Выделен ведущий регулятив применения информационных технологий в обучении исследовательской деятельности в курсе физики. Он состоит в том, что компьютер должен служить средством интеллектуального труда школьников для реализации вычислительных, статистических, графических методов обработки данных, моделирования, оформления и презентации результатов учебного исследования. Обозначены пути использования НИТ как средства реализации деятельностного и гуманитарно-личностного подходов, демократизации обучения.
Определены особенности оценивания результатов обучения учебной исследовательской деятельности в курсе физики, критерии и уровни ее сформированности.
Практическая значимость исследования
Выполненное исследование классифицируется нами как прикладное и как методическая разработка [169, с. 9-21]. Его результатом выступают как общие регулятивы проектирования учебного процесса, ориентированного на формирование исследовательской деятельности школьника в условиях информатизации обучения на уровне учебного предмета, так и конкретный методический аппарат реализации этих регулятивов в практике обучения физике (уровень учебного материала и уровень процесса обучения).
Практическая значимость разработанных в рамках дидактической модели общих регулятивов состоит в том, что в них содержится развернутая характеристика исследовательской деятельности школьника как ожидаемого результата обучения, они определяют принципы отбора содержания обучения исследовательской деятельности и его информатизации, пути осуществления учебного процесса по физике на началах личностно-деятельностного подхода.
Практическая значимость результатов исследования как методической разработки состоит в создании методической базы реализации обучения школьников исследовательской деятельности в курсе физики с использованием НИТ. Эти результаты исследования отражены в разработанных и опуб-
ликованных программах обучения исследовательской деятельности школьников в рамках практикумов, учебных пособиях для школьников и студентов - будущих учителей физики, методических и дидактических материалах для практикующих учителей.
Результаты настоящей научно-методической разработки могут использоваться руководителями системы образования городского (районного) звена, руководством школ, учителями, учащимися, преподавателями и студентами педагогических вузов.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены: всесторонним анализом поставленной проблемы; применением современной научной методологии исследования и выбором методов исследования, адекватных его предмету, цели и задачам; достаточной продолжительностью педагогического эксперимента и воспроизводимостью его результатов; наличием у автора опыта научно-исследовательской деятельности в области физики (в 1987 г. автором защищена кандидатская диссертация по результатам экспериментально-теоретического исследования в области физики твердого тела).
На защиту выносятся основные положения дидактической модели формирования исследовательской деятельности школьников в курсе физики в условиях информатизации процесса обучения и методический аппарат ее реализации в учебном процессе.
1. Ведущими регулятивами учебного процесса, нацеленного на формирование исследовательской деятельности учащихся, являются деятельностный и личностный подходы. Деятельностный подход позволяет раскрыть сущностные характеристики учебной исследовательской деятельности: ее компонентный состав, специфику содержания отдельных компонентов, закономерности их освоения учащимися, соотношение в учебной исследовательской деятельности творческого и репродуктивного. Специфика содержания обучения исследовательской деятельности состоит в том, что оно отражает общественно признанные формы и методы научного исследования, логику и
этапы развертывания научного исследования. К обучению исследовательской деятельности в курсе физики применимы признанные в отечественной психологии и педагогике регулятивы формирования и развития знаний, умений, навыков, способов умственных и практических действий, разработанные в рамках деятельностного подхода. Творческая составляющая учебной исследовательской деятельности осуществляется в единстве с репродуктивной и на ее основе. Личностная обращенность процесса обучения исследовательской деятельности обусловлена тем, что в учебном исследовании распредме-чиваются нравственно-ценностные ориентиры сферы науки, в той или иной мере реализуются характерные для науки способы организации познавательного процесса и стиль взаимодействия его участников. В этих условиях предметно-когнитивный опыт школьников становится составной частью их целостного личностного опыта.
Центральное место в обучении исследовательской деятельности в курсе физики занимает экспериментальный метод, который представляется как метод общенаучный, как метод не только эмпирического, но и экспериментально-теоретического уровня методологии науки, как родовой метод, включающий широкий спектр познавательных методов.
Новые информационные технологии являются непременным компонентом учебного процесса, нацеленного на становление исследовательской деятельности в курсе физики. Компьютер в обучении применяется как инструмент интеллектуального труда школьника для реализации методов табличной, графической, статистической обработки данных и моделирования.
