Содержание к диссертации
ВВЕДШИЕ 6
ГЛАВА І. ШЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ ОТРАЖЕНИЯ В КУРСЕ ШЗИКИ УШ КЛАССА 16
§ I.I. Сущность физических основ механизации производства, основные понятия и терминология 16
§ 1.2. Краткий анализ диссертационных исследовании9 педагогической и научно-методической литературы по проблеме 22
§ 1.3. Отражение механизации производства в учебных программах и учебнике физики для УШ iyiacca 29
§ 1.4. Отбор содержания производственно-техшшеского материала и его систематизация 33
1.4.1. Общетеоретические положения 33
1.4.2. Принципы отбора производственно-технического материала 34
1.4.3. Применение принципов отбора на примере кривошппно-шатунного механизма 39
1.4.4. Отбор механизмов и их систематизация 41
1.4.5. Отбор машин и их систематизация 45
1.4.6. Обсуждение результатов отбора содержания производственно-технического материала 47
§ 1.5. Пспхолого-педагогические основы формирования у учащихся обобщенного понятия механизации производства и ее фпзнчесшіх основ 48
1.5.1. Эмпирическая база формирования понятий 49
105.2. Обобщение понятий "механизм9 "машина" 50
1.5.3. Конкретизация обобщенных понятий 54
1.5.4. Выводы 58
ГЛАВА. 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМ ИЗУЧЕНИЯ <1>ИЗИЧЕСКЙХ ОСНОВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА В КУРСЕ ФИЗИКИ УШ КЛАССА И МОДЕЛИРОВАНИЕ УЧЕБНО-ВОСПИТАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА 60
§ 2.1. Общие вопросы методики использования производственно-технического материала при обучении физике 60
§ 2.2. Изучение физических основ механизации производства в процессе формирования основных кинематических понятий 68
2.2.1. Материальная точка 68
2.2.2. Относительность движения.Система отсчета.Траектория 69
2.2.3. Путь и перемещение 78
2.2.4. Мгновенная скорость. Ускорение 80
2.2.5. Скорость5 координаты и перемещение в равномерном и равноускоренном прямолинейных движениях 83
2.2.6. Двішение по округлости. Линейная п угловая скорости. Ускорение 88
2.2.7. Отражение механизации производства в процессе изучения кинематики 92
§ 2.3. Отражение механизации производства в процессе изучения динамики 93
2.3.1. Оценка возможности отражения механизации производства в процессе изучения динамики 94
2.3.2. Силы взаимодействия меццу телами механо-техничесісих объектов 96
2.3.3. "Механизм" возникновения сил взаимодействия транспортных средств с опорой 103
2.3.4. Преобразование сил в механизмах 107
2.3.5. Выводы 108
§ 2.4. Закон сохранения и превращения энергии. Использование машин и механизация производственных процессов НО
2.4.1. Анализ механотехническпх объектов с энергетической точки зрения III
2.4.2. Дидактические требования к использованию в учебном процессе сведений о машинах и примеры решения задач с производственно-техническим содержанием 116
2.4.3. Выводы 118
§ 2.5. Обобщение учебного материала в производственно-техни ческом отношении. Разработка обобщающего урока на тему "Механика и механизация производства" 119
2.5.1. Взаимосвязь механики и производства. Обобщенные принципы и законы 119
2.5.2. От ручного труда к автоматизации производства 123
2.5.3. Примеры внедрения механизации производства на предприятиях 128
2.5.4. Выводы 133
§ 2.6. Углубленное изучение механики и конкретизация представлений о физических основах механизации производства на факультативных занятиях 134
2.6.1. Особенности факультативного курса "Прикладная физика. УШ класс" 135
2.6.2. Углубленное изучение кинематики 137
2.6.3. Примеры углубленного изучения динамики 148
2.6.4. Углубленное изучение раздела "Работа и энергия" 152
2.6.5. Выводы 155
2.7. Подготовка студентов и переподготовка учителей в плане изучения основ механизации производства при обучении физик в УШ классе 157
2.7.1. Общие замечания 157
2.7.2. Характер задании для студентов и учителей физики 159
2.7.3. Выводы 167
ГЛАВА 3. ОРГАНИЗАЦИЯ, СОДЕЖАНИЕ, МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 163
§ 3.1. Этапы и цели эксперимента 168
§ 3.2. Содержание контрольных заданиіі и результаты педагоги ческого эксперимента 170
3.2.1. Содержание и результаты выполнения диагностического задания 170
3.2.2. Проверка знаний учащихся по разделу "Кинематика" 171
3.2.3. Особенности контроля знаний и его результаты по разделу "Динамика" 174
3.2.4. Результаты выполнения задания по статике, законам сохранения и всему курсу физики УШ класса 181
3.2.5. Политехническая подготовленность учащихся при обучении физике 185
§3.3. Обсуждение результатов эксперимента 191
ИТОГИ И ОБЩИЕ ВЫВОДИ, ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОБЛЕМЫ 199
ЛИТЕРАТУРА 203
ПРИЛОЖЕНИЯ 221
Приложение I 221
Приложение П 234
Приложение Ш 238
Введение к работе
Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О дальнейшем совершенствовании обучения, воспитания учащихся общеобразовательных школ и подготовки их к труду" (декабрь 1977 г.) предусматривает осуществление интеллектуальной, моральной и практической подготовки школьников к трудовой деятельности. Это очень важный документ в деле реализации руководящих идей Программы КПСС, предписывающих школе "обеспечить прочные знания основ наук, усвоение принципов коммунистического мировоззрения, трудовую и политехническую подготовку в соответствии с возрастающим уровнем развития науки и техники" /13, с. 123/.
