Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Теоретико-методологические основы создания когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы 25
1.1 Анализ новых подходов к развитию образовательного процесса в современных условиях 25
1.2 Влияние системы обучения учащихся основной школы на развитие потенциалов личности 31
1.2.1 Содержательные аспекты процесса научения 31
1.2.2 Обоснование проблемы гармоничного развития потенциалов личности 40
1.2.3. Развитие мышления учащихся в процессе обучения физике как условие развития потенциалов личности 49
1.3. Основные подходы к определению понятия «методическая система» 59
1.4 Анализ методических систем обучения, наиболее востребованных на современном этапе развития общества 67
1.5 Система развивающего личностно-ориентированного обучения как основа проектирования когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике 77
Выводы по первой главе 84
ГЛАВА 2. Модель и реализация когнитивно — ориентированной системы обучения физике учащихся основной школы 86
2.1 Структурно-функциональная модель когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся. Основной школы 86
2.2 Практическая реализация, структурно-функциональной модели когнитивно-ориентированной методической системы обучения- физике. учащихся основной школы 92
2.2.1 Структура и содержание целевого компонента когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы 92
2.2.2 Структура содержательного компонента когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы 95
2.2.3 Структура и содержание технологического компонента когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы 99
2.2.4 Структура и содержание контрольно-диагностического компонента когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы 158
Выводы по второй главе 177
ГЛАВА 3 Экспериментальные исследования и оценка результатов функционирования когнитивно - ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы 180
3.1 Общая характеристика педагогического эксперимента 180
3.2 Результаты констатирующего этапа педагогического эксперимента 183
3.3. Результаты поискового этапа педагогического эксперимента 187
3.4 Результаты формирующего этапа педагогического эксперимента 193
3.5. Проверка достоверности гипотезы исследования с помощью методов математической статистики 200
Выводы по третьей главе 207
Заключение 208
Литература
- Развитие мышления учащихся в процессе обучения физике как условие развития потенциалов личности
- Система развивающего личностно-ориентированного обучения как основа проектирования когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике
- Структура содержательного компонента когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы
- Проверка достоверности гипотезы исследования с помощью методов математической статистики
Введение к работе
Актуальность исследования. Современные темпы развития науки и техники, создание новых наукоёмких технологий привели к тому, что знания устаревают все убыстряющимися темпами. Обществу необходима свободная личность, способная самостоятельно и нестандартно решать возникающие проблемы, нести ответственность за принимаемые решения, отстаивать свои жизненные позиции, готовая к самообразованию, самореализации и творчеству, следовательно, необходима ориентация учебного процесса на всестороннее развитие личности учащегося. Огромные возможности для реализации идеи развития личности предоставляет учебный предмет «физика», так как его изучение способствует формированию диалектического мышления, научного мировоззрения, развитию познавательного интереса, творческих способностей учащихся, умений самостоятельного приобретения знаний для объяснения явлений природы и решения практических задач, осознанию важности новейших достижениях науки и технологий и разумного их использования.
Изменение системы аттестации за курс основной и средней (полной) школы - введение ЕГЭ и ГИА как новых механизмов оценки качества обучения повлекло за собой изменение подходов к процессу обучения. Негативный аспект такого изменения заключается в достаточно жёстком управлении познавательной деятельностью учащегося, сужении поля инициативного действия, что является следствием абсолютизации «подготовки к аттестации» в ущерб собственно «обучению физике». Существует опасность, состоящая в том, что учитель, стремясь подготовить учащихся к успешному прохождению аттестации, все свои усилия направит только на формирование знаний и умений учащихся, а развитие учащегося окажется заторможенным.
Следовательно, применительно к основной школе актуальной является разработка системы обучения физике, направленной на построение субъект-субъектных отношений между всеми участниками учебного процесса, развитие познавательной активности и самостоятельности учащихся, их стремления к творчеству, которая при полном выполнении требований стандарта основного общего образования по физике обеспечит всестороннее развитие личности учащегося.
Проведённый нами анализ достоинств и недостатков методических систем обучения, традиционно используемых при обучении физике в основной школе, и результатов констатирующего этапа педагогического эксперимента позволил выявить ряд противоречий:
между традиционными подходами к обучению в основной школе, сосредоточенными на овладении учащимися способами деятельности по известным алгоритмам, и необходимостью освоения способов самостоятельного решения практически значимых задач, осуществления ответственного выбора, воспитания готовности к самореализации и творчеству, что является залогом успешной адаптации выпускников во взрослой жизни;
между необходимостью реализации принципов развивающего обучения при обучении физике в основной школе и новой системой контроля
и оценки учебных достижений учащихся, выявляющей в основном знания и умения по физике.
В связи с этим возникает проблема; какой должна быть система обучения физике учащихся основной школы, чтобы она обеспечивала одновременно развитие личности и повышение качества обучения физике?
