Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Научно-методический анализ литературы и исследований по проблеме экологического образования (в том числе, при обучении физике) 20
1.1. Состояние экологического образования в России к концу XX века 20
1.2. Формирование физических основ экологической культуры в системе вузовского и школьного образования 38
1.2.1. Взаимосвязь физики и экологии 40
1.2.2.Проблемы экологической подготовки школьников и студентов в процессе изучения физики 49
1.3. Исследование степени использования основных форм учеб
ного процесса для экологической подготовки учителей физики 55
1.4. Лабораторные практикумы - один из путей формирования экологической культуры студентов в процессе обучения физике 65
Выводы по первой главе 73
ГЛАВА 2. Методика формирования экологической культуры будущих учителей физики на занятиях физического практикума- 75
2.1. Психолого-педагогические основы формирования экологической культуры студентов на занятиях лабораторного физического практикума 75
2.2. Требования к лабораторным работам с экологическим содержанием для практикума по физике педагогического вуза 86
2.3. Обоснование тематики комплекса лабораторных работ с экологическим содержанием 91
2.4. Методика проведения занятий по выполнению лабораторных работ с экологическим содержанием в практикуме по общей физике 99
2.5. Описания лабораторных работ комплекса и методики их выполнения 112
2.5.1. Лабораторная работа «Основы дозиметрии и защиты от ионизирующих излучений» 112
2.5.2. Лабораторная работа «Радон и экология жилых помещений» 129
2.5.3. Лабораторная работа «Изотоп 40К и экология человека» 139
2.5.4. Лабораторная работа «Моделирование поглощения ультрафиолетовой радиации озоновым слоем Земли» 147
Выводы по второй главе 156
ГЛАВА 3. Педагогический эксперимент по теме исследования 157
3. 1. Организация педагогического эксперимента 157
3.2. Результаты педагогического эксперимента 160
3.2.1. Констатирующий этап 160
3.2.2. Поисковый этап 162
3.2.3. Обучающий этап 172
3.2.3.1. Методика проведения обучающего этапа 172
3.2.3.2. Анализ результатов педагогической проверки 177
Выводы по третьей главе
- Состояние экологического образования в России к концу XX века
- Психолого-педагогические основы формирования экологической культуры студентов на занятиях лабораторного физического практикума
- Организация педагогического эксперимента
Введение к работе
Формирование экологической культуры в процессе обучения стало одним из приоритетов современной мировой стратегии в развитии образования.
Стремительный прогресс науки и техники дал в руки человека огромные силы, преобразующие лик планеты. При этом определенные виды природопользования сопровождаются негативными для условий жизни последствиями, что создает реальную опасность глобального экологического кризиса. Перед человечеством встали задачи поиска путей к сбалансированному существованию природы и общества, экологической оптимизации всех видов природопользования и обеспечения экологической безопасности. Решение этих задач возможно лишь благодаря экологически обусловленной деятельности личности и общества, которая, в свою очередь, является проявлением экологической культуры. Все это выдвигает экологическую культуру человека в качестве первостепенного условия самого существования его на Земле.
Формирование экологической культуры должно осуществляться через единую систему, объединяющую в себе «экологическое образование - экологическое воспитание - экологическое просвещение». В законе «Об охране окружающей среды»( 1992г.) сказано: «В целях повышения экологической культуры общества и профессиональной подготовки специалистов устанавливается система всеобщего, комплексного и непрерывного экологического воспитания и образования, охватывающая весь процесс дошкольного, школьного воспитания и образования, профессиональной подготовки специалистов в средних и высших учебных заведениях, повышения их квалификации^ 163, с.З].
Хотя для успешного решения задач экологического образования населения России признано необходимым проводить подготовку экологически грамотных специалистов во всех областях, однако, для проведения
экологического воспитания и образования подрастающего поколения актуальна, прежде всего, подготовка учительских кадров. Поэтому важнейшими звеньями в системе непрерывного экологического образования являются школа и вуз, особенно педагогический вуз, готовящий будущих учителей.
