Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ПРЕПОДАВАНИЯ МЕХАНИКИ В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ... 16
1.1. Исследования, посвященные преподаванию механики в основной школе 16
1.2. Анализ практики преподавания механики в основной школе 25
1.3. Результаты констатирующего эксперимента 32
Выводы по главе 1 38
ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДУЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ 40'
2.1. Место механики в курсе физики основной школы 40
2.2. Возрастные особенности и интересы учащихся основной школы 44
2.3. Понятие педагогической технологии 50
2.4. Сущность технологии модульного обучения и современный опыт ее использования 60
2.5. Технологический подход к постановке целей и задач преподавания механики в основной школе 72
2.6. Методы и формы организации модульного обучения* физике в основной школе 79
2.7. Средства модульного обучения физике в основной школе 99
Выводы по главе II 104
ГЛАВА III. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ УЧАЩИХСЯ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ МЕХАНИКЕ НА ОСНОВЕ МОДУЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ 107
3.1. Подготовка и организация изучения механики в основной школе на основе модульной технологии обучения : 107
3.1.1. Изучение механики в 7 классе на основе модульной технологии 110
3.1.2. Изучение механики в 9 классе на основе модульной технологии 125
3.2. Взаимодействие учителя и учащихся при организации модульного обучения механике в основной школе 136
3.3. Педагогический эксперимент по проверке результативности модульного обучения механике учащихся основной школы 144
3.3.1. Организация педагогического эксперимента и методика исследования 144
3.3.2. Результаты поискового этапа педагогического эксперимента 149
3.3.3. Результаты обучающего этапа педагогического эксперимента 152
Выводы по главе III 162
Заключение. 164
Список литературы 168
Приложения 184
- Исследования, посвященные преподаванию механики в основной школе
- Место механики в курсе физики основной школы
- Подготовка и организация изучения механики в основной школе на основе модульной технологии обучения
Введение к работе
Социальные, экономические и политические изменения, происходящие в нашей стране, оказывают существенное влияние на систему образования. Одной из ведущих тенденций ее развития становится «гуманистический характер образования, приоритет общечеловеческих ценностей, жизни и здо-ровья человека, свободного развития личности» [50, С. 3]. Каждое новое поколение вынуждено усваивать за одни и те же сроки обучения всё больше информации, что неизбежно приводит к изменению содержания школьных учеб-
ных курсов и характера учебной деятельности.
До 90 — х годов XX века к первой ступени, обучения физике относились 6-7 классы, в которых знания формировались преимущественно на эмпирическом уровне. Законы и некоторые основные понятия механики в курсе физики первой ступени не изучались. Взаимосвязь системы научных знаний и методов учебного познания-в процессе обучения физике осуществлялась, в основном, в старших классах средней школы, курс физики в которых строился на теоретической основе. Задачей курса физики первой ступени была пропедевтическая подготовка учащихся к изучению систематического курса физики.
При переходе к одиннадцатилетней школе (четырехлетнее начальное образование) и введении обязательного девятилетнего образования изменилась структура школьного образования: 7, 8 и 9 классы стали относить к основной школе, а 10-11 классы - к старшей. Это привело к необходимости пересмотра структуры и содержания курса физики, так как для многих учащихся изучение физики в школе заканчивается основной школой.
Существенно изменились задачи курса физики основной школы: содержание обучения теперь ориентировано на предпрофильную подготовку учащихся и должно носить систематический характер, а поэтому его изучение должно быть основано на ознакомлении с эмпирическими и теоретическими методами познания.
В настоящее время положение механики в основной школе однознач-
но не определено. Существует Федеральный компонент государственного стандарта основного общего образования по физике, на базе которого созданы примерная программа и авторские программы. В ходе констатирующего эксперимента было выявлено, что место изучения механики, ее построение и содержание в этих программах различны.
