Содержание к диссертации
Введение
Глава І. Проблема изучения основ научного познания в современном школьном образовании 24
1. ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 24
1.1. Основные причины и идеи реформирования школьного образования 24
1.2. Принцип гуманитаризации образования 29
1.3. Гуманитаризация школьного физического образования . 33
1.4. Принцип фундаментализации образования 36
1.5. Принцип деятельностной направленности образования 39
2. ПРОЦЕСС ПОЗНАНИЯ И СОВРЕМЕННОЕ НАУЧНОЕ ЗНАНИЕ 44
2.1. Процесс познания и научное знание 44
2.2. Понятие науки 49
2.3. Взаимосвязь классической и современной науки 52
3. ОТРАЖЕНИЕ ВОПРОСОВ ТЕОРИИ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ В ШКОЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ 57
3.1. Из истории проблемы 57
3.2. Соотношения обучения и научного познания 61
3.3. Отражение основ теории познания в школьном физическом образовании 63
4. ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВ ТЕОРИИ ПОЗНАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЕ МИРОВОЗЗРЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ 67
5. РОЛЬ ГНОСЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ В РАЗВИТИИ МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ 73
Выводы главы II 84
Глава II. Гносеологические основы физики-науки и их отражение в школьном курсе физики 88
1. ПРИНЦИПЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ 89
1.1. Принцип детерминизма 89
1.2. Принцип соответствия 101
1.3. Принцип дополнительности 108
2. УРОВНИ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ ИЗ
3. ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ 121
3.1. Научный факт 121
3.2. Понятие 129
3.3. Научная гипотеза , 135
3.4. Закон 146
3.5. Научная теория 159
4. МЕТОДЫ ПОЗНАНИЯ И ИХ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ 188
4.1. Общая характеристика методов познания 188
4.2. Эмпирические методы познания 192
4.2.1. Наблюдение 192
4.2.2. Эксперимент 200
4.3. Теоретические методы познания 219
4.3.1. Моделирование 220
4.3.2. Аналогия 232
4.3.3. Индукция и дедукция 238
5. ПРОБЛЕМА ИСТИННОСТИ ЗНАНИЯ 248
6. ПРАКТИКА-ОСНОВА И ЦЕЛЬ ПОЗНАНИЯ 255
Выводы главы II 260
Глава III. Теоретическое обоснование методики изучения основ теории научного познания в процессе обучения физике 263
1. СОДЕРЖАНИЕ ШКОЛЬНОГО ФИЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ЛИЧНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ 263
1.1. Основные концепции содержания образования 264
1.2. Проблема целей образования 265
1.3. Основные источники содержания образования 268
1.4. Компоненты социального опыта в содержании школьного курса физики 277
1.5. Факторы, влияющие на отбор содержания физического образования 284
1.6. Рефлексия как элемент содержания физического образования 292
2. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ И НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ 299
2.1. Методы обучения 299
2.2. Методы обучения физике и научное познание 305
2.3. Роль методов обучения в овладении школьниками методами научного познания 308
2.4. Взаимосвязь методов обучения, научного познания и развития личности школьника 318
Выводы главы III 321
Глава IV. Методика изучения основ теории познания в процессе обучения физике 326
1. Общие требования к методике изучения гносеологических основ науки, ее особености и условия реализации 327
2. Включение гносеологических основ науки в содержание курса физики 342
3. Формирование представления учащихся об эксперименте как методе научного познания 347
4. Формирование представления учащихся о моделировании 375
5. Формирование представления учащихся о физической теории 390
Выводы главы IV 402
Глава V. Опытно-экспериментальная проверка эффективности разработанной методики 405
1. Общая характеристика опытно-экспериментальной работы 405
2. Оценка и результаты экспериментальной работы 414
Выводы главы IV 437
Выводы и результаты исследования 440
Библиография 443
- Основные причины и идеи реформирования школьного образования
- Принцип детерминизма
- Основные концепции содержания образования
Введение к работе
В новых социально-экономических условиях, характерных для
современного российского общества, возникает и формируется новая
концепция образования, в основе которой лежит идея развития личности
учащегося. Личностно-ориентированное образование, как чаще всего его
называют, предполагает перенос акцента с информационного, гностического
подхода к образованию (ориентирующего прежде всего на усвоение
знаний), на развивающий и деятельностный (предполагающий
формирование личности, способной к активной, в том числе творческой, деятельности). Отказ от традиционной, «знаниевой» парадигмы образования вовсе не означает отказа от полноценного обретения знаний, принижения роли знания - просто они из основной, и почти единственной цели образования становятся средством, «оружием» деятельности, в процессе которой происходит развитие и становление личности школьника. Только в условиях, когда ученик перестает чувствовать себя лишь объектом внешних воздействий, а превращается в субъект образовательного процесса, способный самостоятельно обретать, усваивать, оценивать и использовать знания, а также осознавать себя участником процесса учебного познания можно говорить о развитии личности. Только через рефлексию как мира собственного «я», так и мира знаний школьник сможет превратиться из объекта в субъект познания, осознающий необходимость и личностную заинтересованность в знаниях и образовании в целом.
Одним из условий, способствующих реализации нового понимания целей образования, является включение основ теории познания в систему школьного обучения.