Существенную часть экологического образования составляют знания, приобретаемые при обучении физике. Физика как учебный предмет обладает большими потенциальными возможностями для воспитания экологически грамотной молодежи. Изучение физики дает представление о целостности природы, взаимосвязанности и взаимообусловленности происходящих в ней процессов, причинно-следственных связях природных явлений, источниках техногенного загрязнения окружающей среды. Именно в рамках этой науки и школьники, и студенты получают возможность не только узнать о последствиях нарушения природного равновесия (чем часто и ограничивается экологическое образование), но и понять физические основы действия природных и антропогенных факторов, вызвавших эти нарушения. Формирование научной картины мира, понимание необходимости регулирования взаимодействия общества и природы с целью сохранения между ними равновесия и предотвращения негативных последствий научно-технического прогресса позволяет выявить пути преодоления конкретных кризисных экологических ситуаций с учетом возможностей современной науки и техники. Экологически образованный физик (и, конечно, учитель физики) должен уметь грамотно оценивать состояние окружающей среды, опасность, возникающую при физико-техническом воздействии на природу и живые организмы, количественно рассчитать их реальные последствия, иметь представления о методах защиты и нейтрализации возможного ущерба.
Однако ни в одной из программ педагогических вузов по физике и родственных с ней дисциплин не встречаются вопросы экологической на-
правденности, не отражены они в явном виде и в вузовских пособиях по физике. Хотя исследования по проблеме экологического образования студентов-физиков проводились [102], методические разработки по этой актуальной проблеме практически отсутствуют, а преподаватели, как правило, психологически и методически не готовы к экологическому обучению студентов. Однако во многих педагогических вузах России экологическая подготовка будущих учителей физики все же проводится силами преподавателей-энтузиастов. Среди таких вузов можно назвать Санкт-Петербургский, Пензенский, Брянский, Московский государственный открытый педагогический и Московский педагогический государственный университеты, Уральский профессионально-педагогический университет, Елабужский педагогический институт и др.
Принцип непрерывности экологического образования предполагает использование всех форм учебного процесса - лекций, семинаров, лабораторных занятий, спецкурсов, и др. В формировании экологических знаний доминирующая роль должна принадлежать главному звену дидактического цикла обучения - лекции, так как именно на лекциях закладываются основы научных знаний в обобщенной форме. Практические занятия предназначены для углубленного изучения материала, здесь есть возможность более глубоко раскрыть политехнический аспект экологических знаний при решении задач, в беседах и дискуссиях. Наиболее острые с точки зрения физической науки экологические проблемы современности удобно раскрывать на спецсеминарах и в курсовых работах.
Одной из важнейших форм обучения студентов являются лабораторные занятия, которые трактуются в дидактике как способы управления. познавательной деятельностью студентов. Лабораторные занятия позволяют в процессе деятельности учебно-исследовательского характера интегрировать теоретико-методологические знания, а также формировать практические умения студентов, которые играют большую роль в их бу-
дущей профессиональной деятельности. Именно поэтому лабораторные занятия обладают широкими возможностями для осуществления экологической подготовки будущих учителей, и эти возможности необходимо использовать.
В результате анализа имеющихся к настоящему времени публикаций [18,36,104,114,126,182,183] и методических пособий [1,6,10,50,89,93 -96,131,132,151,197] к лабораторным практикумам, а также проведенного исследования общих и специальных лабораторных практикумов по физике ряда педагогических вузов, в ходе бесед с преподавателями педвузов и их анкетирования выяснилось, что лабораторные работы с экологической направленностью встречаются крайне редко. Это, как правило, небольшие по времени выполнения работы, посвященные, в основном, констатации факта нарушения экологического равновесия (определение влажности и запыленности окружающей среды, акустического фона, радиоактивного фона) и дополняющие материал соответствующих спецкурсов.
В большинстве практикумов по общей физике до сих пор не представлены в достаточном количестве лабораторные работы, посвященные изучению механизмов природного и антропогенного воздействия на человека и окружающую среду, исследованию ее параметров, знакомящие с физическими методами моделирования и прогнозирования результатов этого воздействия, а также способами обеспечения экологически безопасных условий жизнедеятельности. Аналогичная ситуация наблюдается и в специальных физических практикумах, где лишь в отдельных случаях можно встретить работы, содержащие задания экологического характера.
Проведенное изучение экологического материала [4,6,14,37,78, 81,91,116,118,141-143,145,154-156,164,171,184,196,199] и анализ функций лабораторных практикумов [9,11,12,99,125,160,188] выявили возможность дидактически обоснованного включения экологических вопросов в лабораторные работы различных разделов фишческих практикумов.
Таким образом, есть основания утверждать, что имеется противоречие между необходимостью включения экологического компонента в физические практикумы педагогических вузов, возможностью осуществления такой деятельности и ее недостаточной научно-методической разработанностью и практической реализацией. Это противоречие определило актуальность проводимого исследования.