Наиболее адекватной цели формирования исследовательской деятельности организационной формой проведения занятий является лабораторный практикум, проводимый регулярно в течение всего курса физики, или в течение достаточно длительного периода ее изучения. Содержание практикума относительно обособлено от содержания «систематического» курса, в нем элементы методологии научного познания представлены в систематизированном виде и охватывают как общие, так и частнопредметные регулятивы
исследовательской деятельности. В практикуме реализуются элементы метода проектов, ученику позволяется работать в собственном темпе, выбирать тему и уровень сложности работ.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования опубликованы в печати и представлены на региональных семинарах и совещаниях, всероссийских и международных конференциях: в Красноярске (1995 г.); в Бийске (1996, 1997, 2006 гг.); в Омске (1997 г.); в Новосибирске (1997, 2000, 2003, 2004 гг.); в Глазове (1997, 2005, 2006 гг.); в Челябинске (1999, 2000, 2002 гг.); в Горно-Алтайске (1999, 2005 гг.); в Барнауле (2002, 2005, 2006 гг.); в Екатеринбурге (2004, 2005 гг.); в Шадринске (2006 г.); в Оренбурге (2006 г.).
Материалы учебно-методического комплекса к курсу «Экспериментальный метод познания в физике» для учащихся 9-11 классов прошли экспертизу в Национальном фонде подготовки кадров и опубликованы на сайте Республиканского центра экспертизы мультимедиа и телекоммуникаций в образовании () [222].
По результатам участия в конкурсе «Золотая медаль Сибирской ярмарки» получен диплом за разработку учебно-методического комплекса для старшеклассников «Экспериментальный метод познания в физике».
Перечисленные выше учебно-методические материалы внедрены в учебный процесс школ г. Бийска и г. Омска, их использование способствовало повышению эффективности обучения школьников исследовательской деятельности.
В плане подготовки студентов - будущих учителей физики к проектированию и осуществлению учебного процесса в школе в соответствии с критериями научности разработан и в течение ряда лет проводится на физико-математическом факультете Бийского педуниверситета курс экспериментальной физики, а также спецкурсы «Экспериментальная и вычислительная физика», «Методология естественнонаучного исследования», «Моделирование в среде табличного процессора Excel». Содержание данных курсов изло-
жено в учебном пособии [217], имеющем гриф «Рекомендовано У МО по специальностям педагогического образования в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 050203 (032200) - физика».
Разработаны программы курсов повышения квалификации учителей физики по проблеме повышения эффективности обучения школьников научному методу, экспериментально-исследовательской деятельности и использования в учебном процессе новых информационных и коммуникационных технологий. В соответствии с этими программами многократно проводились занятия в Алтайском ИПКРО, опубликованы методические материалы. Кроме того, автор многократно выступал с докладами на семинарах и конференциях учителей г. Бийска и прилегающих районов.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и пяти приложений. Содержание диссертации изложено на 355 страницах, включает 18 таблиц, 33 рисунка. Библиографический список состоит из 310 источников, из них 5 источников на английском языке.
Понятие учебной исследовательской деятельности и психолого-педагогические регулятивы ее становления
Процесс передачи социального опыта новому поколению в какой бы то ни было форме с необходимостью включает познавательную активность обучаемых. Освоение знаний, умений и навыков, приобретение опыта творчества и эмоционально-ценностного отношения к миру [243], развитие компе-тентностей [3, 22, 73, 92, 113, 152, 182, 278-280] не могут осуществляться иначе, чем в деятельности, поэтому проблема эффективной ее организации в истории педагогики занимает одно из центральных мест. «Развитие и образование ни одному человеку не могут быть даны или сообщены. Всякий, кто желает к ним приобщиться, должен достигнуть этого собственной деятельностью, собственными силами, собственным напряжением» [62]. В деятельности порождаются и развиваются потребности, мотивы, цели, смыслы, способности, мировоззренческие установки и, в конечном счете, сознание и личность ее субъекта. Современная педагогика, в частности, теории развивающего, проблемного, личностно-ориентированного обучения придают особое значение «деятельностному» аспекту педагогического процесса.
Таким образом, одним из наиболее существенных компонентов любой педагогической системы (парадигмы, подхода, теории, методики, технологии) является предусматриваемый ею характер познавательной деятельности обучаемых. Познавательная деятельность столь же разнообразна и сложна, как и мир материальной и духовной реальности, на познание которого она направлена. Объективная сложность, многогранность постоянно развивающейся человеческой деятельности приводит к многообразию ее толкований. В педагогике, кроме того, трактовка представлений о познавательной деятельности обучаемых в значительной степени зависит от общественно- исторических условий, в которых находится школа, от идеологии и политики той социальной системы, заказ которой она выполняет. Учебная деятельность может характеризоваться предметным содержанием, степенью самостоятельности, креативности, особенностями мотивации ее субъекта, составом используемых средств, логикой развертывания и т.д. На все компоненты учебной деятельности накладывают отпечаток возрастные особенности обучаемых.