С нашей точки зрения, классическая механика является базовым разделом курса физики и именно с нее необходимо начинать изучение физики в основной школе. Это обусловлено рядом причин:
на основе понятий и законов механики строится изложение остальных разделов классической физики (например, некоторые понятия механики необходимы для объяснения теплового движения);
модели, которые необходимы при изучении любой теории, в механике наглядны, не требуют высокой степени абстрагирования и доступны каждому ученику;
материал раздела позволяет продемонстрировать логику научного по-знания;
большинство понятий раздела знакомы учащимся из жизни и необходимо их научное истолкование;
физические величины, используемые для описания явлений механики, в основном, просты и понятны, вместе с тем, они обеспечивают знакомство с этой единицей знания, что необходимо для усвоения более сложных величин из других разделов.
В процессе констатирующего эксперимента было выявлено, что уровень знаний выпускника основной школы по механике при обучении, физике по существующим программам и учебникам в основном невысок. Одновременно наблюдается перенасыщение содержания материала по этому разделу формулами, что сохраняет традиционно невысокий интерес к его изучению. Следовательно, необходима специальная методика изучения механики в основной школе, обеспечивающая повышение уровня знаний и умений учащихся, обозначенных в государственном стандарте.
Проблема повышения качества обучения в последние годы активно разрабатывается на основе использования новейших достижений педагогики, психологии, информатики и теории управления познавательной деятельностью. В связи с доминированием личностно-ориентированного подхода в школьном образовании обозначился переход на гуманистические методы обучения, ориентация на развитие личности обучаемого. Сегодня недостаточно передать учащемуся ту или иную сумму знаний, необходимо обеспечить достижение им такого индивидуального уровня развития, который максимально полно соответствует его возможностям и потребностям.
Одним из направлений совершенствования отечественной системы образования является разработка и внедрение новых педагогических технологий, основой которых является личностно-ориентированное обучение, обеспечивающее учет индивидуальных особенностей учащихся и переход на субъектную основу обучения с установкой на развитие и саморазвитие личности. Целью обучения- становится не столько формирование у учащихся базовых знаний по предмету, сколько развитие у них умения самостоятельно получать и совершенствовать знания, то есть овладение способами учебной деятельности.
Таким образом, необходимо разрешение следующего противоречия: противоречие между требованиями стандарта к знаниям и умениям выпускника основной школы по механике, требованиями современной личност-но-ориентируемой парадигмы образования, выдвигающей на первый, план. развитие и саморазвитие учащихся и отдающей приоритет самостоятельной работе учащихся по получению знаний, и традиционным подходом к процессу обучения, который не позволяет выполнить данные требования.
Наличие указанного противоречия определяет актуальность проблемы исследования, заключающейся в поиске ответа на вопрос: «Какой должна быть методика обучения механике в основной школе, которая отвечала бы требованиям Федерального компонента государственного стандарта общего образования к уровню подготовки учащихся и позволила бы достигнуть со-
ответствия этим требованиям?».
Объектом исследования является процесс обучения физике в основной школе.
Первичный анализ проблемы позволил предположить, что разрешению названного выше противоречия будет способствовать модульное обучение, так как оно предполагает активное и в значительной степени самостоятельное овладение учащимися знаниями и умениями, а потому обеспечит необходимый уровень знаний по предмету.
Это может быть достигнуто научным изложением основ физики с применением необходимых средств обучения, активных методов обучения и таких форм организации учебной деятельности учащихся, которые предполагают сочетание их групповой или коллективной работы с индивидуальной самостоятельной поисковой деятельностью с учетом индивидуальных особенностей учащихся.
Проблеме модульных технологий обучения посвящено множество исследований: Р.С. Бекировой, Н.В.Бородиной, П.Ф. Кобрушко, О.Н. Королевой, Н.Б. Лаврентьевой, Д.Е. Назарова, СВ. Рудницкой, Т.П. Царегородце-вой, М.А, Чошанова, В.В. Шогана, П.Ю. Юцявичене и др [14, 21, 69; 65, 75, 105, 141, 179,185, 194, 201]. Вместе с тем, в известных нам работах никто из авторов не рассматривал применение модульной технологии при обучении классической механике в основной школе.