Выделяя понятие «гносеологические основы науки» и акцентируя необходимость овладения учащимися именно основами теории познания, попытаемся, прежде всего, определить нНиболее существенные отличия
понятий «гносеология» и «методология», основываясь на их философских определениях. Гносеология (теория познания) - раздел философии, в котором изучаются проблемы природы познания и его возможностей, отношения знания к реальности, исследуются всеобщие предпосылки познания, выявляются условия его достоверности и истинности. Методология же - это часть теории познания, представляющая собой систему принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности, а также учение об этой системе. Следовательно, методология не включает в предмет исследования вопросы взаимосвязи субъекта познания и познаваемого объекта, познания и знания, принципиальной возможности познания и истинности знания и т.д. Есть основания полагать, что проекция именно этих компонентов теории познания на школьное образование позволит оказать существенное влияние как на качество знаний учащихся, обеспечиваемое в результате осознанного их усвоения, так и на процесс развития личности в целом.
Следует отметить, что в последние десятилетия на основании многочисленных исследований была доказана необходимость и целесообразность включения методологических знаний в обучение, разработаны конкретные методики реализации «методологического» подхода в естественнонаучном образовании. Это прежде всего работы СВ. Бубликова, Г.М. Голина, В.Ф. Ефименко, Л.Я. Зориной, В.Н. Мощанского, В.В. Мултановского, В.Г. Разумовского, Л.П. Свиткова, Н.В. Шароновой и многих других исследователей. Однако, несмотря на очевидную доказанность необходимости методологических знаний, к сожалению, приходится констатировать (ссылаясь, прежде всего, на данные Л.Я. Зориной, основоположника данного подхода), что они так и не стали составной частью знаний школьников.
Можно предположить, что причина подобного явления заключается не только и не столько в недостаточной методической разработанности данной
проблемы, сколько в непонимании школьниками ценности и значимости подобных знаний, в непринятии этих знаний как необходимых, в отсутствии личной в них заинтересованности. Более того, даже учителя, как показывает практика, не выделяют методологические знания в качестве элементов «основного» учебного материала. По-видимому, характерное для методологии отсутствие связи между познающим человеком (субъектом познания, которым может быть и ученик) и познаваемым объектом способствует отторжению приобретаемого знания, поскольку не включает такие виды деятельности, как оценка знания, критическое, рефлексивное отношение к знанию и собственной познавательной деятельности, и пр.
Таким образом, необходимость включения именно основ научного познания (т.е. не только методологических'знаний) в содержание школьного образования становится сегодня очевидной.
Включение вопросов гносеологии в содержание школьного физического образования определяется, прежде всего, возникшим несоответствием этого содержания современному уровню развития науки.
Не секрет, что содержание школьного физического образования представляет сегодня в основном классическую физику, завершившую свое строительство более века назад. К сожалению, анализ многочисленных учебников физики для общеобразовательной школы, появившихся за последние годы, показал, что большинство из них не отличается от тех учебников, по которым учились школьники в течение последних нескольких десятилетий. Сути, «духа» физики XX векЬ. в новых учебниках нет, и речь идет не о включении в содержание школьного курса знаний из области квантовой физики или других разделов современной физики, а об отражении в нем принципиально иного, нежели в классической физике, характера научного познания, оценке достоверности и истинности знания, способах его добывания и обоснования.
Отличительным признаком современной науки является, согласно принципу дополнительности, включение субъективной деятельности в тело знания. Проблема взаимоотношения субъекта и объекта, бывшая долгое время предметом преимущественного интереса философов, в период зарождения квантовой физики становится также одной из основных проблем физических исследований. Анализом подобных проблем, по словам А.Эйнштейна, вынуждают заниматься ученых трудности их собственной науки. В работах Н.Бора, М. Борна, Луи де Бройля, В. Гейзенберга, П. Дирака, П.Л. Капицы, В.Паули, А. Пуанкаре и многих других основателей квантовой физики совершенно явно прочитывается мысль о необходимости включения в предмет физики духовной компоненты, духовного мира исследователя; формируется идея необходимости дальнейшего обобщения духовного и практического в системе научного знания.
Данная проблема широко обсуждается в работах по философии естествознания, и прежде всего, в трудах В.В. Ильина, Б.М. Кедрова, П.В. Копнина, Б.Г. Кузнецова, И.В. Кузнецова, В.А. Лекторского, М.Ф. Мостепаненко, Н.Ф. Овчинникова, М.Э. Омельяновского, А.И. Ракитова, Г.И. Рузавина, B.C. Степина и многих других.
Иными словами, развитие знания, переход от классической физики к современной, предполагает присутствие в содержании физики-науки элементов теории познания. Соответственно, освоение физического знания в процессе школьного обучения также становится сегодня невозможным без включения элементов знания гносеологического характера, без формирования умений, характерных для процесса научного познания.
Серьезным аргументом в пользу включения вопросов теории познания в систему школьного образования является опыт зарубежных школ и, в частности, результаты сравнительного анализа качества знаний российских школьников (проведенного на основании данных международного сравнительного исследования качества знаний), зафиксировавшие
несоответствие образования российских школьников современному международному стандарту. Как следует из рассмотрения примеров тех вопросов, с которыми не справляются российские учащиеся, несоответствие международному стандарту связано, прежде всего, с «гносеологической неграмотностью» школьников. Они, например, не понимают соотношения между знанием и истиной, научным знанием и верованием, не умеют оценить достоверность того или иного знания, не понимают идеального, модельного характера любого элемента знания, не знают многих методов познания, не владеют целым рядом познавательных умений и т.д. По мнению В.Г. Разумовского, в этом заключается одна из причин резкого снижения качества естественнонаучных знаний наших школьников.