Общественная потребность в росте научно-технического уровня учащихся определяется объективными требованиям-! научно-технического прогресса, который охватил все области общественного производства. Достижения научно-технического прогресса доданы найти отражение в обучении школьников основам наук. Характер процесса обучения, его организация, содержание и методы должны соответствующим образом изменяться. На это и обращается внимание в отчетном докладе ЦК КПСС ХХУІ съезду: "Главное сегодня в том, чтобы повысить качество обучения, трудового и нравственного воспитания в школе, ...на деле укрепить связь обучения с жизнью, улучшить подготовку школьников к общественно полезному труду" /и, С. 60/.
Одним из важных элементов сложившейся системы политехнической подготовки школьников является изучение основ наук, среди которых физика играет очень важную роль. Формирование политех нических знаний и практических умений при обучении физике осуществляется путем взаимосвязи физических явлений, законов и понятий с научно-техническими сторонами современного производства.
Формы политехнических знаний "по своей природе не отличаются от знаний тех или иных наук, но они отличны от последних по своей функции, направленной на уяснение основ техники и на управление ею. Поэтому политехнические знания, изучаемые в общеобразовательной школе, являются важным средством подготовки учащихся к труду в различных сферах человеческой деятельности" /15, с. 30/.
Перед общеобразовательной средней школой в настоящее время стоят важные и сложные задачи, на которых акцентировал внимание министр просвещения СССР М.А.Прокофьев: "Проблеш всеобщего среднего образования надо решать не только не снижая, а повышая научный уровень содержания школьных дисциплин и вілестє с тем всемерно приближая его к сфере материального производства" /82, с. 6/.
Усиление научного уровня курса физики средней школы, которое успешно осуществлено в связи с переходом на современное содержание школьного образования, не всегда достаточно надежно сочетается с решением вопроса о политехнической направленности основного и факультативного курсов.
Повышение абстрактности и математизации учебного материала без должной связи с постановкой и решением задач с производственно-техническим содержанием обедняет процесс познания учащихся и ведет к тому, что "несколько слабее (чем материал мировоззренческого характера - Л.П.) отражен в их сознании материал политехнического содержания" /181, с. 15/.
Проблеме политехнического образования посвящались сессии ЛІШ СССР (1972, 1974 гг.), заседание Международного совета экспертов в январе 1974 г., Международные семинары по политехническому образованию в мае 1974 г. ив октябре 1981 г., Конференция ученых-педагогов социалистических стран в августе 1974г., о пленум Ученого методического совета при Министерстве просвещения СССР в феврале 1930 г.
В настоящее время можно констатировать, что теория политехнического образования, основанная на марксистско-ленинском учении /1-8/, в трудах советских ученых получила свое дальнейшее развитие в свете современной научно-технической революции /Зубов В.Г. - 42, 74, 75; Эпштейн Д.А. - 75, 133, 209; Атутов И.Р.-15, 16, 75, 89; Скаткин I/I.H. - 89, 92, 93, 94; Иванович К.А. -43, 76; Шаповаленко С.Г. - 89 и др./.
фундаментальные исследования посвящены не только политехнической подготовке учащихся /15, 104/, но и политехнической подготовке учителей средней школы /25/.