Поэтому предметом исследования является методика обучения механике учащихся основной школы на основе модульной технологии.
Дель исследования состоит в обосновании и разработке методики изучения механики в 7 и 9 классах основной школы, обеспечивающей формирование необходимого уровня знаний и умений учащихся, обозначенных в Федеральном компоненте государственного стандарта общего образования.
Гипотеза исследования; если обучение механике в основной школе будет осуществляться с использованием модульной технологии обучения, то
это обеспечит более эффективное усвоение учащимися знаний и умений по механике, повысит их познавательную активность в обучении.
Под эффективностью мы понимаем повышение уровня знаний и умений учащихся и их познавательной активности.
Исходя из сформулированной цели исследования, были определены следующие задачи:
Проанализировать современное состояние проблемы обучения механике в основной школе.
Обосновать возможность и целесообразность использованияj модульной технологии при изучении механики в основной школе.
3: На основе технологического подхода определить цели изучения механики в основной онколе.
Обосновать выбор методов, форм и средств реализации модульной технологии обучениям основной школе.
Определить комплекс требование к структуре модулей для курса физики 7 и 9 классов (на примере раздела «Механика»).
Разработать модули по механике для основной школы.
Разработать методику организации взаимодействия учителями учащихся при изучении механики в основной'школе на основе модульной технологии обучения.
Экспериментально проверить справедливость гипотезы исследования. Теоретическую основу исследования составили: идеи личностно-
ориентированного обучения, единства* и целостности- образования' (Е.В.Бондаревская, В.В.Краевский, В.С.Леднев, В.М.Полонский, В.В.Сериков, И.СЯкиманская и др.); исследования в области теории и методики обучения физике в общеобразовательной школе (Н.Е.Важеевская, В.И.Земцова, СЕ.Каменецкий, Н.С.Пурышева, А.В.Усова, Л.Ф.Фридман, Л.С.Хижнякова, Н.В.Шаронова, и др.); исследования, посвященные разработке и внедрению модульной технологии обучения (Р.С.Бекирова, Л.И.Васильев, Н.Е.Качура, О.Н.Королева, Н.Б.Лаврентьева, С.В.Рудницкая,
И.Б.Сеновский, П.И.Третьяков, Т.И.Царегородцева, М.А.Чошанов, В.В.Шоган, П.Юцявичене и др.).
Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования; теоретические - анализ педагогической и методической литературы по проблеме исследования: программ, учебников и учебных пособий по физике основной школы; изучение и обобщения опыта использования модульной технологии обучения; моделирование методики модульного обучения классической механике учащихся основной школы; экспериментальные, такие как наблюдение, беседы с учителями и учащимися, анкетирование, тестирование; педагогический эксперимент, статистические методы обработки результатов эксперимента.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
обоснована возможность и доказана эффективность использования модульной технологии при обучении механике в основной школе;
уточнены и сформулированы через планируемые результаты обучения-операциональные цели изучения механики в основной школе, выраженные в действиях учащихся^ (технологический подход);
в соответствии с возрастными и учебно-познавательными особенностями учащихся основной школы определены теоретические основания реализации модульной технологии обучения механике в основной школе, в частности, обоснованы методы, формы и средства реализации мо-дульноштехнологии в основной школе; определен комплекс требований к структуре модулей (на примере раздела «Механика») для курса физики основной школы
на I ступени обучения модульная технология реализуется только в виде микро-модулей и модулей уроков (1-2 часа);
на II ступени - обучение строится на основе модульных программ, включающих модули, рассчитанные на 2 и более академических часа;
3) структура модулей и микро-модулей имеет общие основные (конспект-схема, входной контроль знаний, творческие задания, решение задач, «рефлексия», проверочные задания для контроля и коррекции усвоения знаний) и дополнительные (интегрирующая дидактическая цель модуля, «Резюме» (не всегда используется в микро-модулях), выходной контроль знаний) учебные элементы;
разработаны модули и микромодули по механике для 7 и 9 классов;
разработана методика организации взаимодействия учителя и учащихся при изучении механики в основной школе на основе модульной технологии обучения.