Мысль о необходимости использования некоторых элементов теории познания в содержании школьного образования не нова. Проведено ^ определенное число методических исследований, в которых обосновывается необходимость овладения школьниками некоторыми гносеологическими - v элементами, прежде всего методами познания. В обязательный минимум содержания среднего общего образования по физике включены методы , научного познания, принцип соответствия и ряд характеристик знания гносеологического характера. Со страниц педагогической печати начинает звучать и мысль о необходимости системного изучения основ научного познания в школе, в том числе даже в виде самостоятельного школьного предмета. Однако в методике преподавания физики до сих пор не было исследования, показывающего возможность включения основ теории научного познания как системы знания в школьное образование.
Все сказанное выше позволяет констатировать наличие противоречия между объективной необходимостью формирования у учащихся гносеологических знаний и умений, отвечающей целям и требованиям современного физического образования в условиях личностно-
&
ориентированного обучения, и недостаточной разработанностью психолого-педагогических и методических основ их формирования.
С этим основным противоречием связан ряд сопутствующих, касающихся как содержания физического образования, так и методики изучения учащимися основ теории научногр познания в процессе обучения физике, в том числе:
между общепринятой сегодня центральной образовательной идеей, понимаемой как становление и развитие человека, личности, когда школьная система образования призвана в процессе приобретения учащимися знаний и умений помочь им «обрести себя», выбрать и выстроить собственный мир ценностей, войти в мир знаний, овладеть творческими способами решения научных и жизненных проблем, и пр., и недостаточной разработанностью на конкретном методическом уровне как > содержательных, так и технологических возможностей для реализации данной идеи;
между необходимостью отражения в содержании школьного образования основных идей, характеризующих современное научное физическое знание, которому имманентно присущи гносеологические компоненты, и невозможностью формирования подобных представлений у учащихся при отсутствии в содержании образования элементов теории научного познания;
между требованием, определенным как одна из центральных задач обучения физике, и заключающемся в необходимости развития мышления учащихся и формирования их миропонимания, и недостаточностью отражения как в содержании образования, так и в системе методов обучения необходимых гносеологических компонентов, без которых данный процесс малоэффективен.
С учетом этих противоречий, определивших актуальность данного исследования, был сделан выбор темы исследования: «Гносеологические основы науки в школьном физическом образовании».
Проблема исследования формулируется следующим образом: каковы психолого-педагогические и методические возможности формирования у учащихся основ теории научного познания в процессе изучения физики в условиях личностно-ориентированного обучения; какими должны быть содержание школьного физического образования, методы и формы организации учебного процесса, чтобы включение гносеологических основ науки повысило эффективность школьного физического образования?
Решение этой проблемы является целью исследования.
Объект исследования - процесс обучения физике в основной и средней школе в современных условиях.
Предмет исследования - формирование у учащихся знаний и
» умений гносеологического характера в процессе обучения физике.
Гипотеза исследования. Приступая к исследованию, мы исходили из
предположения о том, что:
выявление гносеологических основ науки и включение в содержание
образования соответствующих им элементов знаний и умений сделает курс
*
физики г
адекватным современным целям и задачам образования,
соответствующим современному представлению о содержании физики-науки,
формирование гносеологических знаний и умений учащихся будет способствовать повышению эффективности школьного физического образования и, прежде всего,
повышению качества физического образования,
развитию личности учащегося.
*
При этом под качеством школьного физического образования мы понимаем комплекс характеристик, включающих: освоение предметных знаний и умений, в том числе и общеучебных умений; представление о процессе познания в физике, его этапах и структуре, соответствующей уровням познания; понимание модельного характера любого научного знания; умение самостоятельно, творчески включаться в процесс учебного познания и оценивать как его результаты, так^ собственную познавательную деятельность и пр. Предметные знания и умения в свою очередь включают знания и умения гносеологического характера.
Для достижения цели исследования и реализации высказанной гипотезы предполагалось решить следующие задачи:
1. Обосновать необходимость формирования у учащихся в процессе обучения физике представлений об основах теории научного познания. Данная задача предполагает решение ряда подзадач:
провести анализ основных положений современной концепции образования, целей и задач школьного образования и основных тенденций развития школьного . физического образования на современном этапе;
выявить состояние проблемы изучения гносеологических основ науки в педагогической и методической литературе и практике;
показать, что современная физика-наука, основы которой должны изучаться в школе, включает вопросы теории познания в свое содержание;
обосновать на основании анализа состояния школьного физического образования и тенденций его развития недостаточность формирования только методологических знаний у учащихся и необходимость включения в школьный курс физики основных структурных положений и категорий теории познания;
доказать необходимость включения элементов теории научного познания в содержание школьного физического образования для решения основной задачи, стоящей сегодня перед школьными образовательными структурами — . задачи развития личности обучаемого;
показать взаимосвязь формирования представлений учащихся об основах теории научного познания с развитием мышления школьников и их мировоззрением.