Рассмотрение вопроса развития личности учащегося в процессе обучения позволяет сделать к вывод о том, что в развитии в единстве когнитивного, творческого, коммуникативного, нравственного и эстетического потенциалов личности ведущая роль принадлежит когнитивному потенциалу. В связи с этим появилась идея создания методической системы обучения физике в основной школе, направленной на развитие когнитивной сферы личности, формирование у учащихся мотивов к изучению предмета, рефлексии с ориентацией на решение практических, жизненных задач, предоставляющей возможность осознанного выбора и проявления личной ответственности. Данная методическая система получила название когнитивно-ориентированной.
Объектом исследования является процесс обучения физике в основной школе.
Предметом исследования является когнитивно-ориентированная методическая система обучения физике учащихся основной школы.
Цель исследования: теоретически обосновать и разработать когнитивно-ориентированную методическую систему обучения физике учащихся основной школы, направленную на развитие когнитивной сферы личности и формирование у учащихся ценностно-мотивационного отношения к обучению.
Гипотеза исследования представляет собой предположение о том, что если система обучения физике в основной школе будет ориентирована на развитие когнитивной сферы личности путем формирования у учащихся мотивов к изучению предмета, рефлексии с ориентацией на решение практических, жизненных задач, предоставления возможности осознанного выбора и проявления личной ответственности, то это повысит качество обучения физике и обеспечит развитие в единстве когнитивного, творческого, коммуникативного, нравственного и эстетического потенциалов личности учащегося.
В соответствии с целью, предметом и гипотезой исследования сформулированы задачи исследования:
изучить состояние проблемы обеспечения качества обучения физике в связи с переходом к личностно-ориентированному и практико-ориентированному обучению в педагогической теории, в практике работы учителей физики и определить теоретические подходы к созданию методической системы обучения физике в основной школе;
разработать модель когнитивно-ориентированной методической системы обучения (КОМСО) физике учащихся основной школы, которая, развивая когнитивный, творческий, коммуникативный, нравственный и эстетический потенциалы личности, при приоритетном развитии когнитивного потенциала обеспечивает повышение качества обучения физике;
разработать методику практической реализации модели КОМСО, наполнив содержанием компоненты модели;
разработать комплекс дидактических средств и условий, обеспечивающих реализацию КОМСО;
разработать методические рекомендации для учителей по организации системы уроков, использованию дидактических материалов и комплексному подходу к оцениванию учебных достижений учащихся по физике;
провести педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования.
Методологическую основу и теоретическую базу исследования составили идеи развивающего обучения (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, В.В. Репкин Д.Б. Эльконин др.); основы системного подхода (Л. Берталанфи, В.Н.Садовский, А.И.Уёмов, Р. Эшби и др.); теории социального научения (Л.Б Ительсон, Р.С. Немов, Э. Торндайк, Р. С. Хирш); когнитивные теории личности (Дж. Келли, У. Найссер, Ж. Пиаже); труды, посвященные исследованию мышления (М.В. Гамезо, Дж. Гилфорд, А.Н. Леонтьев, А.Г. Маклаков, Ж. Пиаже, С.Л. Рубинштейн и др.); работы, посвященные вопросам развития потенциалов личности (В.Ж. Келле, Д.А. Леонтьев, В.Н.Марков, К.В Петров, Л.Д. Столяренко); деятельностный подход к обучению (Д.Я. Гальперин, А. Н. Леонтьев, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Эльконин, и др.); теория личностно-ориентированного обучения (В.В. Сериков, И.С. Якиманская); труды, посвященные проектированию методических систем обучения (Н.В. Кузьмина, И.Я. Лернер, Р.И. Малафеев, М.И. Махмутов, А.М Новиков, В. Оконь, А.В. Усова, П. Юцявичене и др.); ценностный подход к конструированию учебной и контролируемой информации (З.Д. Жуковская); дидактические и методические работы в области теории и методики обучения физике в общеобразовательной школе (Н.Е. Важеевская О.Ф. Кабардин, СЕ. Каменецкий, В.А. Орлов, А.В. Пёрышкин, Н.С. Пурыше-ва, В.Г. Разумовский, Г.Н. Степанова, А.В.Усова, Л.С. Хижнякова, Н.В. Шаронова, и др.).
Для решения поставленных в исследовании задач нами использовались следующие методы исследования и виды деятельности: теоретический анализ проблемы на основе изучения литературных источников, учебно-нормативных документов и научно-методических исследований; моделирование педагогического процесса; праксиметрический метод (анализ продуктов учебной деятельности); многолетний педагогический эксперимент с соответствующими измерениями, качественным и количественным анализом его результатов с помощью методов математической статистики.
В исследовании можно выделить три взаимосвязанных этапа.
На первом этапе (2001-2004 г.) проводился констатирующий эксперимент, изучались, анализировались и обобщались научные исследования по вопросам развития личности, изучался опыт работы учителей, выявлялись противоречия современного образования, обосновывающие актуальность исследования, что позволило определить проблему исследования и сформулировать гипотезу, цель и задачи исследования.
На втором этапе (2004-2006 г.) была создана модель когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы и был проведён поисковый эксперимент, в рамках которого разрабаты-
валась и корректировалась методика реализации этой модели. На этом этапе было разработано учебно-методическое обеспечение КОМСО.
На третьем этапе (2006-2011 г.) был проведён формирующий эксперимент, КОМСО была внедрена в практику преподавания физики в общеобразовательных учреждениях. Результаты исследования были проанализированы и обобщены. Гипотеза исследования была подтверждена с применением методов математической статистики.