Теоретическая значимость исследования заключается в развитии теоретических основ модульной технологии применительно к изучению физики в основной школе и ее адаптации к содержанию учебного материала в соответствии с возрастными особенностями учащихся; в обосновании выбора
методов, форм и средств реализации модульной, технологии обучения в ос-
( новной школе; в определении комплекса требований к структуре модулей по
изучению механики в,7 и 9 классах.
Практическая значимость исследования состоит в том, что разработана методика изучения механики в> основной школе на основе технологии модульного- обучения, включающая модули и микромодули для 7 и 9 классов, рекомендации по изучению механики в основной школе на основе модульной, технологии* обучения, а также описание взаимодействия, учителя-№ учащихся при организации модульного изучения-механики в основной школе. Применение разработанных материалов способствует повышению уровня знаний учащихся, их познавательной активности при изучении механики в основной школе.
На защиту выносятся:
1. Обоснование возможности и целесообразности использования модуль-
ной технологии при изучении механики в основной школе.
2. Уточненные цели изучения механики в основной школе, сформулиро-
ванные операционально, т.е. через результаты обучения (выраженные в действиях учащихся).
3. Теоретические основы модульной технологии изучения механики в ос-
новной школе, определенные в соответствии с возрастными и учебно-познавательными особенностями учащихся основной школы, а именно
обоснование выбора методов, форм и средств реализации модульного обучения применительно к изучению физики в основной школе;
комплекс требований к структуре модулей для курса физики 7 и 9 классов (на примере раздела «Механика»);
- на I ступени обучения модульная технология реализуется только в виде микро-модулей и модулей уроков (1-2 часа);
на II ступени - обучение строится на основе модульных программ, включающих модули, рассчитанные на 2 и более академических часа;
структура модулей и микро-модулей имеет общие основные (кон-спект-схема, входной контроль знаний, творческие задания, решение задач, «рефлексия», проверочные задания для контроля и коррекции усвоения знаний) и дополнительные (интегрирующая дидактическая цель модуля, «Резюме» (не всегда используется в микро-модулях), выходной контроль знаний) учебные элементы;
4. Методика изучения механики в основной школе, построенная на основе
модульной технологии:
модули и микромодули по механике для 7 и 9 классов;
методика организации взаимодействия учителя и учащихся при изучении механики в основной школе на основе модульной технологии обучения.
Апробация результатов исследования осуществлялась в процессе экспериментальной работы МОУ СШ № 7 п. Кирова и МОУ ОШ № 26 п. Роте-Фане Новокубанского района и МОУ СШ № 3 г. Новокубанска Краснодарского края (2001 — 2006 учебные годы). Результаты исследований докла-
дывались: на краевой научно-практической конференции «Актуальные проблемы образования и пути их решения в совместной деятельности АГПУ и образовательных учреждений» г. Армавир, АГПУ, 2004 г.; на научно-методической конференции «Новые информационные технологии в преподавании физики. Школа и вуз» в Mill У (март 2005г.); на региональной научно-практической конференции «Проблемы физического образования: школа и вуз», Армавир АГПУ, октябрь 2005г.; на II региональной научно-практической конференции «Проблемы современного физического образования: школа и вуз» (г. Армавир, 2007 г.); на научно-методических, аспирантских семинарах и заседаниях кафедры теории и методики обучения физике Ml 11 У, 2004-2007гг.; на научно-методических семинарах кафедры теории и методики обучения физике АГПУ, 2002-2006 г.
Основные идеи и результаты проведенного исследования отражены в следующих публикациях:
Шермадина, Н.А. Модульная технология при изучении классической^ механики /Н. А. Шермадина //Физика в школе. - 200& - № 1; - С 17-20. (0,21 п.л.)
Шермадина, Н.А. Методы модульного обучения физике в основной школе /Н.А.Шермадина //Материалы V международной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». - Москва, 2006. - С. 140-143. (0,21 п.л.)