2. Разработать концепцию включения гносеологических основ науки в
процесс обучения физике. Для этого:
выявить и обосновать совокупность положений и идей, которые составят теоретическую базу исследования;
определить концепцию включения гносеологических основ науки в 5 школьное физическое образование и составляющие ее положения;
разработать методическую модель Гносеологического компонента % содержания физического образования, определив систему структурных компонентов и категорий теории познания и соответствующих им элементов знаний и умений гносеологического характера, которые могут быть включены в школьный курс физики;
определить комплекс требований к методам, средствам и формам организации учебного процесса и условиям, в наибольшей степени способствующим освоению школвЪиками гносеологических основ науки.
3. Разработать методику реализации предложенной концепции,
учитывающую особенности изучения основ научного познания в школьном
курсе физики и содержащую методические модели включения знаний и
умений гносеологического характера, обоснование логики и этапов их
изучения, методические рекомендации, учебные материалы, задания для
учащихся, дидактические средства и пр.
4. Провести опытно-экспериментальную проверку выдвинутой гипотезы и результативности разработанной методики.
Для решения поставленных задач в ходе исследования мы опирались на:
- работы по философии, теории познания, эпистемологии и аксиологии
(P.M. Айдинян, СВ. Ангапов, П.В.Алексеев, Л.Б. Баженов, М.С. Бургин,
В.Г. Горохов, Д.П. Горский, Л.А. Друянов, Б.М. Кедров, В.В. Ильин, П.В.
Копнин, А.Н. Кочергин, И.В. Кузнецов, Б.Г. Кузнецов, В.А. Лекторский,
М.Ф. Мостепаненко, Н.Ф. Овчинников, М.Э. Омельяновский, А.В. Панин,
А.И. Ракитов, М.А. Розов, Г.И. Рузавин, А.Г. Спиркин, B.C. Степин, А.Т.
Шептулин, B.C. Швырев, В.А. Штофф и др.);
- исследования в области философии образования, раскрывающие
современную концепцию образования и принципы его модернизации и і
развития (Е.В. Бондаревская, А.П. Валицкая, Ю.В. Громыко, В.В. Давыдов,
Э.Д. Днепров, М.В. Кларин, A.M. Новиков, В.А. Петровский, В.И. '<
Слободчиков, М.А. Холодная и др.);
работы, связанные с проблемами содержания образования, методов и форм организации учебной деятельности, анализирующие современное понимание данных проблем и прогнозирующие тенденции их развития (Ю.К. Бабанский, Л.Н. Боголюбов, Ю.И. Дик, И.К. Журавлев, Л.Я. Зорина, В.В. Краевский, B.C. Леднев, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, В. Оконь, В.А. Поляков, П.И. Пидкасистый, В.Г. Разумовский, М.Н. Скаткин, С.А. Шапоринский и др.);
- исследования, отражающие психологические аспекты проблемы
развития личности (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, М.С.
Каган, А.Н. Леонтьев, Н.А. Менчинская, В.А. Петровский, С.Л. Рубинштейн,
Н.Ф. Талызина и др.);
работы по теории и методике обучения физике, в которых раскрываются идеи современного школьного физического образования,
методологические вопросы школьного курса физики, некоторые элементы теории познания (СВ. Бубликов, Р.Ю. Волковыский, Н.К. Гладышева, Г.М. Голин, В.И. Данильчук, Ю.И. Дик, В.Ф. Ефименко, Н.М. Зверева, СЕ. Каменецкий, И.С Карасова, В.Н. Мощанский, В.В. Мултановский, И.И. Нурминский, Н.С Пурышева, В.Г. Разумовский, Ю.В. Сауров, Л.В. Тарасов, И.К. Турышев, А.В. Усова, Л.С. Хижнякова, Т.И. Шамало, Н.В. Шаронова, Р.Н. Щербаков, Г.И. Щукина и многие др.)
В процессе исследования использовались следующие методы:
- анализ литературы по философии, теории познания (гносеологии и
эпистемологии), методологии, аксиологии и философским вопросам физики;
изучение литературы по вопросам философии образования, педагогике,
дидактике, психологии, методике обучения физике, а также нормативных
документов, регламентирующих образовательную деятельность в России; ?»
методы анализа и синтеза, сравнения, обобщения, абстрагирования,
моделирования, системного подхода и т.д.;т s
- опытно-экспериментальная работа констатирующего, поискового и
обучающего характера, в ходе которой использовались методы наблюдения,
изучения и обобщения опыта работы учителей и учебного процесса;
анкетирование учителей и учащихся; экспертные оценки, метод портфолио;
проведение тестов и проверочных работ; опытная проверка и частичное
внедрение предлагаемых методических решений.
Исследование проводилось в несколько этапов с 1985 по 2002 г.г.
