Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние образования в средней школе и методика изучения темы «Электрический ток в жидкостях» 16
1.1. Анализ проекта Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования 16
1.2. Традиционная методика изучения темы «Электрический ток в жидкостях» на уроке физики в старшей школе 22
1.3. Технологии и формы организации учебного процесса на уроке физике в старшей школе 1.3.1. Межпредметная интеграция в курсе физике старшей школы. 27
1.3.2. Дифференцированный подход к оценке знаний и умений учащихся 31
1.3.3. Элективный курс в системе профильного обучения старшей школы .
1.4. Управление образовательным процессом на уроке физики .38
1.5. Выводы по первой главе и постановка задач .43
Глава 2. Комплексное совершенствование методики изучения темы «Электрический ток в жидкостях» в курсе физики средней школы 46
2.1. Организация и управление образовательным процессом на уроке физики при изучении темы «Электрический ток в жидкостях» 46
2.2. Универсальное электронное пособие «Физика 10-11 класс» .58
2.3. Организация и управление межпредметным уроком «Электрический ток в жидкостях» 2.3.1. Задачи и план межпредметного урока . 65
2.3.2. Сценарий урока (структурная схема 2.3) 6Р
2.3.3. Сценарий урока (структурная схема 2.4) 82
2.3.4. Сценарий урока (структурная схема 2.5) .87
2.3.5. Сценарийурока (структурная схема 2.6) 90
2.4. Дифференцированные подход к оценке результатов качества знаний и умений школьников 101
2.4.1. Дифференцированные по уровню сложности бланочные тестовые задания .102
2.4.2. Дифференцированное по уровню сложности компьютерное тестирование 112
2.4.3. Дифференцированные по уровню сложности зачетные билеты
2.5. Организация и управление элективным курсом «Электропроводность жидкостей и ее применение в технических устройствах» 126
2.6. Выводы по второй главе 138
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований 140
3.1. Основные этапы и содержание эксперимента 140
3.2. Мониторинг сформированности компетенций обучающихся 151
3.3. Выводы по третьей главе 168
Заключение .170
Библиографический список литературы
- Традиционная методика изучения темы «Электрический ток в жидкостях» на уроке физики в старшей школе
- Элективный курс в системе профильного обучения старшей школы
- Задачи и план межпредметного урока .
- Мониторинг сформированности компетенций обучающихся
Введение к работе
В настоящее время целью образования является создание условий для развития и саморазвития учащихся, воспитания у них способности принимать самостоятельные решения. Поэтому в сфере образования происходит внедрение большого количества инноваций, общая направленность которых заключается в развитии и формировании личности обучаемого, достижении качества результатов обучения, что зафиксировано в проекте Федеральном государственном образовательном стандарте среднего (полного) общего образования. Качество предоставляемых образовательных услуг является основным фактором обеспечения их конкурентоспособности. Повышение качества образования влечет за собой решение комплекса задач, направленных на развитие личности школьника с высокими нравственными устремлениями и мотивами к высокопрофессиональному труду.
Образовательные стандарты первого поколения направлены на сохранение единого образовательного пространства страны, фундаментальности, системности образования и др. Проект нового образовательный стандарт для средней школы нацелен на формирование у учащихся способности самостоятельно приобретать новые знания, умения и компетентности. Это будет способствовать саморазвитию, личностному самоопределению, повышению мотивации учащихся к обучению и целенаправленной познавательной деятельности. Все это отражается в компетенциях выпускников школы.
Ориентация на качество образовательного процесса привело к изменению организации и управления учебной деятельностью учащихся на уроке, которые теперь должны опираться не только на дидактические принципы, но и элементы теории управления и менеджмента качества.
Исходя из методологической основы проекта Федерального государственного стандарта образования для старшей школы на уроке физики должны применяться современные технологии обучения, такие как: интегрированное обучение, проектная деятельность, профильная подготовка учеников посредством элективных курсов, использование информационно-коммуникационных технологий в учебном процессе и дифференцированный контроль знаний, умений и навыков (ЗУН) учеников. Использование этих технологий должно осуществляться в комплексе, в том числе и для изучения очень важной для формирования научной картины мира и различных сфер производства темы, посвященной изучению электропроводности жидкостей.
Традиционная методика изучения темы «Электрический ток в жидкостях» в общеобразовательной школе не позволяет достичь полного понимания учащимися физической сути изучаемых явлений и важности изучаемых процессов для практического использования, развить познавательный интерес учеников и их творческие способности, не показывает интегративную связь электропроводности жидкостей с другими предметами школьного курса. Большинство протекающих процессов скрыто от глаз наблюдателя и не у каждого школьника хорошо развито абстрактное мышление.
Комплекты учебников, рекомендуемые для средних общеобразовательных школ и применяемые в нашем регионе: для общеобразовательных классов - авторов Г.Я. Мякишев и Б.Б. Буховцев, Л.Э. Генденштейн и Ю.И. Дик; для профильных классов - авторов О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов и др. под редакцией А.А. Пинского, имеют ряд недостатков: явно не установлена физико-химическая связь электрических процессов внутри жидкости; не рассматривается вывод второго и обобщенного законов Фарадея; не говорится о возможности применения закона Ома к электролиту.