Научная новизна исследования
і. Обоснована целесообразность внедрения когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы, которая позволяет, развивая когнитивный, творческий, коммуникативный, нравственный, эстетический потенциалы личности, повысить качество обучения физике и обеспечить полное выполнение требований стандарта основного общего образования по физике.
-
Разработана модель когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся'основной школы, включающая традиционные компоненты - целевой, содержательный, технологический и контрольно-диагностический в их взаимосвязи. При этом каждый компонент включает элементы, придающие новое качество всей системе за счет одновременного выполнения требований системы государственной итоговой аттестации и успешного решения задачи развития личности через развитие её потенциалов.
-
Разработана методика реализации модели когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы, в рамках которой предлагается:
а) в целевом компоненте тактические цели, представленные в школь
ных учебных программах по физике и отражающие специфику учебного пред
мета, дополнить оперативными целями развития всех потенциалов личности;
б) в содержательный компонент включить контрольно-измерительные
материалы по физике (КИМ), содержание КИМов и планирование работы учи
теля как некоторые ориентиры для подготовки к итоговой аттестации сделать
доступными для учащихся, используя «Открытые тематические требования» и
«Индивидуальную карту достижений учащегося» в качестве средств обеспече
ния обратной связи в процессе обучения;
в) в технологический компонент ввести, наряду с традиционными ви
дами и формами уроков, 1) систему уроков творческого поиска, включающую
уроки одной задачи, на которых происходит обучение через самостоятельное
исследование, позволяющее учащимся конструировать модель своей деятельно
сти в рамках предложенной заданной ситуации, выбирая рациональные пути,
обобщая факты, устанавливая закономерности, анализируя результаты и интер
претируя их в виде таблиц или графиков, пропедевтические занятия для уча
щихся младших классов, направленные на формирование мотивации к изучению
физики и стимулирующие познавательный интерес, самостоятельность и творче
ство, а также исследовательские лабораторные работы, выполняющие одно
временно функции развития творчества и контроля развития потенциалов лично
сти; 2) диагностико-коррекционные уроки, основными функциями которых яв-
ляются обеспечение своевременной коррекции учебной деятельности каждого ученика и формирование у него критериев оценочной деятельности;
г) использовать комплекс средств обучения физике, позволяющий соз
давать условия для развития личности и выполнения требований государствен
ного образовательного стандарта основного общего образования по физике, а
именно систему обобщающих таблиц по физике и соответствующую ей систему
качественных задач, а также системы разноуровневых графических заданий, за
даний по физике на базе наглядно-иллюстративного материала и творческих за
даний;
д) в контрольно-диагностическом компоненте осуществить комплекс
ный подход к оцениванию достижений учащихся на основе применения «Инди
видуальных карт достижений учащихся» и системы рейтинг-контроля как одно
го из важнейших мотивирующих факторов обучения физике, а также исследова
тельских лабораторных работ, структура которых позволяет учащимся само
стоятельно планировать ход работы, выбирать средства измерения, делать вы
воды и оценивать свою деятельность, что ведет к осознанности приобретенного
опыта и формированию рефлексии, а учителю прослеживать динамику разви
тия каждого ученика.
Теоретическая значимость исследования определяется вкладом в теорию и методику обучения физике за счет обоснования целесообразности создания новой методической системы обучения физике учащихся основной школы, реализующей личностно-ориентированный подход в обучении и позволяющей при полном выполнении требований государственного образовательного стандарта обеспечить развитие учащегося вне зависимости от его индивидуальных особенностей. В основу предлагаемой системы обучения физике положена идея ведущей роли когнитивного потенциала личности при развитии в единстве когнитивного, творческого, коммуникативного, нравственного и эстетического потенциалов. Ориентация предлагаемой методической системы обучения физике на развитие когнитивной сферы личности путем формирования мотивов, рефлексии, осознанного выбора и личной ответственности учащихся, обусловило введение понятия «Когнитивно-ориентированная методическая система обучения (КОМСО)».
Практическая значимость исследования определяется созданием и внедрением в практику обучения физике учебно-методического обеспечения когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы, включающего:
- дидактические материалы по физике для основной школы (открытые тематические требования и индивидуальные карты достижений учащихся, систему обобщающих таблиц и соответствующую им систему качественных задач системы 1) заданий по физике на базе наглядно-иллюстративного материала 2) графических заданий по физике, 3) творческих домашних заданий по физике' 4) исследовательских лабораторных работ, 5) контрольных работ с выделением структурных элементов усвоения учебного материала, 6) тестовых заданий по физике);
методические рекомендации по организации системы уроков творческого поиска практической направленности (уроков одной задачи, пропедевтических занятий для учащихся младших классов, исследовательских лабораторных работ) и диагностико-коррекционных уроков;
методические рекомендации по формированию учебной мотивации и оцениванию учебных достижений учащихся посредством использования «Индивидуальной карты достижений учащегося» и системы рейтинг-контроля.
Применение созданных в ходе исследования учебно-методических материалов обеспечивает успешное усвоение учащимися знаний и умений по физике и способствует развитию потенциалов личности учащегося.