Шермадина, Н.А. Модульное обучение как один из путей решения проблемы активизации самостоятельной познавательной деятельности учащихся по физике в основной школе. /Н.А.Шермадина //Новые технологии в преподавании физики. Школа ВУЗ (НТПФ-IV). Сборник научных трудов Международной конференции. - Москва, 2005. - С. 67-69. (0,14 п.л.)
Шермадина, Н.А. Модульный урок по физике в 7 классе /НА.Шермадина //Проблемы современного физического образования: школа и вуз: Научные труды региональной научно-практической конференции. — Армавир: РИЦ АГПУ, 2005. - С. 55-56. (0,14 п.л.)
Шермадина, Н.А. Комплекс требований к структуре модулей для курса физики 7 и 9 классов (на примере раздела « механика») /Н.А.Шермадина //Проблемы современного физического образования: школа и вуз: Научные труды П региональной научно-практической конференции. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2007.-С. 58-61. (0,36 п.л.)
Шермадина, Н.А. Цели обучения классической механике в 7 классе /Н.А.Шермадина //Актуальные проблемы образования и пути их решения в совместной деятельности АГПУ и образовательных учреждений Материалы краевой научно-практической конференции. Выпуск 3. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2004.-С. 183-184. (0,14 п.л.)
Шермадина, Н.А. Изучение вопросов механики в основной школе на основе модульной технологии обучения /Н.А.Шермадина //Вестник учебно-методического совета армавирского государственного педагогического университета. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2007.-С. 55-60. (0,36 п.л.)
Шермадина, Н.А. Урок на тему «Сложение сил, действующих на* тело», построенный по модульной технологии (7 класс) /Н.А.Шермадина //Открытый урок физики. Учебно-методическое пособие. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2007. - С. 14-20 (0,43 п.л.)
Шермадина, Н.А. Изучение закона сохранения импульса в основной школе на основе модульной технологии обучения /Н. А.Шермадина - Москва, ИТИП РАО, № 80-06. - деп. - 14 с. (1 п.л.)
10.Шермадина Н.А. Формирование умственных действий в курсе физики,(на примере изучения темы «Основы динамики») /Н.А.Шермадина //Проблемы современного физического образования: вуз и школа. Сборник научных трудов. - Армавир: РИЦ АГПИ, 2000. - С. 90-93. (0,21 п.л.)
11.Шермадина, Н.А. Изучение классической механики в 7 классе на основе модульной технологии обучения /Н. А.Шермадина //Материалы научно-практической конференции. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2006. - С. 135-137. (0,18 п.л.)
12. Шермадина, Н.А. Использование технологического подхода при обучении
физике в основной школе /Н.А.Шермадина //Молодые ученые. Сборник статей.- Армавир: РИЦАГПУ, 2005. - С. 165-167. (0,14 п.л.) 13.Шермадина, Н.А. Подготовка учащихся основной школы к выбору профиля обучения в процессе изучения физики/Н.А. Шермадина //Современное физическое образование в школе и вузе: проблемы организации профильного обучения. Сборник научно-методических статей. — Уфа: РИО БашГУ, -2004. -С.90-91. (0,07 п.л.) 14. Шермадина, Н.А. Цели обучения физике в основной; школе /НіА.Шермадина //Развитие непрерывного педагогического образования в новых социально-экономических условиях на Кубани. Сборник тезисов:-Армавир: РЩАГПИ, 2001.-С. 281. (0^07 п.л.)5
Краткое содержание работы ВЯ главе «Состояние преподавания механики в основной школе» был проведен анализ научной литературы идиссертационных работ по проблематике исследования, позволяющий' констатировать, что процессуальный ас-, пект обучения* механике в основной школе разработан слабо, тем более — с учетом существенной1 модернизации ее содержания; - проведенные исследования, не дают ответа на вопрос, как обеспечить более эффективное усвоение знаний и умений по механике в основной школе: (в соответствии с требованиями Федерального компонента государственного стандарта общего образования). Установлено, что предлагаемые методики не ориентированы на развитие; у учащихся навыков самостоятельной: работы, мало внимания уделено личностно-ориентированным технологиям; (кроме работы^ А.ПІ Усоль-цева). Таким образом, к настоящему времени проблема исследованияше решена.