Проблеме реализации политехнического принципа при обучении предметам естественно-математического цикла посвящены труды видных ученых: Зверева И.Д. /16,74/, Эпштейна Д.А. /1339 159/, Разумовского В.Г. /176-180/, Фабриканта В.А. /89, 198/, Шварубур-да СИ. /206/, Щукина Е.Д. /77, 207/, а также каїщидатские диссертации Голуб Б.А. /34/, Бакиевой М.А. /НО/, Бугаева A.M. /112/, Гизатуллина Ш.З. /118/, Гончаренко СУ. /121/, Голынско-го Л.Б. /123/, Гульнарова Н.Р. /124/, Дмитрова B.C. /126/, Кай-род Н.М. /135/, Кочетовой В.А. /140/, Нестерова А.Г. /153/ и
др.
Реализации политехнического принципа при обучении механике в методической науке также уделялось внимание. Эти вопросы освещались на страницах журнала "Физика в школе" /155, 169, 208/, нашли отражение в книгах, адресованных как учителям, так и учащимся /107, III, ИЗ, 119, 125, 146, 159, 172, 180, 184, 187, 188, 195, 199/.
Вместе с тем проблема реализации политехнического принципа продолжает оставаться актуальной. В монографии /193/ сказано: "Актуальной задачей общего образования молодежи является дальнейшее совершенствование политехнического образования на уроках физики" /193, с. 5/. В этой монографии отмечается случайность и фрагментарность технических сведений у школьников, а также их неспособность использовать знания по физике для объяснения явлений техники. Основной причиной имеющихся недостатков в реализации политехнического принципа является то, что в полной мере не используется "возможность систематизировать политехнические знания об основах производства, используя для этого главные направления технического прогресса, базирующиеся на достижениях физики" /176, с. 36/.
При обучении физике в УШ классе это означает, что систематизация политехнических знаний должна осуществляться в отношении механизации производства. Некоторые конкретные методические рекомендации по изучению механики в тесной связи с механизацией производства даны в учебном пособии "Физика и научно-технический прогресс" /199, с. 42-57/.
На основании изучения научно-методической литературы /107, 119, 125, 143, 159, 177, 179, І8І, 184, 187, I88s 191, 195, 199, 203/ можно сделать вывод, что в настоящее время проблема реализации политехнического принципа при обучении физике в УШ классе с раскрытием физической сущности механизации производства является весьма актуальной, а процессуальная сторона недостаточно разработанной.
Применительно к основному и факультативному курсам физики восьмого класса эта проблема поставлена нами для решения ее в научно-методическом плане.
Предпосылкой нашего научно-методического исследования явилось выявленное противоречие между необходимостью системного использования производственно-технического материала в процессе изучения механики и возможностью его усвоения школьниками. Указанная необходимость следует из социального заказа нашего общества школе. Содержание этого заказа сконцентрировано в декабрьском (1977 г.) постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР о школе /12/, выделившего в качестве главной задачу подготовки школьников к жизни, к труду с ориентацией на сферу материального производства.
Возможность усвоения учащимися физических основ механизации производства может быть установлена, и разрешение вышеуказанного противоречия осуществлено только при проведении научно-методического исследования.
Цель исследования. Основной целью исследования является отбор содержания производственно-технического материала и разработка методики его использования в соответствии с усовершенствованной программой основного курса /152/ и новой программой факультативного курса /153/, руководствуясь принципом соответствия между механикой, как учебным предметом, и механизацией производства, как одним из основных направлений технического прогресса.
Объектом исследования является педагогический процесс обучения физике в УШ классе с использованием системы заданий производственно-технической направленности.
В качестве предмета исследования избрано усвоение учащимися методически обработанного производственно-технического материала, качество знаний и умений учащихся на этой основе, а также их представления о научных (физических) основа}: современного механизированного производства.
Основные положения рабочей гипотезы:
1. Отражающий сущность механизации производственно-технический материал специальной дидактической и методической обработкой может быть доведен до уровня учебного, чем будет обеспечено его усвоение учащимися без их перегрузки.
2. Качество знаний и умений монет быть улучшено за счет повышения интереса учащихся к изучению механики в тесной связи с механизацией производства.
3. При сопоставлении изучения механики и механизации производства приобретаемые учащимися политехнические знания, практические уїления и расширяемый политехнический кругозор позволя? более продуктивно формировать представление учащихся о физических основах производства, эффективней осуществлять профессиональную ориентацию, способствуя более сознательному выбору дальнейшего пути получения среднего образования.
Для решения выделенной проблемы, всестороннего изучения объекта и предмета исследования, а ташке с целью проверки основных положений выдвинутой гипотезы были поставлены задачи исследования:
1. Сформулировать принципы отбора производственно-технического материала и систематизировать его на основе линии связи "механика - механизация производства".