Апробация результатов исследования. Основные результаты диссертационной работы, её теоретические положения докладывались и обсуждались на межвузовской конференции в МПУ (г. Москва, 1998 г.), на VI,VII,VIII, IX, X Международных научно-методических конференциях «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» в МПГУ (г. Москва, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 гг.), на педагогических конференциях и педагогических чтениях учителей при ВОИПКРО, ВГПУ, ВГТУ (г. Воронеж, 1999-2010 гг.), при проведении мастер-классов и методических семинаров учителей физики г. Воронежа и Воронежской области (2004-2010 гг.); на заседаниях методического объединения учителей физики г. Воронежа, кафедры высшей математики и физико-математического моделирования ВГТУ (2007-2011 гг.), при проведении открытых уроков, в выступлениях на педагогических советах и заседании кафедры естественных наук МОУ СОШ №80 г. Воронежа (2004-2011)
Внедрение разработанной КОМСО осуществлялось в 2005-2010 гг. в общеобразовательных школах №№ 80, 52,62 г. Воронежа.
На защиту выносятся следующие положения:
1. В основной школе целесообразно применять когнитивно-
оирентированную методическую систему обучения физике, направленную на
развитие когнитивной сферы личности путем формирования у учащихся моти
вов к изучению предмета, рефлексии с ориентацией на решение практических,
жизненных задач, умений осуществлять осознанный выбор и нести личную от
ветственность при решении различных учебных задач, что обеспечивает разви
тие в единстве когнитивного, творческого, коммуникативного, нравственного и
эстетического потенциалов личности учащегося при полном выполнении тре
бований стандарта основного общего образования по физике и повышение ка
чества обучения физике.
-
В основу модели когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике следует положить идею развития личности через развитие её потенциалов, определяемых как слагаемые личности, при приоритетной роли когнитивного потенциала и включить в модель взаимосвязанные и взаимообусловленные целевой, содержательный, технологический и контрольно-диагностический компоненты, содержание которых определяется спецификой физики как учебного предмета и задачей развития потенциалов личности.
-
При обучении физике в основной школе в соответствии с когнитивно-ориентированной методической системой обучения необходимо:
а) оперативные цели (цели урока) определить как цели развития потен
циалов личности;
б) ввести «Открытые тематические требования», отображающие струк
туру и содержание процесса обучения и делающие доступными для учащихся
планирование работы учителем и содержание контрольно-измерительных ма
териалов Государственной итоговой аттестации;
в) наряду с традиционными формами организации процесса обучения
физике в основной школе предусмотреть уроки творческого поиска (уроки од
ной задачи, пропедевтические занятия для учащихся младших классов, иссле
довательские лабораторные работы), а также диагностико-коррекционные уро
ки;
г) предоставить возможность учащимся выбора уровня деятельности (от
репродуктивного до проектировочно-конструкторского) как на уроке, так и во
внеурочной деятельности, на основе применения разноуровневой системы за
даний по физике;
д) реализовать комплексный подход к оцениванию учебных достижений
учащихся по физике посредством применения «Индивидуальной карты дости
жений учащегося» и системы рейтинг-контроля, для чего использовать в каче
стве средств диагностики и контроля диагностико-коррекционные тесты, кон
трольные работы с выделением структурных элементов учебного материала,
разноуровневые тесты, исследовательские лабораторные работы.
Развитие мышления учащихся в процессе обучения физике как условие развития потенциалов личности
Для развития личности учащегося необходимо развитие его мышления. В рамках онтогенетического направления широкую известность получила теория развития интеллекта в детстве, предложенная Ж. Пиаже, который исходил из утверждения о том, что основные умственные операции имеют дея-тельностное происхождение. Поэтому теория развития мышления ребенка, предложенная Пиаже, получила название «операциональной». Операция-, по мнению Пиаже, представляет собой внутреннее действие, продукт преобразования («интериоризации») внешнего предметного действия, скоординированного с другими действиями в единую систему, основными свойствами которой является обратимость (для каждой операции существует симметричная и противоположная операция). Он исходит из того, что, развиваясь, мышление ребенка претерпевает ряд таких принципиальных изменений», от которых зависит то, как именно он будет мыслить, став взрослым, отмечая, при этом, что мышление взрослого качественно отличается- от мышления ребенка, и всегда движется в сторону большей логичности [155]. В эволюции детской мысли Ж. Пиаже определил несколько стадий, выделив четыре возрастных периода. Первоначально (до двух лет) детская мысль содержится в предметных действиях; затем (от двух до семи лет) они интериоризируютсяі (переходит из внешних во внутренние), становится предоперациями (действиями) ума; на третьей стадии (от 7 до 11 лет) возникают конкретные операции; на четвертой (от 11 до 15 лет) - формальные операции, когда мысль ребенка способна строить логически обоснованные гипотезы, из которых делаются дедуктивные умозаключения. Этот возраст совпадает с началом изучения физики - предмета, активно формирующего абстрактное, теоретическое мышление, опирающееся на понятия, не связанные с конкретными представ лениями, включающее гипотеко-дедуктивные процессы. В рамках традиционного подхода к обучению учитель, основываясь на конкретном учебном материале, стремится научить школьников сравнивать, анализировать, обобщать, систематизировать и т п., таким образом формируя их формальнологическое мышление. Тем не менее, специфика содержания физического образования в наибольшей степени содействует формированию именно научного мышления, главными атрибутами которого является диалектическая логика, использующая, однако, весь аппарат логики формальной. Характерными чертами такого мышления являются: -понимание возможности существования диалектически противоположных свойств объекта и умение оперировать диалектическими! противоречиями; -понимание взаимосвязей между различными явлениями и умение их выявлять и,анализировать; -понимание динамических изменений какого-либо явления под влиянием действующих на.