Поэтому комплексное совершенствование методики изучения темы «Электрический ток в жидкостях» должно включать в себя:
организацию и управление образовательным процессом на основе информационно-коммуникационных технологий и элементов теории управления;
расширение и углубление не только физического, но и химического материала, устанавливающего связь предметов естественнонаучного цикла. Для этого необходимо осуществить поиск и сбор материала не только в печатной форме, но и на электронных носителях и ресурсах сети Интернет;
сочетание реального и компьютерного демонстрационного эксперимента, позволяющих дополнять, систематизировать и углублять знания учащихся;
различные формы организации образовательного процесса: межпредметный урок, элективный курс, дифференцированный контроль знаний и умений учащихся.
Согласно методологической основе проекта Федерального государственного стандарта образования для старшей школы в педагогике, психологии и частных методиках особое внимание уделяется системному и деятельностному подходам к обучению, представленных в работах Б.Г. Ананьева, В.П. Беспалько, В.В. Давыдова, Л.В. Занкова, Л.Я. Зориной, Н.В. Кузьминой, Б.Ф. Ломова, Д.Б. Эльконина и др.
Наиболее полно и последовательно идеи личностно ориентированного обучения развиты Н.А. Алексеевым, Е.В. Бондаревской, А.А. Плигиным, В.В. Сериковым, А.В. Хуторским, И.С. Якиманской и др.
Межпредметная интеграция образования наиболее полно исследована в работах Ю.И. Дика, И.Д. Зверева, Я.А. Коменского, В.Н. Максимовой, А.А. Пинского, Ю.А. Самарина, М.Ж. Симоновой, А.В. Усовой, К.Д. Ушинского, В.Н. Федоровой и других.
Различным аспектам дифференцированного подхода к обучению посвящены работы В.М. Монахова, Н.С. Пурышевой, Н.Б. Федоровой, В.В. Фирсова и др.
Вопросам развития учащихся в процессе обучения физике в общеобразовательной школе большое внимание уделяли С.Е. Каменецкий, В.П. Орехов, Н.С. Пурыше- ва, А.В. Усова и др.
Вместе с тем, в известных нам работах никто из авторов не рассматривает методику комплексного подхода к организации и управлению образовательным процессом при изучении электропроводности жидкостей с целью формирования компетенций учеников, входящих в личностный результат обучающихся.
Таким образом, актуальность проблемы нашего исследования обусловлена противоречиями между:
трудностями изучения сложной многоплановой темы «Электрический ток в жидкостях» по учебной программе средней школы и необходимостью изучения ее для практического применения в различных сферах производства и формирования научной картины мира посредством комплексного совершенствования методики изучения темы «Электрический ток в жидкостях» с применением информационных технологий;
требованиями образовательного стандарта к выпускникам старшей школы и существующими методиками, не обеспечивающими подготовку компетентных выпускников.
Объект исследования - электрические процессы в жидкостях при изучении электродинамики в старшей школе.
Предмет исследования - методика изучения темы «Электрический ток в жидкостях».
Цель исследования - совершенствование методики изучения темы «Электрический ток в жидкостях» в курсе физики старшей школы на основе комплексного подхода с применением информационных технологий.
Все это позволило сформировать гипотезу исследования: если образовательный процесс при изучении темы «Электрический ток в жидкостях» будет осуществляться на основе комплексного подхода, включающего личностно ориентированные и информационные технологии, системно-деятельностный и дифференцированный подход, обеспечивающие повышение качества обучения, то это способствует формированию компетенций обучающихся, развитие у них положительной мотивации к учению, осознанности и прочности знаний.
Цель и гипотеза исследования определили задачи исследования:
-
-
Анализ требования проекта Федерального государственного образовательного стандарта для среднего (полного) общего образования.
-
Анализ традиционной методики изучения темы «Электрический ток в жидкостях» и определение способов ее совершенствования.
-
Сбор материалов с различных электронных и видео источников, Интернет- ресурсов, их систематизация и разработка электронных ресурсов, содержащих физический и химический материал для изучения электрического тока в жидкостях.
-
Разработка комплексной методики совершенствования изучения темы «Электрический ток в жидкостях» в курсе физики средней школе через организацию и управление образовательным процессом с применением личностно ориентированных и информационно-коммуникационных технологий, системно-деятельностного и дифференцированного подходов.
-
Разработка комплекса учебно-методических пособий и их использование при организации образовательного процесса, включающего межпредметную интеграцию, элективный курс и дифференцированный контроль знаний и умений на основе применения информационно-коммуникационных технологий.
-
Создание универсального электронного пособия для изучения физики в старшей школе, обеспечивающие систематизацию и последовательность изучения разделов курса.
-
Проверка эффективности разработанных методики и учебно-методических пособий.