В педагогике процесс и содержание учебно-исследовательской деятельности описываются с использованием понятия об исследовательском методе (приеме, принципе) обучения, а также в составе дидактических принципов научности, системности, сознательности обучения и других. Исследовательский метод обучения (называемый у разных педагогов также эвристическим, лабораторно-эвристическим, опытно-испытательным, методом лабораторных уроков и т.д.) появился в теории и практике обучения в последней трети XIX века (А.Я. Гердт, М.М. Стасюлевич, Р.Э. Армстронг, Т. Гексли и другие). В нашей стране в 20-е годы XX в. в обучении возобладали методы, имеющие исследовательскую направленность, как альтернатива методам абстрактно-схоластического обучения и зубрежки (Б.В. Всесвятский, Б.В. Райков, К.П. Ягодовский, В.Ф. Натали и другие). Так, педагог Б.В. Всесвятский развивал положение о том, что в обучении могут быть только два метода: метод исследовательский и метод готовых знаний. Универсализация и абсолютизация исследовательского метода, некритическое применение так называемой комплексной системы обучения в различных формах (метод проектов, метод разовых заданий, производственное преподавание, цикловой метод, дальтон-план, бригадно-лабораторный метод и т.д.) приводило к случайности выбора тем для изучения и их «механическому» объединению в комплексы, к снижению теоретического уровня и системности знаний, к замене активности мысли учащихся внешней (двигательной) активностью. В начале 30-х годов комплексная система обучения была отменена и восстановлена предметная система обучения.
Основание модели
В основание физической теории И.В. Кузнецов помещает факты, образующие эмпирический базис; идеализированный объект; понятия, его характеризующие; процедуры измерения физических величин, позволяющие количественно определять свойства идеализированного объекта; правила, определяющие способы производства математических операций. Два последних компонента, очевидно, специфичны именно для физических теорий. Первый из них необходим для того, «чтобы теория не потеряла связи с действительностью» [105, с. 33]. Связь педагогической теории с действительностью обеспечивается, главным образом, диагностикой различных сторон учебно- воспитательного процесса. Что касается правил, определяющих способы производства математических операций и образующих «внутри теории систему логического исчисления» [105, с. 33], то установление этих правил важно для теорий, имеющих сложный и часто специально создаваемый для этих теорий математический аппарат. Для педагогических теорий наличие сложного математического аппарата не характерно, «логическое исчисление» этих теорий составляет диалектическая логика.
В рассматриваемой структуре теории ее эмпирический базис составляют «сравнительно небольшое число фактов, соответствующим образом обобщенных, «уплотненных» и систематизированных, делающих создание новой теории совершенно неизбежным, неотвратимым [там же, с. 30]. В определении факта как формы «человеческого знания, которая должна обладать достоверностью» (выделено мной - М.С.) [99, с. 190] содержится утверждение того, что, как и любая другая форма объективного знания, факт неизбежно заключает в себе не только крупицу абсолютной истины, но и элемент не вполне достоверного, гипотетического знания. Наличие этого последнего элемента служит причиной того, что разные исследователи могут по-разному оценивать достоверность фактов и их значимость при создании теории. Особенно это относится к сфере социогуманитарного знания.
Нами в качестве основания для разработки теоретической модели обучения учебно-исследовательской деятельности выделены следующие положения, которые, на наш взгляд, являются достаточно достоверными и могут трактоваться как исходные факты. Эти положения сгруппированы по их принадлежности к различным областям социально-педагогической действительности («факты действительности») и знания о ней («факты знания»).
Фактом социально-педагогической действительности является изменившийся общественный запрос на подготовку выпускника общеобразовательной школы, который выражается в воззрениях, предпочтениях учащихся и их родителей, позициях научно-педагогического сообщества, в государственных документах.
В различных сферах бытия человека все более актуальным становится требование самообучения в течение всей жизни, что обусловлено высоким темпом социальных преобразований, все более тонким структурированием общества, его информатизацией, возрастанием роли науки, конкуренцией. Готовность к самообразованию, прежде всего, может быть обеспечена адекватным развитием познавательных способностей человека, овладением им методологическим аппаратом приращения и применения знаний.
Ученика и его родителей более не устраивает содержание обучения, предусматривающего «усвоение» информации об основах большого числа наук. Результат такого обучения - единый для всех и недостижимый для абсолютного большинства идеал «гармонически развитой личности» - не привлекает прагматичного старшеклассника, поскольку он непосредственно не нацелен на реализацию в будущем благополучной трудовой карьеры.