него факторов и умение рассматривать объект или явление в развитии; -понимание относительности физических знаний-и.умение.определять, границы их применимости; - понимание взаимосвязи качественных и количественных изменений; - умение видеть в развитии научного знания проявление отрицание отрицания [208, с. 55]. Анализ научно-методической литературы, личный педагогический опыт показывают, что в подростковом возрасте формально-логический стиль мышления учащихся является доминирующим, поэтому необходима такая система обучения, прежде всего физике, которая будет направлена именно на развитие научного мышления. В такой системе обучения, наряду с традиционными, должны присутствовать такие методы, формы и средства обучения, которые обеспечат условия полноценного развития когнитивного потенциала ученика, воспитание его способностей к продуктивному мышлению, которое является составным элементом научного (теоретического) мышления, показателями которого можно считать: рефлексивность, целеполагание, планирование, умение действовать во внутреннем плане, умение обмениваться продуктами познания [20]. Для этого необходимо, не отказываясь от традиционных подходов в обучении (например, отработки умения решать физические задачи по определённым алгоритмам, что способствует формированию, прежде всего, формально-логического мышления), предусмотреть систему заданий, требующих творческого поиска. Это могут быть задания поискового характера, задачи с избыточными или неполными данными, задачи, ответ на которые предусматривает ответ не «или— или», а «ни.то, ни другое», или «то и другое одновременно», то есть такие задания, которые требуют диалектического мышления. Исключительно ценным средством для развития научного мышления являются качественные задачи, решая которые школьники учатся видеть физику в жизненных ситуациях и понимать их [208, с.53].
Психологи [134, 106] сходятся во- мнении, что любой мыслительный процесс начинается с проблемной ситуации, которую необходимо решить, именно проблемная ситуация, то есть конфликт между тем, что дано субъекту, и тем, чего он должен достигнуть, вовлекает личность в активный мыслительный процесс. Проблемная ситуация не может возникнуть на пустом месте, причиной её возникновения является наличие некоторой суммы знаний в области возникшей проблемы, но при этом обнаруживается недостаток информации и неудовлетворенность потребностей. Поэтому то, что является проблемой для одного человека, для другого может и не быть ею. Человеку с недостаточно развитым мышлением, который не привык мыслить самостоятельно, все представляется само собой разумеющимся, тогда1 как человек с хорошо развитым мышлением видит проблемы в «очевидном». Отсутствие необходимых знаний или информации для ответа на поставленный вопрос приводит к тому, что человек должен уметь найти необходимую информацию, без которой нельзя решить основную задачу или проблему. Для этого должна возникнуть внутренняя мотивация, побуждающая человека к этим действиям. В ряде исследований было установлено, что при наличии соответствующей мотивации и определенного уровня эмоционального возбуждения эффективность решения мыслительных задач значительно возрастает. Причем этот уровень, для каждого человека, сугубо индивидуален [106, с. 324]. От осознания проблемы человек переходит к принятию решения. И здесь возможны различные пути. Один из них — использование типичных приемов в решении типовых задач. С этим явлением мы постоянно сталкиваемся на уроках физики, когда учитель объясняет ученикам, как надо решать задачи того или иного типа, то есть обучает его тому, как использовать на практике уже известные пути решения.. При4 этом понимание смысла, задачи учеником и формирование путей поиска самостоятельного решения отходят на второй план. В результате таких действий по известному алгоритму у ученика формируются репродуктивное мышление.
Система развивающего личностно-ориентированного обучения как основа проектирования когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике
Между отдельными элементами системы и (или) их свойствами существуют связи, обеспечивающие функционирование объектов как систем. Именно связь позволяет задать ограничения на поведение элементов системы и исследуемой системы в целом. По направлению выделяют два основных вида связи — прямая и обратная. Прямая связь — это связь, осуществляющая передачу взаимодействия от управляющего объекта к управляемому. Обратная связь — это связь, обеспечивающая, передачу информации о состоянии управляемого объекта управляющему.
Вопрос применения системного подхода к созданию педагогических систем был детально разработан В.П.Беспалько [13], рассмотревшего педагогическую систему как замкнутую структуру, обладающую вполне определённой функцией, заданной социальным заказом [13, с. 26]. Применительно к периоду обучения в школе, функционирование педагогической системы выглядит следующим- образом(схема 1.6):
Основной проблемой функционирования системы является установление факторов, определяющих качество перехода «первоклассник — выпускник», то есть структура и функции педагогической системы, её адаптивные возможности в построении и управлении педагогическим процессом, при этом В.П. Беспалько отмечает, что характеристики входа не являются основными факторами, определяющими качество перехода. Любая методическая система является частью педагогической системы, следовательно, данный подход применим и к построению методической системы обучения.