Теоретико-методологическую основу исследования составили нормативно- правовые документы в области образовательной политики Российской Федерации (проект Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования (2011 г.)), идеи системного подхода к обучению (Б.Г. Ананьев, В.П. Беспалько, Л.Я. Зорина, Н.В. Кузьмина, Б.Ф. Ломов и др.); деятельностного подхода (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, Д.Б. Эльконин и др.); компетентностного подхода (П.П. Борисов, И.А. Зимняя, Л.Ф. Иванова, И.Д. Фрумин, А.В. Хуторской и др.); личностно ориентированного подхода (Н.А. Алексеев, Е.В. Бондаревская, А.А. Плигин, В.В. Сериков, И.С. Якиманская и др.); дифференцированного подхода (В.М. Монахов, Н.С. Пурышева, Н.Б. Федорова, В.В. Фрумин и др.); дидактические и методические работы в области теории и методики обучения физике в общеобразовательной школе (С.Е. Каменецкий, В.П. Орехов, Н.С. Пурышева, А.В. Усова и др.).
Методологическую основу исследования составляют: общенаучные методы познания, теория систем и теория управления, методологические достижения общей и частных дидактик и компьютерных способов обработки информации.
Для достижения цели, решения поставленных задач и проверки выдвинутой гипотезы использован комплекс методов исследования: анализ психолого-педагогической, физической и методической литературы по проблеме исследования; изучение и анализ результатов учебного процесса в ходе проведения учебных занятий с применением методов управления и менеджмента качества; экспериментальная работа по комплексному совершенствованию методики к изучению темы «Электрический ток в жидкостях» с применением информационных компьютерных технологий, позволяющая формировать компетенции обучающихся, и ее внедрению; проведение педагогических измерений (наблюдение, анкетирование, тестирование, опросы); качественный и количественный анализ результатов эксперимента; методы математической статистики; обсуждение результатов исследований на различных научно-методических конференциях, совещаниях и семинарах.
Опытно-экспериментальной базой исследования являлись муниципальные бюджетные образовательные учреждения «СОШ № 16» и «СОШ № 67» города Рязани и муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Александро-Невская СОШ» Новодеревенского района Рязанской области. Исследованием было охвачено около 350 школьников, обучающихся в 10 и 11 классах.
Исследование проводилось в соответствии с поставленными задачами в несколько этапов:
-
-
-
Констатирующий эксперимент (2009-2010 гг.) посвящен изучению проблемы современного физического образования и его пропедевтики, связанных с изменением структуры и организации урока физики в массовой школе. Для решения этой задачи проводились анализ психолого-педагогической, научно-методической и учебной литературы, обобщение передового опыта по управлению качеством образовательного процесса на уроке физики, внедрение межпредметной интеграции, дифференцированному контролю ЗУН учеников, внедрение элективных курсов в старшей школе с применением информационно-коммуникационных технологий на уроках физики. В ходе эксперимента осуществлялись наблюдение и хронометраж отдельных элементов деятельности учителей физики и учащихся, анкетирование и тестирование учащихся 10-11 классов по выявлению сформированности компетенций.
-
Формирующий эксперимент (2009 - 2010 гг.) включал в себя следующие задачи: разработка и реализация методики комплексного подхода к изучению темы «Электрический ток в жидкостях», которая бы способствовала повышению качества физического образования и эффективности обучения, формировала компетенции учеников на уроке физики в средней школе. Основой ее реализации стала разработка дидактических материалов (межпредметных уроков, элективных курсов, разноуровневых тестовых и зачетных заданий), позволяющих формировать компетенции обучающихся и оценивать их знания и умения с учетом психических, физических и умственных способностей школьников, предоставляющих каждому право выбора того уровня знаний, которого они хотят достичь.
Обучающая фаза формирующего эксперимента предполагала решение задач апробации разработанной методики и дидактических материалов в экспериментальных школах.
-
-
-
Контрольный эксперимент (2010 - 2012 гг.) задачами которого являлись проверка выдвинутой гипотезы и оценка эффективности предлагаемой методики.
На данном этапе применялись различные методы наблюдения и хронометража деятельности учащихся, анкетирование и тестирование учащихся, изучалось отношение учащихся к применяемым личностно ориентированным технологиям и дидактическим материалам, влияющим на формирование компетенций обучающихся. При проверке знаний и умений учащихся осуществлялось сопоставление качественных и количественных данных результатов исследования. Проводилось обобщение полученных результатов и их публикация.
Научная новизна исследования:
создано универсальное электронное пособие по физике для старшей школы содержащий весь необходимый материал для развития наглядно-образного мышления учащихся, организации учебно-воспитательного процесса по теме «Электрический ток в жидкостях», включая проведение мультимедийного урока, причем весь необходимый материал содержится впервые на одном оптическом носителе (диске) и учителю нет необходимости во время урока осуществлять смену диску или открывать тот или иной сайт, что экономит время. Для этого нами осуществлены:
подбор и систематизация компьютерного материала (теоретический, энциклопедический и словарный материал, анимации, модели, видеозаписи реального физического эксперимента, учебные, научно-популярные и документальные фильмы, набор ссылок на Интернет-ресурсы для самостоятельной работы учащихся) для изучения электропроводности растворов солей, кислот, щелочей и расплавов, электролиза и его законов, практического применения в технике (гальванический элемент и аккумулятор) и производстве электролиза (гальванопластика, гальваностегия, рафинирование);
разработка компьютерных анимаций по изучению электролитической диссоциации и соединению гальванических элементов и аккумуляторов (использованы программа для 3d моделирования, анимации и визуализации Autodesk 3ds Max и программа для создания интерактивных проектов Adobe Flash), виртуальной лабораторной работы «Вольт-амперная характеристика электролита» (создана с помощью языка программирования Delphi), дифференцированных по уровню сложности компьютерных тестовых заданий на тему «Электрический ток в различных средах» (использованы язык разметки HTML и скрипты на языке программирования JavaScript).