Началом первого этапа мы называем 1985 г., хотя объективно этому этапу предшествовал более чем десятилетний период, совпавший с завершением кандидатского исследования, посвященного возможностям использования сравнений (количественных и критериальных) в процессе обучения физике, в том числе и анализу сравнения как метода познания. Дальнейший анализ методических возможностей различных методов научного познания, осознание необходимости формирования представления
учащихся о процессе познания и 'формах знания (совпавший с провозглашением методических принципов генерализации и цикличности — 1979 г.) привел нас к идее о необходимости специальной подготовки учащихся для освоения основ научного познания как системы знания. В 1985 — 1990 гг. осуществлялось изучение педагогической действительности, опыта работы учителей физики средних общеобразовательных школ и преподавателей педагогических вузов с целью определения методологической и гносеологической подготовки учащихся и причин ее низкого уровня.
На втором этапе исследования (1991- 2000 гг.) проводился поиск путей решения проблемы включения основ теории научного познания в школьное физическое образование, были определены гипотеза исследования и основные положения методической концепции а также выявлено и < методически обосновано содержание образования гносеологического характера, которое может быть включено в процесс обучения физике. В этот же период разрабатывались и методические подходы к решению проблемы, определялись требования, условия, средства реализации концепции.
Начало третьего этапа исследования должно быть отнесено к 1998 г.,
когда началось внедрение результатов исследования, нашедших отражение в
программах, учебниках, учебных материалах и методических
рекомендациях. (Границы между вторым и третьим этапами исследования имеют относительный характер, поскольку работа в этот период выполнялась одновременно в нескольких направлениях.) Продолжалась работа по определению требований к содержанию курса физики и его дидактическому аппарату, уточнялась методика изучения гносеологических основ науки на уроках физики. Обучающий эксперимент продолжается и в текущем учебном году, но проверка и оценка гипотезы исследования завершена в 2002 г.
Следует также отметить, что в период работы над диссертационным исследованием ряд проблем, соответствующих нашим идеям или близких к ним решался силами аспирантов под руководством соискателя. Так, проблема моделирования рассматривалась в работе А.В. Коржуева; принцип соответствия как общенаучный принцип и методика его изучения в школьном курсе физики представлены в диссертации Л.В. Дубицкой; в этом же исследовании разработаны методики обучения учащихся методу аналогии и использования теоретических обобщений в процессе обучения физике. Возможностям развития научного мышления школьников посвящены работы М.Е. Чекулаевой и А.В. Коржуева. Проблема развития личности школьника и различных ее составляющих представлены в исследованиях Ж.В. Уманской, А.Е. Тулинцева, Л.С. Коновалец.
Научная новизна исследования.
1. На основаниях анализа целей современного школьного образования,
целей, задач и состояния школьного физического образования,
современного уровня развития физики-науки, основных направлений
модернизации школьного образования (прежде всего гуманитаризации,
фундаментализации, деятельностной направленности) обоснована
необходимость и целесообразность включения в школьный курс физики не
только элементов методологии (как это предлагалось в исследованиях
предшественников), но основ гносеологии как системы знания в целом.
2. Разработана концепция включения гносеологических основ науки в
современное школьное физическое образование, содержащая:
- теоретическое основание концепции, представленное в виде двух блоков: концептуальное основание (принципы модернизаций образования и идеи личностно-ориентированного обучения) и теоретико-дидактическое основание (тенденции развития школьного физического образования, закон дидактики о соответствии
содержания школьного образования уровню развития науки, положение о взаимосвязи процессов обучения и научного познания, структура личности);
теоретико-методическое обоснование изучения гносеологических основ науки (научно-методическое обоснование основных структурных компонентов и положений гносеологии, которые должны быть включены в содержание физического образования — принципы познания (причинности, соответствия, дополнительности), методы (эмпирического уровня познания - наблюдение и эксперимент, теоретического уровня —. моделирование, аналогия, индукция, дедукция), формы познания (научный факт, понятие, гипотеза, закон, теория), категории истинности и практики; определение их роли и функций в процессе изучения основ физики-науки в школе; обоснование комплексов знаний и умений гносеологического характера, отражающих содержание каждого из выделенных компонентов теории познания, их специфическую содержательную и процессуальную структуру);
методический механизм включения гносеологических основ науки в школьное физическое образование, подлежащих изучению в процессе обучения физике, раскрывающий их место и значение в системе источников и факторов, определяющих содержание физического образования, комплекс требований к отбору учебного материала, комплекс требований к методам, средствам и формам организации учебного процесса и условия, в наибольшей степени способствующие реализации гипотезы исследования;
3. Разработана модель гносеологического компонента содержания школьного физического образования, представленная в виде комплексов элементов знаний и умений, соответствующих гносеологии как системе знания, ' включающая принципы познания, методы, формы познания,
категории истинности и практики. Каждому выделенному гносеологическому положению соответствует свой собственный комплекс элементов знаний и умений гносеологического характера, который может быть освоен учащимися средней школы на уроках физики.
4. Определены методические особенности изучения основ теории научного
познания в процессе обучения физике: а) каждое из выделенных
гносеологических положений (структурных компонентов и категорий)
требует разработки самостоятельной методики изучения, в которой должны
отражаться содержательные и процессуальные особенности этого
положения, его состав и структура; б) каждая из методик требует выявления
и разработки специфических для нее методических подходов,
использования разных методов, целесообразных средств и форм
организации учебного процесса, необходимых для формирования у
учащихся знаний и умений гносеологического характера; в) методика
изучения основных структурных компонентов и категорий теории нознания
в существенной степени зависит от программ и учебников, профилей и
специализаций классов, в которых изучаются основы научного познания; г)
гносеологические основы науки должны быть включены в программы по
физике, учебники и их дидактический аппарат, методические рекомендации
для учителей, дидактические материалы для учащихся и пр.; д) включение
основ теории познания в учебный процесс не требует изменения логики,
структуры, объема содержания школьного курса физики.