При проектировании методической системы обучения (МСО) на основе системного подхода мы выделили два варианта определения этого понятия, принципиальным отличием которых является включение или не включение цели в качестве основного элемента МСО. Рассмотрим подходы к определению понятия «методическая система обучения», в которых цель не является элементом МСО.
И.Б. Готская [33] под методической системой обучения (МСО) учебной дисциплине понимает совокупность взаимосвязанных элементов — содержания, форм, методов и средств учебной деятельности, направленную на удовлетворение социально-индивидуальных, корпоративно-индивидуальных и индивидуальных потребностей в знаниях, умениях и навыках по учебной дисциплине индивидуумов или групп индивидуумов при диалектическом взаимодействии субъектов образовательного процесса. B.F Крысько [87] определяет МСО как упорядоченную совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных методов, форм и средств планирования и проведения, контроля, анализа, корректировки учебного процесса, направленных на повышение эффективности обучения школьников.
Такой же точки зрения придерживаются А.Е. Поличка [160], Л.В. Ше-лехова [236]. По мнению этих учёных, цели обучения, расположенные вне системы, влияют на МСО, однако включение целей в качестве компонента МСО требует присутствия субъектов учебного процесса, что автоматически переводит МСО в другое качество — на более-высокий иерархический уровень, а именно - уровень собственно образовательной или педагогической системы
Однако большинство учёных - Ю:С. Брановский, A.M. Пышкало, М.В.Швецкий, СЕ. Каменецкий, Н.С. Пурышева, П.Е. Важеевская, Н.Л. Стефанова, И.М. Дудина [19,173,235, 208, 202, 54] и другие придерживаются мнения, что включение цели как основного элемента МСО является необходимым условием для определения методической системы обучения. Ю.С. Брановский, А.М.Пышкало, М.В. Швецкий определяют методическую систему обучения как совокупность пяти взаимосвязанных иерархических компонентов: целей, содержания, методов, форм и средств обучения. Коллектив авторов СЕ. Каменецкий, Н.С. Пурышева, Н.Е. Важеевская и др придерживаются мнения, что «цели, содержания, методы, формы- и средства обучения образуют методическую систему, в которой ведущую роль играют цели обучения, определяя стратегию педагогической деятельности» [208, с. 7]. Н.В. Кузьмина, отмечая идентичность структуры педагогической, методической, дидактической систем, включает в МСО те же компоненты, что и в педагогическую систему (цель, содержание, методы и средства обучения, организационные формы учебного процесса), акцентируя внимание на том, что «отличие состоит в том, что каждый из них приобрел методическую функцию» [89, с. 13].
Интересен подход к определению МСО академика РАО А.М Новикова [132]с, который под методической системой обучения понимает общую направленность обучения. В трактовке А.М Новикова цель обучения является основой методической системы обучения; а методы выступают способами реализации целей, воплощением психологических механизмов обучения и учения. Если целью обучения является1 усвоение фактов или описание явлений, то ведущим психологическим механизмом будет ассоциация, а основными видами деятельности — восприятие, осмысление, запоминание и воспроизведение, а соответствующими методами обучения выступают изложение, чтение, воспроизводящая беседа, просмотр иллюстраций. Тогда в совокупности получается методическая система объяснительно-иллюстративного (воспроизводящего, сообщающего) обучения: Если целью обучения является развитие творческих способностей, самостоятельности обучающегося, то основными психологическими механизмами обучения становятся такие механизмы творческой деятельности, как предвидение, прогнозирование, выдвижение и проверка гипотез, перебор альтернатив, мысленное моделирование, интуитивное обоснование и др. Для реализации этой цели применяются принципиально иные методы обучения, такие как проблемное изложение, частично-поисковый (эвристический) метод, исследовательский метод и др.
В результате возникает совершенно иная система — методическая система развивающего, проблемного, поискового обучения. Таким образом, по мнению А.М Новикова, в методической системе обучения методы выступают способами реализации целей и содержания, воплощением психологических механизмов обучения и учения.
Структура содержательного компонента когнитивно-ориентированной методической системы обучения физике учащихся основной школы
Содержательный компонент КОМСО в своей основе имеет Государ-ственный образовательный стандарт основного общего образования по физике, в соответствии с которым определяются содержание образования, составляется примерная программа по физике, выбираются- учебно-методические комплекты (УМК) из числа рекомендованных или допущенных Министерством образования РФ. В-рамках нашего исследования мы проводили педагогический эксперимент в классах, в которых преподавание осуществлялось с использованием учебно-методического комплекта «С. В. Громов, Н. А. Родина Физика. 7-9 класс под ред. Н.В.Шароновой» [34, 35, 36]. Выбор» данного УМК обоснован тем, что этот учебный курс отличают высокий научный уровень, современная структура, доступность, четкость и увлекательность изложения материала. Благодаряг экскурсам в историю, физика предстает перед учащимися как непрерывно развивающаяся наука. В учебниках содержится большое число вопросов к текстам параграфов, есть интересные экспериментальные задания. Задачи и упражнения собраны в специальном разделе в конце каждого учебника, где также-приводятся описания лабораторных работ. Доступные для понимания учащихся учебные текстьги их краткость позволяют учителю формулировать задания поискового уровня, посильные для учащихся, тем самым реализовывая идеи частично-поискового и проектиро-вочно-конструкторского методов организации познавательной деятельности, о чём будет подробно изложено ниже. Однако следует отметить: применение КОМЄО для решения основных задач образования допустимо при работе по любым учебно-методическим комплектам, рекомендованным или допущенным Министерством образования Российской Федерации, поскольку данная система создана в соответствии с содержанием образования без опоры на какой-либо учебник.