2. Разработать систему управлений и практических заданий, позволяющих достигать ожидаемого педагогического эффекта при обучении механике на физико-техническом материале без перегрузки учащихся.
3. С целью развития практических умений применять теоретические знания к механотехническим объектам разработать новые фронтальные лабораторные работы и работы физического практикума на их основе.
4. Разработать программу факультативного курса прикладной физики и методику использования производственно-технического материала при проведении этого факультатива.
5. С целью обобщения учебного материала в производственно-техническом отношении разработать содеркание и методику обобщающего урока "Механика и механизация производства".
6. Разработать содержание спецсеминара для подготовки студентов и переподготовки учителей физики, положив в основу усиление политехнической направленности курса физики УШ класса.
Научная новизна исследования состоит в разработке принципов отбора производственно-технического материала и его систематизации в соответствии с усовершенствованной программой, разработке новой методики обучения физике в УШ классе в тесной связи с механизацией производства. В результате исследования получены новые знания об использовании производственно-технического материала при изучении физических основ механизации производства.
Практическая значимость исследования подтверждается внедрением его результатов в педагогическую практику:
1) публикацией методических статей, основанных на данных исследования, в журналах "Физика в школе", "Радянська школа", всесоюзных и республиканских сборниках материалов научно-практических конференций и совещаний-семинаров;
2) публикацией методических рекомендаций в виде двух брошюр, изданных областным институтом усовершенствования учителей и областным отделением педагогического общества УССР;
3) разработкой программы факультативного курса "Прикладная физика. УШ класс", одобренной Министерством просвещения СССР;
4) использованием материалов исследования в "Книге для чтения по физике учащимся УШ класса", подготовленной к публикации издательством "Радянська школа" в 1932 году;
5) использованием материалов исследования в методическом пособии для учителей "Научно-технический прогресс, политехническое образование и профессиональная ориентация в курсе физики средней школы", планируемой к публикации издательством "Просвещение" в 1934 г.
Результаты исследования могут быть использованы авторами учебников, учебных и методических пособий, учителями физики средних школ, преподавателями методики физики педагогических институтов, методистами кабинетов физики институтов усовершенствования учителей.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались теоретические и эмпирические методы исследования.
Теоретические методы: изучение трудов классиков марксизма-ленинизма, партийных материалов и документов, а также работ со ветских философов, психологов и педагогов с целью установления методологических и гносеологических позиций исследования; теоретический анализ и синтез научно-технической и справочной литературы; метод моделирования учебных ситуаций в проектируемом педагогическом процессе обучения физике.
Эмпирические методы: наблюдение реальных педагогических процессов обучения физике в УШ классе; изучение передового педагогического опыта; беседы с учителями; изучение и анализ продуктов учебно-познавательной деятельности учащихся и получение на их основе качественно-количественных сравнительных характеристик; обобщение личного опыта работы в качестве учителя; педагогический эксперимент в различных его вариантах и разновидностях.
Этапы и содержание научно-методических поисков и исследований можно представить следующим образом: поиск теоретической платформы исследования (ПТГШ); разработка принципов отбора (РПО) производственно-технического материала; отбор производственно-технического материала (ОПТМ); его систематизация (СПТЮ; дидактическая и методическая обработка (ДиМО) отобранного производственно-технического материала и доведение его до уровня учебного; создание модели процесса обучения физике в УШ классе (СШЮШ) с таким расчетом, чтобы учащиеся приобретали параллельно и одновременно с усвоением программного материала по физике знания и практические умения, необходимые для производственной деятельности; проведение педагогического эксперимента (ППЭ) с целью установления степени приближения реального педагогического процесса запроектированному в модели (в основу педагогического эксперимента положено непрерывное изучение педагогической практи ки путем личного участия диссертанта в реализации созданной модели; анализ результатов и формулировка выводов (АР и УВ). Таким образом, схема нашего научно-методического исследования имеет следующий вид: ІШШ-—РПО- ОПТМ— СПТіЛ—-ДиІДО —СЬШОШ—ППЭ—ІІР и u B {fill і і і і
! Поисковый эксперимент ! J _ і На защиту выносится:
- разработанная система принципов отбора производственно-технического материала;
- утверждение о возможности эффективного использования предлагаемого производственно-технического материала в процессе обучения физике без перегрузки учащихся на основе разработанной методики;
- оптимальность системы практических заданий производственно-технической направленности, выполнение которых способствует улучшению политехнической подготовки учащихся.
Основное содержание диссертации докладывалось на Республиканских и Всесоюзных научно-практических конференциях, научно-методических совещаниях-семинарах и опубликовано в 14 работах.