5. Разработана методика изучения в школьном курсе физики
гносеологических положений: эксперимент как метод познания
эмпирического уровня, моделирование как метод познания теоретического
уровня, теория как форма познания, содержащая методические модели
включения комплексов знаний и умений гносеологического характера,
методическое обоснование логики и этапов их изучения (для каждого
положения теории познания - собственные, отражающие их специфику и
особенности), методические рекомендации, учебные материалы, задания для учащихся, дидактические средства и пр.
6. Определены методы и средства диагностики результатов обучения при условии включения гносеологических основ науки в школьное физическое образования, позволяющие фиксировать изменение качества образования и развитие личности (метод поэлементного анализа заданий, включавшихся в тесты открытого типа, самостоятельные и контрольные работы для учащихся, анкетирование, а также метод портфолио - подборка достижений учащихся, и анализ журналов наблюдений учителей).
Теоретическая значимость исследования состоит в дальнейшем
развитии ряда теоретических положений дидактики: а) теории учебного
предмета: элементы теории научного познания входят в состав всех
компонентов содержания образования, рассматриваемого как отражение
социального опыта; б) теории содержания образования: элементы знания,
формируемые в процессе обучения, должны включать (кроме традиционных
факты, понятия, законы, теории, знания о способах деятельности)
гносеологические знания и оценочные знания; существующие
классификации умений не могут считаться полными без учета системы общепознавательных умений, соответствующих методам научного познания эмпирического и теоретического уровня.
Разработанная концепция включения гносеологических основ науки в современное физическое образование, ее концептуальные положения, условия их реализации, требования к отбору содержания современного школьного курса физики, требования к методам и средствам, в наибольшей степени способствующим освоению основ теории познания, направлены на развитие теоретических основ методики -обучения физике в условиях личностно-ориентированного образования.
Практическая значимость исследования заключается в разработке и внедрении гносеологических основ науки в школьный курс физики, отражении их в программе по физике для основной школы, учебниках физики, учебных и дидактических материалах, методических материалах для учителей. Все эти материалы уже нашли применение в работе учителей физики и учащихся. Поскольку основные положения концепции и некоторые методические рекомендации были раскрыты в курсе «Теория и методика обучения физике» — учебном пособии для будущих учителей физики, статьях в журналах «Педагогика», «Физика в школе», «Наука и школа» и многих других публикациях, рассчитанных на учителей физики, разработанные материалы используются методистами при подготовке и повышении квалификации учителей физики, а также исследователями с целью совершенствования методики обучения физике.
Апробация идей и внедрение результатов исследования осуществлялось: на У1 международной конференции «Физика в системе современного образования» (Ярославль, 2001 г.); на Ш международной научно-практической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз» (Москва, 2002 г.); на международной конференции «Проблемы физического образования в средней школе» (Рязань, 2002 г); на зональных научно-практических конференциях (Ульяновск, 2001 г.; Липецк, 2001 г.); на заседаниях (пленарных и секционных) научно-практических конференций физического факультета МПГУ (1988 - 1996 г.г.); на заседаниях лаборатории обучения физике НИИ ОСО АПН РФ (1987 - 1991 г.г.); научно-методических семинарах и заседаниях кафедры теории и методики обучения физике МПГУ (1998 - 2002 г.г.); на курсах повышения квалификации учителей физики (Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1995 -1997 г.г., МИПКРО, 2000 - 2002 г.г.; Якутск, 1996 г.); на научно-практических семинарах Московского института открытого образования; на
методических объединениях учителей физики (ЦАО, САО и СЗАО г. Москвы, 1990 - 1998 г.г.; Коломна, 2000 г.).
Внедрение научных результатов осуществлялось в процессе публикации книг, учебников, пособий, статей, научно-методических материалов, а также через работу с учителями г. Москвы, Московской области, г. Коломны, г. Якутска и др. Отдельные элементы методики, отражающей включение гносеологических основ науки в школьный курс физики, включены в работу школ и гимназий г. Москвы (№ 1505, 1202, 1279, 752 и др.), школ г. Коломна (№ 12, 21), На защиту выносятся:
Обоснование возможности и необходимости включения гносеологических основ науки в процесс обучения физике, исходящее из анализа целей современного школьного образования, целей, задач и состояния школьного физического образования, современного-уровня развития физики-науки и основных направлений модернизации школьного образования.
Концепция включения гносеологических основ науки в современное физическое образование, содержащая теоретическое основание, теоретико-методическое обоснование-* изучения вопросов теории познания, методический механизм их включения в процесс обучения физике.
Методическая система - цели школьного физического образования, содержание, методы, формы организации учебного процесса, средства обучения, отражающая основы научного познания во всех своих компонентах.