В результате констатирующего эксперимента было выявлено; что:
преподавание механики в основной школе в настоящее время сопряжено с трудностями, которые связаны с невысоким интересом к ее изучению;
общеучебные умения школьников (анализ, синтез, обобщение) необходимо целенаправленно развивать, повышая степень самостоятельности уча-
щихся;
в процессе обучения слабо учитываются, особенности учебно-познавательной деятельности учащихся основной школы — стремление к самостоятельности, групповой форме деятельности, творчеству;
необходимо использование активных методов обучения, позволяющих повысить интерес к изучению механики;
необходимо применение индивидуального подхода в обучении, это позволит повысить уровень знаний учащихся основной школы при изучении механики.
Анализ исследований, изучение сложившейся практики обучения и результаты констатирующего эксперимента позволили сделать вывод о необходимости совершенствования методики изучения механики в основной школе и возможности ее разработки на основе модульной технологии обучения.
Во II главе определено место изучения механики,в курсе физики основной школы, проанализированы возрастные особенности и познавательные интересы учащихся основной школы, представлены теоретические основы модульной технологии обучения: рассмотрено понятие педагогической технологии, сущность модульной технологии и современный опыт ее использования, проанализированы и отобраны методы, формы и средства модульной технологии применительно к изучению физики в основной школе.
Для-реализации технологического подхода мы определили диагностируемые цели изучения механики' в основной школе, т.е. через конечные результаты - операциональные, которые представляются как описание преду- ' смотренных программой обучения свойств учащихся, выраженных через уровень овладения ими определенными действиями и уровни усвоения знаний на каждом этапе изучения механики в основной школе.
В III главе диссертации определена структура модульной программы, разработаны модули изучения механики в основной школе (7 и 9 классы), определены их структурные отличия, конкретизированы отдельные учебные
элементы, разработана модель методики взаимодействия учителя и учащихся при изучении механики в основной школе на основе модульной технологии обучения.
Кроме того, здесь описываются результаты педагогического эксперимента, который осуществлялся в МОУ СШ № 7 п. Кирова и МОУ ОШ № 26 п. Роте-Фане Новокубанского района и МОУ СШ № 3 г. Новокубанска Краснодарского края (2001—2006 учебные годы). Результаты внедрения методики изучения механики в основной школе на основе модульной технологии обучения свидетельствуют о ее эффективности.
В Приложениях помещены тексты анкет для учителей и учащихся, проверочный тест для учащихся, контрольная работа, содержание модуля для 7 класса «Сложение сил, действующих на тело», таблицы результатов контрольно-оценочного этапа педагогического эксперимента.
Исследования, посвященные преподаванию механики в основной школе
Проблеме преподавания механики в основной школе посвящено большое число исследований, которые можно разделить на 4 группы:
1. Исследования, посвященные разработке структуры и содержания механики для основной школы.
2. Исследования, посвященные методике преподавания механики основной школе.
3. Исследования, посвященные проблеме меж предметных связей физики и математики.
4. Исследования, посвященные общим методическим проблемам пре
подавания физики в основной школе.
Так как долгое время механика изучалась 7 классе (элементы) и в 9 классе, который относился ко второй ступени обучения, то мы- считаем- целесообразным проанализировать и те работы, которые посвящены ее изучению в средней школе. Для упрощения .восприятия анализ.исследований представлен в таблице № 1. В рассмотренных исследованиях определены проблемы преподавания механики, общие цели изучения курса физики и механики в 7 классе, учебное оборудование-для проведения учебного эксперимента по механике- и методика егск использования; разработаны., несколько вариантов структуры и содержания механики, методические рекомендации, по ее преподаванию; обоснована взаимосвязь эксперимента и моделирования при изучении механики в курсе физики основной школы, разработан и внедрен учебно-методический комплекс по физике для основной школы, включающий программу, учебники и методические рекомендации для учителя, выявлены требования к организации познавательной деятельности учащихся.