В педагогической науке и практике осознается недостаточность традиционного «знаниевого» (или информационного) подхода в обучении и необходимость корректировки всей системы образования на началах деятельностного подхода и ее обращенности к личности ученика.
В настоящее время наиболее адекватно общественный запрос на подготовку выпускника общеобразовательной школы, как отмечалось ранее, может быть выражен в терминах компетентностного подхода. В составе ключевых компетентностей, содержание которых охватывается понятием учебно-исследовательской деятельности, выделим познавательную (постановка и решение проблем), коммуникативную, информационную, рефлексивную.
Фактом является переход школы к уровневой и профильной дифференциации обучения. Однако в настоящее время этот переход не обеспечен в достаточной мере методическими разработками на уровне учебных дисциплин. Особенно это относится к методикам организации самостоятельной, исследовательской, творческой, практико-ориентированной учебной деятельности.
Констатирующий эксперимент
Процесс обучения - рассматриваемая в динамике последовательность актов обучения, совокупность взаимосвязанных действий, предпринимаемых учеником и учителем для достижения целей обучения, воспитания, развития [123]. Любая деятельность процессуальна, поэтому учебный процесс должен представляться и анализироваться как взаимосвязанные деятельности ее субъектов - учеников и учителя. Это означает, что процесс обучения определяется всеми другими компонентами деятельности: ее целями, содержанием, организационными формами, средствами осуществления, результатами. Особенно существенно на характере процесса обучения сказываются используемые учителем средства обучения (методы, приемы, материальные средства).
Основной организационной формой обучения исследовательской деятельности, как показано выше, должен стать проводимый в течение достаточно длительного периода обучения лабораторный практикум, предметом которого является собственно экспериментальный метод в широком его понимании. Общие процессуальные характеристики обучения в практикуме определены нами с позиций деятельностного и личностно-ориентированного подходов, концепций проблемного [127, 131] и развивающего [52-53, 161, 167, 271] обучения. Преломляя эти общие регулятивы к условиям рассматриваемого курса, можно сформулировать следующие методические принципы проведения практикума.
1. Прежде всего, отмечаем необходимость изучения понятийного аппарата курса в тесной связи с практической деятельностью по выполнению экспериментов. Наш опыт обучения показывает, что знания и методы, лежащие в основе умений по планированию эксперимента, проведению наблюдений и измерений, обработке полученных данных, изложению результатов и выводов практически невозможно сформировать «априори» т.е. заранее, до постановки опытов. Освоение и развитие «инструментария» экспериментальной деятельности происходит по мере и в процессе выполнения лабораторно-практических работ, т.е. тогда, когда учащийся сталкивается с реальной потребностью в использовании тех или иных средств осуществления этой деятельности. Учитель, очевидно, должен планировать, целенаправленно создавать эти проблемные ситуации, а затем оказывать помощь учащимся в адекватном их разрешении.
2. Негативная сторона такого «прагматистского» подхода к отбору и последовательности изучения элементов содержания обучения состоит в том, что он (подход) не способствует системному усвоению знаний. Поэтому учитель должен своевременно принимать меры по систематизации и обобщению знаний учащихся об экспериментальном методе, организовывать рефлексию их деятельности. Этому служат специально проводимые по мере необходимости беседы. Кроме того, знания систематизируются во время обсуждения докладов учащихся о результатах выполненных экспериментов.
3. Наряду с кратковременными работами, рассчитанными на одно или два занятия, в практикуме учащимся предоставляется возможность выполнять исследовательские проекты в течение нескольких занятий, иногда до полугода. По завершении исследований их результаты докладываются и обсуждаются. Таким образом, акцент на методы познания позволяет ввести в учебный процесс исследовательский метод, метод проектов, осуществлять индивидуальный подход, позволяя ученику работать в собственном темпе, выбирать тему и уровень сложности работ. Важным становится не количество выполненных работ, а качество работы.
4. Важно рационально сочетать репродуктивную и продуктивную деятельность учащихся, правильно дозировать затруднения для поддержания достаточного уровня самостоятельности и режима напряжения. Вместе с тем, интерес к учебной деятельности развивается только в том случае, если ей сопутствует успех, достижения, и на этой основе реализуется потребность в самоутверждении ученика.
5. Учебная деятельность строится таким образом, чтобы были востребованными взаимодействие, коммуникация, сотрудничество, живой диалог между участниками учебного процесса (учителем и группой учащихся, учителем и учеником, между учащимися). В общении ученик должен обосновывать и защищать свое мнение, выяснять непонятое, оценивать результаты работ одноклассников, развивать монологическую речь. Доклады учащихся и последующие дискуссии должны стать средством воспитания культуры общения, толерантности.