Модель гносеологического компой^та содержания школьного физического образования, представленная в виде комплексов элементов знаний и умений, соответствующих гносеологии как системе знания,
включающей принципы познания, методы, формы и средства познания, категории истинности и практики. 5. Методика изучения в школьном курсе физики основ теории научного познания, содержащая методические модели включения комплексов знаний и умений гносеологического характера в содержание образования, обоснование логики и этапов их изучения, учебные и дидактические материалы, и представленная разработанными методиками формирования гносеологических положений: эксперимент как метод познания эмпирического уровня, моделирование как метод познания теоретического уровня, теория как форма познания.
Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, теоретической части (глава 1),
научно-методической (главы 2, 3), методической (глава 4), опытно-
экспериментальной (глава 5), заключения и библиографии. ,.,
Объем диссертации составляет 473 страницы, включает 19 таблиц, 18 схем, 5 гистограмм. Библиография включает 385 источников.
Основные причины и идеи реформирования школьного образования
Реформа образования, начавшаяся более десяти лет назад (считается, что это был 1988 г., когда вышла первая новая концепция образования [150]), определяется учеными-педагогами, методистами и учителями по-разному: и как революция в образовании, и как новый этап в эволюционном развитии образования. По-видимому, происходит и то и другое - говорить только об эволюции уже невозможно. Общество, живущее в новом столетии, точнее тысячелетии — это совершенно иное общество, нежели то, каким оно было даже 50 лет назад. Задачи, которые оно ставит перед подрастающим поколением, принципиально отличаются от тех, которые формулировались раньше. Пользуясь образным примером В.В. Краевского, «непрерывное совершенствование опыта изготовления керосиновых ламп в принципе не может привести к появлению электрической лампочки» [159, 4], подчеркнем: принципиальные общественно-политические перемены в российском обществе требуют принципиальных изменений и в образовании. И эти кардинальные изменения касаются и содержания образования, в том числе и физического.
В общественно-политических и педагогических публикациях последних лет звучит мысль о снижении авторитета знаний и духовном обнищании современного общества. Одной из основных причин подобного явления называют наследие еще недавнего нашего прошлого. В условиях командно-административной системы человек из высшей цели превращался в средство, призванное служить научно-техническому и социальному прогрессу. Небрежение к личности, ее интересам и потребностям, идея «всеобщего равенства» привели в итоге к формированию «человека-винтика», не заинтересованного в саморазвитии, в самосовершенствовании. «В результате десятилетиями развращалось массовое и индивидуальное сознание, формировались привычки обходиться самым малым, нищенское агрессивное сознание, менталитет холопа... И ныне такое массовое сознание — один из главных тормозов развития России в новых социально-экономических условиях», пишет A.M. Новиков [215, 11]. Иными словами, место и функции человека в мире и обществе, характерные для технократического общества, определяли отношение общества и к образованию.
Следует отметить, что кризис образования является не только нашим, российским «достоянием». Смена приоритетов в образовательной структуре, смена парадигм образования характерны сегодня для большинства стран мира. Объясняется это прежде всего переходом человечества в новую эпоху, эпоху рыночной экономики, идеалом которой является рыночная свобода - свобода предпринимательства, свобода ценообразования, свобода продавцов и покупателей. Рыночная свобода есть свобода выбора. В этих условиях основой прогрессивного развития каждой страны является сам человек, его образованность, культура, нравственная позиция. В связи с резким сокращением доли промышленных рабочих в общей численности занятого населения (в США и Европе в несколько раз, и эта тенденция нарастает) появился и интенсивно увеличивается новый класс - «класс людей знания», класс образованных интеллектуальных служащих (в США, Японии и ряде других стран он уже составляет более 50% занятого населения). В данных условиях знания, образованность и компетентность, творческая инициатива и самостоятельность становятся тем основным капиталом, которым стремится овладеть каждый член общества.
Как отмечает A.M. Новиков в своей книге, «именно востребованность образования со стороны экономики, социальной и культурной сферы позволит перейти от лозунгов и теоретических рассуждений к построению новых и эффективных образовательных систем, удовлетворяющих запросы как личности, так и общества и его экономики» [215, 24].
Принцип детерминизма
Принцип детерминизма в общем виде утверждает закономерную обусловленность всех явлений. Центральным ядром детерминизма служит положение о существовании причинности, т.е. такой связи явлений, в которой одно явление (причина) при вполне определенных условиях с необходимостью порождает другое явление (следствие).
В истории науки, как и в истории философии можно выделить два этапа в развитии принципа детерминизма: классический, механический детерминизм и детерминизм, соответствующий современному уровню научного познания.
Классический детерминизм сложился главным образом на основе законов классической механики Ньютона. Классическая модель мира, из которой исходил этот принцип, предполагала признание наличия связей между объективно существующими явлениями. Но все они сводились фактически к механической причинной связи, и при этом механическая причинная связь рассматривалась как связь, исключающая случайность. Отличие следствий от причины сводилось к чисто количественному отличию. В итоге, концепция классического детерминизма вела к построению такой картины мира, в которой нет места для возникновения чего-либо нового.
Концепция классического детерминизма получила логическое завершение в трудах Лапласа, вследствие чего этот детерминизм часто называют лапласовским.