Выбор темы проведенного диссертационного исследования «Лабораторные работы с экологическим содержанием в практикуме по общей физике педагогического вуза» обусловлен также профессиональными мотивами автора, в течение нескольких лет занимавшегося реализацией идеи создания в вузовском физическом практикуме лабораторных работ с экологическим содержанием и приобретшего опыт методики осуществления экологической подготовки студентов в процессе выполнения таких работ.
Объектом исследования является процесс экологической подготовки студентов педагогических вузов при изучении физики.
Предметом исследования является методика использования лабораторных занятий в физических практикумах для повышения уровня экологической подготовки будущих учителей физики и формирования основ их экологической культуры.
Целью исследования является разработка методики использования лабораторных занятий в физических практикумах для осуществления экологической подготовки студентов, основанной на включении в процесс обучения лабораторных работ, сочетающих в себе физическое и экологическое содержание.
В основу исследования положена следующая гипотеза- Если включить в физические практикумы педагогических вузов лабораторные работы с экологическим содержанием, то это позволит не только повысить уровень экологической подготовки будущих учителей физики, но и зало-
жить основы их экологической культуры, а именно:
сформировать у студентов понимание физических основ действия природных и антропогенных факторов, вызывающих нарушение экологического равновесия;
дать представление о методах мониторинга окружающей среды, защиты и нейтрализации возможного экологического ущерба;
выработать умения осуществлять оценку состояния окружающей среды, физико-технического воздействия на природу и живые организмы, а также обеспечивать экологически безопасные условия жизнедеятельности;
сформировать понимание личностной значимости приобретаемых знаний и умений, повысить интерес к изучению экологического материала, в том числе при обучении физике.
Для подтверждения гипотезы исследования, а также достижения его цели были поставлены следующие задачи:
выявить традиционные пути осуществления экологического образования в школах и вузах, в том числе и педагогических; а также рассмотреть возможность осуществления экологического образования в процессе обучения физике;
провести психолого-педагогическое обоснование возможностей использования лабораторных занятий в физическом практикуме для формирования экологической культуры студентов при условии включения в процесс обучения лабораторных работ, сочетающих в себе физическое и экологическое содержание;
сформулировать требования к лабораторным работам с экологическим содержанием для физических практикумов педагогических вузов;
разработать и создать комплекс таких работ для лабораторного практикума по общей физике педагогического вуза;
разработать методику проведения занятий по выполнению лабораторных работ созданного комплекса;
экспериментально проверить гипотезу исследования.
Для решения поставленных задач использовались следующие ме-
р. тоды исследования и виды деятельности:
- изучение опыта осуществления экологического образования в вузах и
школах России на основе анализа научной, научно-популярной, общепе
дагогической, методической и психологической литературы, а также ма
териалов сети INTERNET;
- получение и анализ информации в процессе констатирующего педагоги
ческого эксперимента по проблеме использования в педагогических ву-
^ зах различных форм учебного процесса, в том числе, лабораторных за-
нятий, для осуществления экологической подготовки студентов при обучении физике;
- создание и использование комплекса лабораторных работ с экологиче
ским содержанием в практикуме по общей физике педагогического вуза,
включающее конструирование и изготовление экспериментальных уста
новок; разработку учеб но-методических материалов в соответствии с
^ поставленными дидактическими целями; организацию и проведение
учебных занятий по выполнению комплекса лабораторных работ с экологическим содержанием, наблюдение за учебной деятельностью студентов при их выполнении;
анкетирование и тестирование преподавателей и студентов;
организация и проведение поисково-обучающего педагогического экс-* перимента в лабораторном практикуме по общей физике;
- статистическая обработка и анализ результатов педагогического экспе
римента.
Основной базой опытно-экспериментальной работы был
физический практикум кафедры общей и экспериментальной физики (КОЭФ) физического факультета Московского педагогического государственного университета (МПГУ).
Исследование осуществлялось в течение нескольких этапов в период с 1993 по 2001 год.
На первом этапе исследования изучалось современное состояние экологической подготовки в школах и педагогических вузах и, в частности, в процессе обучения физике. С этой целью была проанализирована специальная литература, а также проведены опросы преподавателей физики ряда педагогических вузов России и студентов физического факультета МПГУ. Была также рассмотрена необходимость и возможность использования лабораторных занятий в физических практикумах педагогических вузов как одного из путей формирования экологической культуры будущих учителей физики.