разработан комплекс учебно-методических пособий в печатной форме, включающих межпредметную интеграцию, элективные курсы, дифференцированный контроль знаний и умений на основе применения информационно-коммуникационных технологий.
впервые применен комплексный подход для изучения темы «Электрический ток в жидкостях» в курсе физики средней школы, включающий организацию и управление образовательным процессом с применением личностно ориентированных и информационно-коммуникационных технологий, межпредметной интеграции, элективного курса в старшей школе и уровневой дифференциации;
показано, что методика изучения темы «Электрический ток в жидкостях» в курсе физики средней школы на основе комплексного подхода с применением информационных технологий позволяет контролировать формирование компетенций обучающихся, повышает мотивацию, самооценку старшеклассников, развивает интерес к предмету физика, влияет на профессиональную ориентацию и качество обучения выпускников средней школы.
Теоретическая значимость исследования заключается
в определении педагогических условий, способствующих формированию компетенций учащихся в современной школе, включающих в себя личностно ориентированные и информационно-коммуникационные технологии, системно- деятельностный и дифференцированного подходы на примере изучения темы «Электрический ток в жидкостях», создающие благоприятные условия для повышения положительной мотивации к учению, осознанности и прочности знаний, повышения интереса к предмету физика;
в установлении педагогических условий для совершенствования организации и управления образовательным процессом с использованием принципов построения функциональных структур на базе процедур системы менеджмента качества и элементов теории управления: планирование, организация, активизация, обратная связь, контроль функции управления;
во включении в образовательный процесс на уроке физики элементов обратной связи (визуального менеджмента) - сигнальных карточек и карточек заданий, позволяющих информировать учителя и учеников о результативности процесса обучения, немедленно реагировать на полученные результаты (производить коррекцию знаний учеников), проводить учениками самоконтроль и самооценку полученных результатов.
Практическая значимость исследования заключается в том, что:
разработанная комплексная методика изучения темы «Электрический ток в жидкостях», универсальное электронное пособие «Физика 10-11 класс», учебно- методические пособия по межпредметной интеграции и профильным элективным курсам, а также учебные пособия, содержащие дифференцированные по уровню сложности тестовые задания и зачетные работы, доведены до практического применения и внедрены в практику работы школ города Рязани и Рязанской области;
разработанный комплекс дидактических материалов для изучения электрических процессов в жидкостях, включающих межпредметную интеграцию, элективные курсы, разноуровневые тестовые задания и зачетные работы способствует повышению качества обучения;
предложенные педагогические условия способствуют повышению качества обучения и могут быть использованы учителями физики при подготовке к уроку, методистами при проведении курсов повышения квалификации учителей, будут полезны студентам направлений подготовки «Педагогическое образование» (профиль «Физика») и «Техническая физика».
На защиту выносятся:
Комплексная методика совершенствования изучения темы «Электрический ток в жидкостях» в курсе физики средней школы, направленная на формирование компетенций обучающихся (самооценка, самоопределение, мотивация, ценностные ориентации, интеллектуальная лабильность) и включающая в себя организацию и управление образовательным процессом с применением личностно ориентированных и информационно-коммуникационных технологий, межпредметную интеграцию, элективный курс и уровневую дифференциацию.
Универсальное электронное пособие по теме «Электрический ток в жидкостях», позволяющее изучать электрические явления в жидкостях, активизировать самостоятельную работу учащихся, проводить домашние физические эксперименты, корректировать изученный материал, визуализировать процессы внутри электролитов, сочетая реальный эксперимент и его компьютерную модель.
Комплекс учебно-методических пособий по курсу физики для старшей школы, содержащих межпредметную интеграцию, элективные курсы, дифференцированный контроль знаний и умений с применением информационно- коммуникационных технологий.
Апробация и внедрение полученных результатов исследования осуществлялись в процессе модернизации процесса обучения в муниципальных бюджетных образовательных учреждениях «СОШ № 16» и «СОШ № 67» города Рязани и муниципальном бюджетном образовательном учреждении «Александро-Невская СОШ» Новодеревенского района Рязанской области.
Основные положения и результаты исследования докладывались и были апробированы: на Международной школе-семинаре «Физика в системе высшего и среднего образования России», Москва, 2010 г.; Всероссийской научной заочной конференции «Образование в XXI веке», Тверь, 2010; IX Международной научно- методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» Москва, Рязань, 2010 г.; научно-практической конференции «Информационно- коммуникационные технологии в подготовке учителя физики и учителя технологии», Коломна, 2011 г.; XI Международной конференции «Физика в системе современного образования (ФССО-11)», Волгоград, 2011 г.; XI Международной научно- методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», Москва, 2012 г.; научно-практической конференции «ИКТ преподавателя физики и преподавателя технологии», Коломна, 2012 г.
Материалы исследования представлены в 17 публикациях, из них 4 статьи в журналах, рецензируемых ВАК РФ, 5 учебно-методических пособий, создающих базу для комплексного совершенствования методики изучения темы «Электрический ток в жидкостях», формирующей компетенции обучающихся в старшей школе.