Введение новой формы проведения государственной итоговой аттестации выпускников IX классов общеобразовательных учреждений обусловило включение в содержательный элемент КОМСО контрольно-измерительных материалов (КИМ) по физике как некоторых ориентиров для подготовки к итоговой аттестации. При этом деятельность учителя не должна сводиться к обучению учащихся решению определённых типов задач в соответствии с содержанием КИМов в ущерб развитию их когнитивных способностей, творческой активности и формированию межличностных отношений в процессе учебной деятельности.
Государственный стандарт основного общего образования, примерная программа- по физике, учебно-методическим комплект, КИМ являются основой, для планирования работы учителем своей деятельности- и деятельности учащихся. Исходя из того, что одной из основных задач образования в настоящее время является задача развития» личности учащегося, эти документы должны рассматриваться как систематизированныйсвод материалов, предлагаемых учителю и учащимся для достижения основной цели обучения, а не как перечень терминов, правил, законов и фактов для «выучивания».
По мнению О.Ф. Кабардина, личностно-ориентированное обучение подразумевает, что объем содержания учебной информации по предмету и уровень его сложности в значительной мере должны определять для себя сами учащиеся, каждый в соответствии со своими интересами и способностями [72]. Однако в пубертатном возрасте этот выбор ещё не может быть компетентным, поскольку в этот возрастной период подросток не может правильно определить приоритеты своего образовании, и задача учителя - помочь ему в этом выборе. Кроме того, необходимо соблюдение всех требований Государственного стандарта основногообщего образования, что также не входит в компетенции ученика. Поэтому для педагога при планировании учебного процесса, в ходе которого он заранее предусматривает содержание уроков, формы их проведения, средства обучения и контроля, демонстрационный эксперимент и технические средства обучения, важно создать такие условия, в которых учащиеся имели бы свободу выбора различных видов деятельности в соответствии с личностными интересами и получали бы. квалифицированную поддержку по любому из направлений их развития. В процессе обучения учащийся должен быть убеждён,.что приобретенные им знаниями умения соответствуют предъявляемым требованиям, следовательно, оценка его деятельности учителем объективна и обоснована. Наше исследование показало, что этого можно достичь, если тематическое планирование-учителя станет доступным и для учащихся. Для-, этого мы- предлагаем использовать открытые тематические требования и индивидуальную карту достижений учащегося, что позволит не только объективно оценивать учащихся, но и сформировать их личностный рейтинг, способствующий развитию познавательной активности и мотивационно-ценностного отношения к изучению физики.
Открытые тематические требования являются отображением структуры и содержания процесса обучения. В них содержится общая информация о том, какие элементы знаний и умений должны быть усвоены учащимися в ходе изучения конкретной темы, какие запланированы письменные контрольные, лабораторные, самостоятельные работы. Открытые тематические требования содержат список дополнительной литературы, темы рефератов, а также творческие задания по изучаемой теме. Вся информация помещается в «Информационно-тематическом листе» (таблица 2.1; приложение 1).
Предложенный способ планирования деятельности учащихся- формирует мотивы обучения, создаёт условия для осознанного выбора видов деятельности, позволяет правильно оценивать их собственные возможности, нести ответственность за результаты учебной деятельности, влияя тем самым на когнитивную сферу личности.
Проверка достоверности гипотезы исследования с помощью методов математической статистики
Таблицы позволяют сделать этап повторения учебного материала и его обобщения.этапами наглядного, целостного восприятия; они помогают сориентировать учащихся ВО множестве рассматриваемых физических явлений-. Использование обобщающих таблиц — не только способ4 систематизации учебного материала, но и способ осуществления управляющего воздействия: на учащихся со стороны учебного материала. При работе с таблицами повышается сознательность учащихся, происходит слияние их умственных и практических действий. Работая с обобщающими таблицами, учащиеся приобретают умение самостоятельно их «конструировать» при сравнении тех или иных явлений или понятий, при необходимости их классификации или систематизации. Следует отметить, что при подготовке к итоговой аттестации обобщающие таблицы являются эффективным средством повторения учебного материала, позволяющим затрачивать меньшее время, добиваясь большей результативности. Пример обобщающей таблицы теме «Давление» - в приложении 8.