Следует отметить, что процессуальная часть обучения механике в основной школе разработана слабо, тем более — с учетом существенной- модернизации ее содержания. Мало уделено внимания-личностно-ориентируемым технологиям (кроме работы А.П. Усольцева). Предлагаемые методики не ориентируют на развитие навыков самостоятельной работы. Большинство исследований проведено до введения нового образовательного стандарта.
Таким образом, анализ выполненных ранее научных исследований показывает, что к настоящему времени исследования, посвященные преподаванию механики в основной школе с использованием новых технологий обучения, в частности, модульной технологии, отсутствуют. Это позволяет считать актуальной проблему разработки методики преподавания механики в основной школе на основе модульной технологии обучения.
Место механики в курсе физики основной школы
Определение места изучения механики в основной школе обусловлено познавательными возможностями учащихся и их подготовкой по математике.
Изучать основные понятия и законы механики нецелесообразно, пока не изучен определенный математический аппарат, поскольку «математический язык удивительно хорошо приспособлен для формулировки и толкования физических законов, он помогает устранить дублирование, сделать знания, усвоенные при изучении других разделов физики и других предметов, инструментом познания; углубить, расширить и обобщить, а в итоге - сформировать у учащихся представления о физической картине мира» [180, с. 15 ].
Изложение механики в современном курсе физики строится на век торной основе. В основе механики лежит ряд векторных понятий (перемещение, скорость, ускорение, сила, импульс и др.), в формулы основных законов механики входят векторные величины. Векторная запись законов движения является наиболее общей и справедлива для любого вида движения; поэтому изучение механики на векторной основе с использованием записи уравнений движений и законов механики в векторной форме отвечает задаче развития научно-теоретического мышления учащихся, позволяет обучить единому методу решения частных задач механики на основе применения общих принципов [106, с. 17]. Векторное описание движения облегчает понимание основных закономерностей механики, упрощает решение физических задач с применением координатного метода.
Нельзя считать, что к настоящему времени решены все проблемы применения математического аппарата в преподавании механики. Для успешного применения математического аппарата к описанию физических закономерностей надо сначала овладеть им. Должны быть изучены: понятие линейной функции, график функции; основные тригонометрические функции (sin, cos, tg); понятия вектора и его проекции на координатную ось; прямоугольная система координат на плоскости.
Использование и применение этих знаний на уроках физики — необходимое условие успешности обучения и математике, и механике.
Следует выявить, в какой степени учащиеся владеют математическими знаниями на момент изучения механики в основной школе. Для этого необходимо проанализировать программы по математике (таблица № 6) [128] и сопоставить эти знания с теми, которые необходимы для изучения механики в основной школе.
Анализ программ показывает, что математический аппарат, необходимый для введения в курсефизики основных понятий и законов механики , в курсе математики изучается не всегда до формирования физических знаний и не во всех программах по математике одновременно. Так, в необходимой временной последовательности изучаются: прямоугольная система координат в 6 классе; линейная функция и ее график в 7 классе; векторы, в 8 или 9 классах; квадратичная функция в 8 или 9 классах; тригонометрические функг циив 9 классе.
Это позволяет сделать вывод, что учащиеся в курсе математики- не получают всех необходимых знаний для изучения механики на векторной основе в 7 классе. В частности, отсутствуют знания о понятии вектора, необходимые для изучения в 7 классе таких понятий механики как скорость, сила. Поэтому некоторые понятия математики, необходимые для изучения- механики, вводятся первоначально на уроках физики; Пути преодоления этих трудностей в совершенствовании методики, в усилении межпредметных связей с математикой, а не в переносе раздела механики на более позднюю «стадию изучения (8; 9 класс).