Структура диссертации. Диссертация состоит из ведения, трех глав, заключения, библиографического списка литературы из 127 наименований и 11 приложений. Содержание изложено на 182 страницах основного текста, включает 55 рисунков, 6 таблиц, 21 диаграмму.
Традиционная методика изучения темы «Электрический ток в жидкостях» на уроке физики в старшей школе
Важнейшим, системообразующим ресурсом социокультурной модернизации российского общества, социально-экономического развития государства является образование. Поэтому инструментом построения в России открытого гражданского общества, развития инновационной экономики является введение Федеральных государственных образовательных стандартов второго поколения, которые призваны изменить качество преподавания в школах.
Образовательные стандарты первого поколения направлены на сохранение единого образовательного пространства страны, фундаментальности, системности образования и др. Были созданы предпосылки для нормализации учебной нагрузки школьников, повышения объективности оценивания их учебных достижений.
Новые стандарты предусматривают задание ориентиров развития всего образовательного пространства, ожидаемые государством, обществом, семьей и личностью результаты образования. Поэтому стандарты выступают как основание для анализа и оценки состояния развития систем образования на различных иерархических уровнях (государства, региона, муниципалитета, образовательного учреждения), а также индивидуальных достижений школьников по освоению основных общеобразовательных программ [46].
В основе проекта стандарта второго поколения для среднего (полного) общего образования лежит общественный договор - новый тип взаимоотношений между личностью, семьей, обществом и государством, который в наиболее полной форме реализует права человека и гражданина. С принятием этого стандарта не только государство может требовать от ученика соответствующего образовательного результата, но и ученик и его родители вправе требовать от школы и государства выполнения взятых ими на себя обязательств. В этом контексте стандарт является средством обеспечения планируемого уровня качества образования [12].
Методологической основой нового стандарта является системно-деятельностный (компетентностный) подход.
Понятие системно-деятельностного подхода было введено в 1985 г. как понятие особого рода, объединяющее в себе два подхода: системный, разработанный классиками нашей отечественной психологии и педагогики: Б.Г. Ананьевым, В.П. Беспалько, Л.Я. Зориной, Ф.Ф. Королевым, Н.В. Кузьминой, Б.Ф. Ломовым, А.Н. Макаровым [3,5,38,48,68,72,75] и др., и деятель-ностный, который всегда был системным: его разрабатывали Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, А.Н. Леонтьев, А.Н. Никифоров [ 11,22,34,71,83] и многие другие исследователи.
В.П. Беспалько определяет педагогическую систему как систему управления педагогическими процессами, причем управление рассматривается как «всякое влияние на систему с целью поддержания или изменения ее алгоритма функционирования» [5].
Л.М. Панчешникова понимает педагогическую систему как «органичное целое, единство деятельности учителя (или преподавание) и деятельности учащихся (или учение). При этом и деятельность учителя, и деятельность учащегося зависят от целей, содержания и методов обучения» [85].
Таким образом, деятельность является основной составляющей системы, которая нацелена на результат.
Говоря о методических основах деятельностного подхода, следует отметить работы Л.В. Занкова, который выдвинул на первый план личность ученика, рассматривая знания не как самоцель, а как средство развития личностных качеств: ума, воли, чувств, эмоций, творческих способностей и мотивов деятельности [33]. Деятелыюстный подход при изучении физики должен ориентировать учащихся не только на усвоение отдельных физических понятий, положений и законов, и вообще знаний, но и на способы их усвоения, на развитие творческого потенциала ученика. Такой подход противостоит методам и формам передачи готовой информации, пассивности учения. Деятельность рассматривается здесь как процесс развития личности через ряд последовательных самостоятельных действий самого обучаемого. В отличие от ранее господствующей «знаниевой» парадигмы обучения, при которой главной целью обучения являлось приобретение определенной суммы знаний, центральным принципом современного образования является моделирование в процессе обучения будущей профессиональной деятельности.
То есть в процессе обучения физике учащийся должен приобрести личный опыт с учетом общественно выработанного опыта предыдущих поколений. Знания теперь не являются самодостаточными - они не являются основной целью физического образования, а выполняют второстепенную роль, выступая как лишь средство обучения. Основная цель учителя физики - организовать деятельность учащихся по решению практических задач, формирование способов действий, обеспечивающих в будущем решение конкретных задач учениками. Таким образом, учитель должен не просто передавать знания, а проектировать и организовывать учебную деятельность школьников. Но при этом не должно произойти коренной ломки образовательного процесса, должны лишь быть пересмотрены используемые средства и технологии обучения.
Деятельностный подход в образовательных стандартов второго поколения позволяет выделить основные результаты обучения и воспитания, выраженные в терминах ключевых задач развития учащихся и формирования универсальных способов, учебных и познавательных действий, которые положены в основу выбора и структурирования содержания образования. Этот подход обуславливает изменение общей парадигмы образования, которая находит отражение в переходе от определения цели школьного обучения как усвоения знаний, умений, навыков к определению цели как формирования компетенции, обеспечивающей овладение новыми компетенциями [32].
Главной ценностью учебной деятельности является компетентность, причем формирование компетентности идет через деятельность, т.е. по формуле; компетенция — деятельность — компетентность.