Следует при этом отметить, что даже в рамках классической механики лапласовскии детерминизм в определенной степени ограничен и представляет собой некоторую абстракцию. В самом деле, если рассматривать какую-либо реальную физическую систему, то, строго говоря, ее нельзя считать однозначно детерминированной. Этой системе пришлось бы предъявить условие абсолютной замкнутости и изолированности. Для описания этой системы в течение достаточно большого промежутка времени недостаточно исходить только из ее внутреннего содержания, игнорируя внешние воздействия. Да и в самой замкнутой реальной системе всегда имеется некоторая неопределенность элементов или их связей, возникающая в результате внутренних взаимодействий и самопроизвольных изменений. Взаимодействие как способ бытия материального мира приводит не только к закономерности, определенности объектов, но и к некоторой неопределенности. Данное обстоятельство не учитывалось лапласовским детерминизмом.
Однако уже в XIX в. развитие физики привело к теоретическому и экспериментальному обоснованию объективности случайных событий. Лапласовскии детерминизм не мог этого объяснить. Поэтому и в философии и в физике стали появляться утверждения о крахе детерминизма. Он стал противопоставляться индетерминизму (отрицание закономерностей в природе) и актуализму (утверждению о возможности беспричинных явлений, по крайней мере, в микромире).
Развитие физики в значительной степени повлияло на понимание истинного смысла принципа детерминизма. Так, работы по термодинамике привели к необходимости отказа от ряда идей классического атомизма. Попытки Больцмана устранить противоречие между статистической интерпретацией термодинамики и лапласовским детерминизмом на основе сведения статистического к динамическому основывались на убежденности ученого в том, что если выяснить все координаты и все скорости движения молекул, входящих в систему, то можно будет точно вычислить все последующие состояния частиц (как того требовала классическая механика и классический детерминизм). Очевидно, что подобная идея более чем фантастична.
Дальнейшие открытия в физике (открытие радиоактивности, механизма спектроскопии, создание квантовой теории и т.д.) привели классический детерминизм к глубокому кризису. Ученые, и прежде всего физики, пытались найти выход из создавшегося противоречивого положения. Предлагались три разных решения: 1) найти какие-либо основания для «реабилитации» лапласовского детерминизма на микроуровне; 2) отказаться от детерминизма вообще; 3) преобразовать классическую концепцию детерминизма в соответствии с научными данными.
Попытки решить проблему, идя по первому или второму пути, предпринимались учеными, в том числе и физиками, многократно. Так, теория строения атома по Н. Бору, соотношение неопределенностей шли по первому пути. Отказ от причинного описания микромира, признание существования беспричинных явлений на этом уровне материальной действительности, модернизация лапласовского детерминизма за счет введения представления об особой, статистической причинности не давали общего решения проблемы, что в итоге рано или поздно приводило к индетерминизму.
Основные концепции содержания образования
Проблема содержания образования сложна и многоаспектна. Существуют различные подходы к решению данной проблемы, различные точки зрения. Мы попытаемся установить лишь самые основные положения, характеризующие современное понимание проблемы содержания образования, с целью определения роли, места и способов включения в содержание физического образования основ теории научного познания.
Основные концепции содержания образования
Теоретической разработкой проблемы содержания образования, определением его оснований, критериев и принципов отбора занимались последние десятилетия многие педагоги - исследователи (В.В .Краевский, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, B.C. Леднев, Л.Я. Зорина и др.). В методике преподавания физики, по определению являющейся наукой об обучении физике, содержание физического образования является предметом исследования большинства работ. Однако теоретическому обоснованию проблемы содержания школьного физического образования, отбора учебного материала и его структурирования было посвящено, прежде всего, исследование Ю.И. Дика [100]. Анализировались некоторые подходы к данной проблеме и в методических исследованиях В.Г. Разумовского, В.В. Мултановского, СЕ .Каменецкого, Н.С. Пурышевой, П. Карпиньчика, Н.К. Гладышевой, А.И. Бугаева, СВ. Бубликова и др.
В педагогической науке традиционно рассматриваются три концепции содержания образования.
В соответствии с первой концепцией содержание образования трактуется как педагогически адаптированные основы наук, изучаемые в школе. Данная концепция ориентирована на приобщение школьников к науке и на использование ими полученных знаний. Человек как личность, как высшая ценность, ее становление и развитие выпадают из поля зрения данного подхода при определении содержания образования. В данной концепции доминирует сциентистское (абсолютизирующее роль научного знания) отношение к содержанию образования.
Согласно второй концепции, содержание образования есть совокупность знаний, умений и навыков, которые должны быть сформированы у учащихся. Опять-таки, овладение системой знаний, умений и навыков (относящихся, как правило, к тем же основам наук) совершенно не обязательно будет способствовать развитию личности школьника, формированию творческого, самостоятельно мыслящего человека современного общества.
Третья концепция, учитывающая требования, которые ставит сегодня общество перед школой, рассматривает содержание образования как «педагогически адаптированный социальный опыт человечества, изоморфный, то есть тождественный по структуре (разумеется, не по объему) человеческой культуре во всей ее структурной полноте» [159, 10]. В соответствии с таким пониманием содержания образования учебные предметы, в том числе и физика, не могут представлять собой простую проекцию науки на школу, уменьшенную копию того или иного научного знания.
Таким образом, именно третья концепция, в наибольшей степени соответствующая современной парадигме образования, центральной идеей . которой является идея развития школьника, а содержание образования рассматривающая как средство этого развития, положена нами в основу о. понимания современного содержания образования.