Проведенный анализ (п. 1.2) позволяет сделать вывод, что содержание механики во всех программах для основной школы соответствует Федеральному компоненту стандарта основного общего образования, однако математическая подготовка учащихся такова, что изучить все понятия и законы механики на уровне требований стандарта только в 7 или в 8 классе невозможно. С другой стороны, следует учитывать, что механика является наиболее простой формой движения физических объектов и ее основные понятия и законы используются при изложении остальных разделов курса (например, введение некоторых понятий механики необходимо для объяснения молекулярного движения). Механика дает возможность подготовить учащихся к пониманию широкого круга явлений природы и сформировать умение решать практически важные физические задачи. Поэтому изучать механику только в 9 классе и даже только в 8 классе нецелесообразно. Таким образом, мы считаем, что во-первых, изучение физики в основной школе необходимо начинать именно с механики, во-вторых, изучать механику в основной школе целесообразно в 2 этапа (начинать в 7 классе - в основном эмпирический уровне и продолжить 9 классе — теоретический уровень) по мере овладения математическим аппаратом.
Подготовка и организация изучения механики в основной школе на основе модульной технологии обучения
Одним из основных компонентов модульной технологии является модульная программа, которая составляется учителем и, представляет собой программу деятельности; учащегося1 по изучению; определенной темы в виде блоков-модулей. Структура- модульной программы представлена на схеме; 6. п — это; блоки-модули, УЭ -0 ;... УЭ п- учебныегэлементы модуля). Модульные программы и-модули должны, быть-построены в соответствии с принципами указанными в п.2.3. Всей модульной программой реализуется комплексная дидактическая. цель, которая объединяет интегрирующие дидактические.цели, реализуемые конкретным модулем.
Вторым компонентом модульной технологии является модульный урок как элемент модульной программы (это не: означает, что все уроки при работе помодульной программе должны быть модульными; обычно в качестве таковых выступают уроки обобщения и систематизации знаний, уроки, основанные на ранее изученном материале, на изучении явлений, связанных с жизнью).
Приступая к разработке модульного урока, необходимо помнить, что он должен продолжаться не менее двух академических часов. Урок целесообразно начинать с мотивации изучения материала. Один из путей обеспечения познавательной мотивации — введение проблемной ситуации, вызывающей желание найти ее решение. Это - эффективный путь побудить человека к учению, особенно если познавательная мотивация (сильнейшим мотивом является познавательный интерес) правильно соотнесена с социальной (мотивы основанные на чувстве долга и ответственности) [160].
Внутри каждого модульного урока материал структурируется в виде системы учебных элементов, которые взаимозаменяемы и подвижны. А.А.Машиньян определяет учебный элемент как автономный учебный материал, предназначенный для освоения некоторой «элементарной единицы знаний и умений», используемый для самообучения или обучения под руководством учителя [90]. Примерами учебных элементов могут быть: входной контроль знаний по усвоению нового материала, перевод величин, творческие задания, решение задач и т.д.
При составлении плана модульного урока, учитель может придерживаться следующей последовательности:
1. Формулировка темы урока.
2. Определение и формулировка цели урока через конечные результаты обучения.
3. Мотивация изучения материала.
4. Разбиение учебного материала на отдельные логически завершенные учебные элементы и определение цели изучения каждого из них.
5. Подбор необходимого дополнительного материала по физике.
6. Определение способов учебной деятельности учащихся.
7. Выбор форм и средств обучения и контроля.
8. Составление информационной карты модуля.
9. Составление модуля данного урока.
Каждый учебный элемент модульного урока способствует достижению интегрирующей цели урока. Учебных элементов (основных) не должно быть много (обычно не больше семи).
Структура учебного элемента позволяет учащимся работать в индивидуальном темпе, возвращаться к отдельным вопросам, которые усвоены хуже. Вариативность и гибкость модульной технологии обеспечивается1 наличием резервных учебных элементов, которые могут быть предложены успешно занимающимся школьникам. Резервные учебные элементы будут способствовать развитию и углублению знаний учащихся, обеспечению их прочности и осознанности. В то же время те учащиеся, которые не усвоили эти учебные элементы, не особенно пострадают, поскольку они касаются вопросов «за пределами» требований Стандарта.
Похожие диссертации на Изучение механики в основной школе на основе модульной технологии обучения