Компетенция как объективная характеристика реальности должна пройти через деятельность, чтобы стать компетентностью, как характеристикой личности. Эта формула помогает нам понять, что такое компетентность. И компетентностный подход не противостоит деятельностному.
Сущность компетентностного подхода и проблемы формирования ключевых компетенций анализируются и разрабатываются в научно-теоретических и научно-методических работах П.П. Борисова, И.А. Зимней, Л.Ф. Ивановой, И.Д. Фрумина, А.В. Хуторского [9,36,39,117,118] и других исследователях.
При компетентностном подходе учебная деятельность приобретает исследовательский и практико-ориентированный характер, и сама становится предметом усвоения. Как отмечают В.А. Болотов и В.В.Сериков, «компетентность, выступая результатом обучения, не прямо вытекает из него, а является следствием саморазвития индивида, обобщения личностного и дея-тельностного опыта» [7].
Элективный курс в системе профильного обучения старшей школы
Из разработанного нами комплекса учебных пособий для осуществления уровневой дифференциации при проведении тестовых работ по всем темам, изучаемым в курсе физики старшей школы, весь дидактический материал [66] с помощью языка разметки HTML и скриптов на языке программирования JavaScript был переведен в электронную версию и включен в универсальное электронное пособие, чтобы осуществлять компьютерное тестирование школьников [64].
Для осуществления проектной деятельности учащихся, а также активизации самостоятельной работы над материалом, овладения навыками проведения физических экспериментов по теме «Электрический ток в жидкостях» в универсальном электронном пособии содержится ряд тем для подготовки сообщений, рефератов, проектов по данной проблеме («Первые наблюдения гальванических явлений», «Майкл Фарадей и его законы электролиза», «Создание первого источника электрического тока» и др.), список рекомендуемой литературы и Интернет-источников, а также описание проведения домашних физических экспериментов [84].
Таким образом, универсальное электронное пособие содержит весь необходимый материал, который может потребоваться учителю для организации и проведения мультимедийного урока по теме «Электрический ток в жидкостях». Причем весь необходимый материал содержится на одном оптическом носителе (диске) и учителю нет необходимости во время урока осуществлять смену диска или открывать тот или иной сайт, что экономит время на уроке, например, для закрепления изученного материала или проверки знаний [67],
Следует отметить, что включение в объяснение нового материала анимационных роликов, например при изучении электролитической диссоциации, дают учащимся возможность наблюдать движение ионов внутри электролита. Яркая, красочная, динамичная картина, представленная на экране компьютера или телевизора, демонстрируемая вслед за традиционным опытом по электролитической диссоциации, позволяет систематизировать и укрепить знания учащихся, развить у них познавательные и творческие способности [54]. Применение разработанного нами универсального электронного пособия позволяет:
При организации урока с использованием информационных технологий должны быть определены методы, приемы, средства обучения, их соответствия содержанию учебного материала, поставленным целям урока, учебным возможностям класса, соответствие методического аппарата урока каждому его этапу и задачам активизации обучающихся.
Показателями эффективности организации и управления урока с использованием разработанного универсального электронного пособия выступают саморазвитие и личностное самоопределение учашихся, развитие их мотивации к учению, познавательная деятельность. Важно учесть, что использование компьютерного моделирования не должно выступать симуляцией, т.е. заменой реальных физических экспериментов, так как число изучаемых в школе физических явлений и процессов, которые нельзя воспроизвести с помощью реальной демонстрации, очень велико.
Использование информационных технологий в обучении позволяет рассматривать школьника как субъекта образовательного процесса и ведет к из 65 менению стиля взаимоотношений между его субъектами. При этом учитель перестает быть основным источником информации и занимает позицию человека, организующего самостоятельную деятельность учащихся и управляющего ею. Его основная роль состоит теперь в постановке целей обучения, организации условий, необходимых для успешного решения образовательных задач. Организация обучения на основе ИКТ позволяет не только удовлетворять образовательные запросы каждого ученика в соответствии с его индивидуальными способностями, но и создавать условия для самореализации, саморазвития школьников.
В современной школе, когда меняются приоритеты образования, наиболее актуальной является опора на знания по другим предметам при объяснении нового материала, а так же при повторении. Важно, чтобы существовала преемственность в содержании отдельных дисциплин и сближение родственных предметов. Показателем широкой образованности учителя является его способность охватить связи между различными науками, провести параллели с разделами смежного учебного предмета, сопряженными по содержанию с тем, который он преподает.
Исходя из межпредметных связей курсов физики и химии с целью формирования компетенций обучающихся, нами разработан межпредметный урок для 10-11 общеобразовательных классов на тему «Электрический ток в жидкостях» [60], рассчитанный на Ъ-А часа изучения нового материала в зависимости от того, сколько времени займут анализ и коррекция полученных знаний учащимися (рис. 2.3 - 2.6). В случае если не требуются коррекция повторная проверка усвоения материала учащимися, в конце урока учитель обобщает изученный материал на уроке, демонстрируя научно-популярные и документальные фильмы из универсального электронного пособия «Физика 10-11 класс» по теме урока, например «Майкл Фарадей», «Алессандро Вольта и батарея» и другие.