Включение системы качественных задач в структуру технологического элемента КОМСО является логичным, так как анализ результатов ЕГЭ [46, 47] и ГИА [179] показал, что из года в год наиболее проблемными оказываются именно качественные вопросы, проверяющие понимание смысла различных понятий, величин и законов, контролирующих умения объяснять физические явления, выделять условия их протекания или различать проявления этих явлений в окружающей жизни. Для заданий такого рода характерны не только достаточно низкий уровень выполнения и отсутствие положительной динамики качества их выполнения, но и в некоторых случаях снижение результатов по сравнению с предыдущими годами. Анализ результатов ГИА 2008 [179] показал, что средний процент выполнения заданий, представляющих собой качественный вопрос (задачу), оказался равным 41%. Количество учащихся, не приступивших к выполнению этого задания, колеблется в пределах 10-20% в зависимости от варианта. Учащиеся, правильно рассчитывая физические величины по формулам, которые отражают законы и определения физических величин, не понимают вопросов, проверяющих смысл законов на качественном уровне. Данные результаты подтверждаются также международными исследованиями TIMSS- (Trends in Mathematics and Science Study) и PISA (Programme for International Student Assessment), которые показали, что в І вопросах интерпретации полученных знаний к объяснению природных процессов, жизненных ситуаций наши учащиеся существенно отстают от своих сверстников из Сингапура, Тайваня, Республики Корея, Гонконга, Эстонии, Японии, Венгрии, США, Англии и других стран [121]. Следовательно, при обучении физике следует обращать особое внимание на задачи, направленные на проверку понимания смысла понятий, физических величин и законов, причинно-следственных связей между физическими величинами, графических интерпретаций этих зависимостей, условий протекания различных опытов и явлений, а также проявления их в природе и применения в технических устройствах. Именно к таким задачам и относятся качественные задачи - ситуации, требующие от учащихся мыслительных и практических действий на основе использования законов и методов физики, при решении которых внимание учащихся не отвлекается математическими расчетами, а полностью сосредоточено на выявлении существенного в явлениях и процессах, на установлении взаимосвязи между ними [212]. Процесс решения качественных задач требует анализа физической сущности явления, построения гипотез и их обоснования, что способствует развитию логического и образного мышления. Описанные в таких задачах разнообразные физические явления, с которыми человек соприкасается в реальной жизни, учат школьников видеть физику в жизненных ситуациях и понимать их. Правильное решение школьниками качественных задач указывает на осознанность их знаний и отсутствие формализма, что является одним из факторов, стимулирующим развитие когнитивного потенциала учащихся. Значение этих задач состоит также и в том, что они вызывают большой интерес у учащихся, создают их устойчивое внимание на уроке, позволяют учителю оживить урок эмоционально, увлечь учащихся , активизировать их мыслительную деятельность. Использование качественных задач в основной школе, где большая часть материала рассматривается на качественном уровне, является важной составляющей формирования-продуктивного мышления, и, как следствие, повышения качества обучения»
Качественные задачи не является чем-то новым в методике обучения5 физике, однако широко известные книги Я.И. Перельмана [147, 148], сборники качественных задач» М-:.Е. Тульчинского [209], творческие задания В. F. Разумовского и Ф. И. Малафеева [177,. 107] созданы ещё в-ЗО бО-е гг. XX века, многие задачи при этом психологически и морально устарели и не отвечают духу нового времени, тем глобальным изменениям, произошедшим в науке и технике, а одна из функций качественных задач- увлекать учащихся, формировать интерес к окружающему миру, к жизни.
Как отмечает в своём диссертационном исследовании М.В. Исупов,.организация работы по решению качественных задач с учащимися является одним из наиболее трудных звеньев в обучении физики. Он называет несколько основных причин возникновения у учащихся трудностей при решении качественных задач: отсутствие должного внимания к качественным задачам со стороны учителей; недооценка их роли и места в преподавании физики; упрощенные представления о самих качественных задачах (устные, значит простые); отсутствие методик по их решению и использованию в учебном процессе; отсутствие хороших задачников и подробных образцов действий по решению качественных задач [69]. Наше исследование выявило ещё несколько причин: отсутствие системности при решении качественных задач и однообразие способов деятельность при их решении.
Качественные задачи весьма разнообразны по тематике, содержанию и сложности. Их классификация по различным основаниям приведена ниже. I. По способу задания [124]. - Текстовые задачи. Это такие задачи, условие которых выражено в виде текста и содержит все необходимые данные, кроме физических констант. Такие задачи получили наибольшее применение в учебном процессе. - Графические задачи. Это такие задачи, условие которых формулируется с помощью графика, чертежа, рисунка, схемы, фотографии и т. п. - Экспериментальные задачи: Это такие задачи; при решении которых используются как лабораторный, так и демонстрационный эксперимент. II. По роли в формировании понятий [212, с. 116]. - Приведение примеров проявления изучаемых свойств тел или явлений и их применений (ключевые вопросы условия.этих задач: «Где-это наблюдается? Где это применяется?»). - Выделение из предложенных признаков тех, которые присущи только предметам или явлениям данного вида. - Определение общих черт и существенных различий тел, предметов или явлений (ключевые вопросы условия этих задач: «Что общего между ними? Каковы их существенные отличия?»). - Объяснение явления, указание причины его возникновения, установление связи с другими явлениями (ключевые вопросы условия этих задач: «Что это такое? Почему это происходит? При каких условиях это наблюдается?»).