Данный урок могут совместно проводить учителя физики и химии, а также один учитель физики после предварительной консультации, полученной у учителя химии.
Согласно схеме организации и управления учебной деятельностью учащихся на уроке физике осуществлена информационная подготовка планируемого урока, определены цели урока с учетом возрастных особенностей класса, подобраны необходимые технические средства обучения для проведения демонстрационного эксперимента, а также использованы мультимедийные ресурсы.
Цель межпредметного урока «Электрический ток в жидкостях» - установление физико-химических связей и законов электропроводности жидкостей. Задачи межпредметного урока: 1. Определение физической природы протекания электрического тока в электролитах. 2. Выведение законов электролиза и применение их при решении практических задач. 3. Расширение кругозора учащихся и повысить познавательный интерес к изучению физики и химии.
Для проведения демонстрационного эксперимента требуется следующее оборудование: источники питания на 4 В, раствор сульфата меди (II), поваренная соль, сахар, дистиллированная вода, , концентрированная уксусная кислота, раствор гидроксида калия, серная кислота, глауберова соль, лабораторные амперметры, ванна электролитическая, лампа накаливания, ключи, реостаты, соединительные провода, прибор Е.Н. Горячкина по электролизу.
На уроке необходимо использовать компьютерного оборудования и мультимедийных ресурсов: компьютер, проектор, интерактивная доска, универсальное электронное пособие «Физика 10-11 класс». На основе личностно ориентированных технологий и межпредметной интеграции, а также согласно схеме организации и образовательным процессом при изучении темы «Электрический ток в жидкостях» (рис. 2.2) разработан план-конспект урока (во времени), включающий в себя этапы проверки усвоения и коррекции изученного материала с помощью карточек заданий и сигнальных карточек, продумано применение здоровьесберегающих технологий, учитывая технику безопасности и гигиену труда, прописан сценарий урока, проводимого совместно учителями физики и химии.
Задачи и план межпредметного урока .
Тема «Электрический ток в жидкостях» носит межпредметный характер и недостаточно освещена в курсе химии и физики. Данный курс разработан с целью углубления и коррекции имеющихся знаний по электропроводности жидкостей из курса химии, формирования умений применять научные знания для объяснения наблюдаемых физических явлений, обучения решению задач с применением ИКТ, систематизации знаний и выработке целостного взгляда на физику и химию.
При изучении данного курса школьники знакомятся с понятиями электролитической диссоциации, электролизом, познают смысл законов электролиза, принцип действия и применение гальванического элемента и аккумулятора; учатся описывать и объяснять результаты наблюдений и экспериментов по электропроводности жидкостей, применять полученные знания для решения различного вида задач, а также использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.
Например, электропроводность жидкостей используется в источниках питания и производственных процессах, связанных с покрытием металлов, очисткой их от примесей, получение точной металлической копии предмета. Актуальность предложенного курса обусловлена и тем, что в технике используются новые передовые технологии. Полученные по данной теме знания и умения пригодятся учащимся и в дальнейшем.
Согласно схеме организации и управления учебной деятельностью учащихся на уроке физике при изучении темы «Электрический ток в жидкостях» (рис. 2.2) осуществлена информационная подготовка планируемого элективного курса, определены цели и задачи курса с учетом возрастных особенностей учащихся, подобраны необходимые технические средства обучения для проведения реального и виртуального экспериментов, составлено тематическое планирование, определены формы, методы организации и планируемые результаты усвоения курса.
Цель элективного курса «Электропроводность жидкостей и ее применение в технических устройствах»: познакомить учащихся с физическими основами электролиза и его практическим применением в науке и технике. Задачи курса: - познакомить явлением протекания электрического тока в жидкостях; - изучить процессы электролитической диссоциации и электролиза, понятия электролитов, ионов, катионов и анионов; - сформировать идеи познаваемости природы материи, окружающего мира, активности и информационной культуры учеников; - развить умения анализировать, выделять главное, сравнивать и объяснять понятия, обобщать и систематизировать материал; -продемонстрировать роль практики в науке и при развитии техники, показать широкое прикладное значение электролиза.
Для проведения реального и виртуального экспериментов требуется следующее оборудование и мультимедийные ресурсы: компьютер, проектор, интерактивная доска, универсальное электронное пособие «Физика 10-11 класс».
Предусмотрено проведение элективного курса с использованием различных форм и методов организации учебных занятий: лекции, демонстрационный и компьютерный эксперимент, виртуальная лабораторная работа, решение задач, компьютерное тестирование.
Изучив курс, школьники должны: усвоить такие понятия как электролитическая диссоциация, электролиз, знать смысл и формулировку закона электролиза, принцип действия и применение гальванического элемента и аккумулятора; описывать и объяснять результаты наблюдений и экспериментов по электропроводности жидкостей; применять полученные знания для решения различного вида задач, а также использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.
Аннотация к элективному курсу «Электропроводность жидкостей и ее применение в технических устройствах»: с электропроводностью растворов, в частности солей в воде, связано очень многое в нашей жизни. Тело человека на 80 % состоит из воды, в результате чего оно является хорошим проводником электричества. Неотъемлемой частью автомобилей, плееров и мобильных телефонов являются «батарейки» - электрохимические элементы питания и различные аккумуляторы -от свинцово-кислотных в автомобилях до литий-полимерных в мобильных телефонах. Хромированные трубки, посеребрённые или позолоченные украшения являются результатом помещения их в раствор жидкости с пропусканием электрического тока. Таким образом, процесс электролиза напрямую связан с нашей жизнью.
Изучение курса сопровождается историческим и биографическими справками, раскрываются особенностями эпохи открытия изучаемых явлений, а также рассказываются курьезы, связанные с применением электрического тока в жидкостях.
При изучении материала наряду с традиционными реальными экспериментами демонстрируют компьютерные анимации, модели, видеозаписи реальных опытов, позволяющие повысит наглядность изучаемых явлений.
Вначале важно правильно определить природу носителей электрического тока в электролитах. Поэтому в дополнение к традиционному опыту «Электропроводность воды и ее растворов» из универсального электронного пособия «Физика 10-11 класс» демонстрируется компьютерная анимация «Электролитическая диссоциация № 2» (рис. 2.50), которая делает этот опыт более наглядным, раскрывает суть процессов, происходящих внутри электролита, и объясняет, откуда в растворах берутся носители электрического заряда.
Мониторинг сформированности компетенций обучающихся
По результатам тестирования до эксперимента из диаграмм 13-15 видно, что высоким уровнем рефлексии выпускники исследуемых школ не обладают. Учащиеся общеобразовательных классов имеют средний уровень рефлексии, в профильных физико-математическом и химико-биологическом классах уровень рефлексии низкий, что влечет за собой более высокий уровень самооценки у учеников общеобразовательных классов по сравнение с профильными.
После проведения эксперимента по внедрению методики комплексного изучения темы «Электрический ток в жидкостях» уровень рефлексии в профильных классах повысился и стал средним, а в общеобразовательных классах уровень рефлексии стал ниже, это говорит о том, что ученики общеобразовательного класса стали задумываться над происходящим, более объективно оценивать свои действия с позиции стороннего наблюдателя.
Одной из важных компетенций учащихся является проблемная компетенция, сформированность которой можно оценить, используя тест на проверку интеллектуальной лабильности (Приложение 6), исследование которой позволяет оценить особенности интеллекта учеников. Методика «Интеллектуальная лабильность» направлена на исследование способности учащихся нереключать внимание, умение быстро переходить с решения одних задач на выполнение других, не допуская при этом ошибок. Результаты данного исследования представлены на диаграмме 16.
Под лабильностью интеллектуальных процессов понимается скорость перестройки этих процессов при последовательном переходе от решения одной задачи к другой. В норме старшеклассник должен иметь высокий уровень интеллектуальной лабильности. Как видно из представленных на диаграммах 16 данных высоким уровнем интеллектуальной лабильности, обладают только ученики профильных физико-математических классов. Общеобразовательные классы обладают средним уровнем лабильности интеллектуальных процессов.
Для повышения лабильности необходимо: Пространственно-предметный компонент образовательной среды должен быть физиологичен и информативен. Важным требованием к этому компоненту является учет принципа многоисточниковости в получении информации.
Пространственно-образовательный компонент - формировании способности исследовать информационную среду с целью решения той или иной задачи, находить ресурсы, которые позволят эту задачу решить.
Главное требование к технологии - способность обеспечения такой системы учебно-воспитательного процесса, которая позволяла бы варьировать средства обучения. То есть, средствами обучения и воздействия на систему личности ученика должны быть, во-первых, разнообразные методы. Во-вторых, целью этого воздействия должно быть формирование многовариатив-ности действий и способов решения ставящихся перед учащимися задач.
Из диаграммы 16 видно, что после внедрения нашей методики уровень интеллектуальной лабильности повысился только у учеников общеобразовательных экспериментальных классов, а в контрольных классах остался на прежнем уровне.
В ходе эксперимента в старших классах мы определяли профильную компетенцию выпускников экспериментальных школ, через определение ценностных ориентаций. Мы решили оценить, на сколько выпускники школ экспериментальных школ определились со своей с выбором будущей профессии и к каким профессия у них склонности. Измерения приводилось с помощью опросника профессиональной готовности Л.Н. Кабардовой (Приложение 8) и дифференциально-диагностического опросника Е.А. Климова (Приложение 7). Результаты диагностик экспериментальных классов представлены на диаграммах 17 и 18.
Рязани Александро-Невская СОШ Рязанской обл. Ранее мы уже отмечали, что в соответствии с опросником КОТ, уровень интеллектуальных способностей учащихся позволяет приступить к освоению широкого круга профессий. Анализируя построенные диаграммы 17-18, можно сделать вывод, что после внедрения комплексной методики изучения темы «Электрический ток в жидкостях» у старшеклассников повысилась популярность профессии «Человек-Техника», произошло повышение мотивации и профильной ориентации выпускников.
После внедрения нашей методики была проведена повторная диагностика определения интересов, способностей личности с помощью «Карта интересов. Любите ли вы? Нравится ли вам? Хотели бы вы?» (Приложение 10). Полученные результаты представлены в таблицах 3.4-3.6 и на диаграммах 19-21.
Похожие диссертации на Комплексное совершенствование методики изучения темы "Электрический ток в жидкостях" в курсе физики средней школы
-
-
-
-
-