В течение второго этапа исследования был разработан и включен в практикум по общей физике комплекс лабораторных работ, посвященных изучению физических основ радиационной экологии, а также предложена методика его использования для осуществления экологической подготовки студентов в процессе лабораторных занятий.
На третьем этапе в ходе обучающего эксперимента была отработана структура проведения занятий по выполнению этих лабораторных работ с использованием соответствующего методического обеспечения. Проведена оценка эффективности включения в процесс обучения в практикуме по общей физике созданного комплекса лабораторных работ для повышения уровня экологической подготовки будущих учителей физики и формирования основ их экологической культуры. Полученные результаты позволили подтвердить выдвинутую гипотезу исследования.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА исследования состоит:
в обосновании необходимости и возможности использования лабораторных занятий физического практикума для формирования основ экологической культуры будущих учителей физики путем включения в процесс обучения лабораторных работ с экологическим содержанием;
в определении требований, предъявляемых к лабораторным работам с экологическим содержанием для физических практикумов педагогических вузов;
в создании в соответствии с этими требованиями для лаборатории атомной и ядерной физики общего физического практикума комплекса из четырех оригинальных лабораторных работ по основам радиационной экологии, сочетающих в себе физическое и экологическое содержание - «Основы дозиметрии и защиты от ионизирующих излучений», «Радон и экология жилых помещений», «Изотоп 40К и экология человека», «Моделирование поглощения ультрафиолетовой радиации озоновым слоем Земли»;
в разработке методики проведения занятий по выполнению лабораторных работ с экологическим содержанием.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ определяется вкладом в совершенствование вузовской подготовки будущего учителя путем установления взаимосвязей подготовки по физике и экологической подготовки, в частности, обоснованием возможности формирования экологической культуры студентов на лабораторных занятиях в физических практикумах в процессе выполнения ими лабораторных работ, сочетающих в себе физическое и экологическое содержание.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ исследования состоит:
в создании и внедрении в учебный процесс педагогического вуза ком
плекса лабораторных работ с экологическим содержанием;
в разработке методики проведения занятий по выполнению лабораторных работ созданного комплекса;
в разработке учебно-методических материалов для их выполнения;
в адаптации отдельных работ комплекса к условиям школьных физических практикумов и разработке методических рекомендаций по их использованию для экологической подготовки школьников.
НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:
Обоснование необходимости и возможности использования лабораторных занятий в физических практикумах как одного из путей формирования основ экологической культуры будущих учителей в системе вузовского образования.
Комплекс лабораторных работ, посвященных изучению вопросов радиационной экологии:
«Основы дозиметрии и защиты от ионизирующих излучений».
«Радон и экология жилых помещений».
«Изотоп 40К и экология человека».
«Моделирование поглощения ультрафиолетовой радиации озоновым слоем Земли».
3. Основные положения методики проведения занятий по выполнению
работ данного комплекса в практикуме по общей физике педагогиче
ского вуза.
Результаты исследования докладывались на:
Конференции-выставке-ярмарке «Образование-94», г. Москва, 1994 г.;
Межвузовской конференции «Педагогические технологии в высшей школе», г. Рязань, 1995г.;
3-ей конференции стран содружества «Современный физический практикум», г. Москва, 1995 г.;
Конференции «Физика в системе современного образования», г. Волго-
град, 1997 г.;
Второй международной конференции УФО-98, г. Москва, 1998 г.;
1-ой Международной научно-методической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и ВУЗ», г. Москва, 1999 г.;
- 2-ой Международной научно-методической Конференции «Новые тех-
# нологии в преподавании физики: школа и ВУЗ», г. Москва, 2000 г.;
Межвузовской конференции «Взаимосвязь системы научного познания и методов преподавания физики», г. Москва, 2000 г.;
Южно-сибирской международной научной конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири-2000 год», г.Абакан, 2000 г;
6-ой международной конференции «Физика в системе современного образования» (ФССО-01), г. Ярославль, 2001г.
Внедрение результатов исследования.
Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры общей и экспериментальной физики Московского педагогического государственного университета.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ отражено в следующих работах:
Виноградова Н.Б. Вопросы радиационной экологии в общем физическом практикуме, Методическое пособие. -М.: ФК «Школа будущего», 2000. - 80с. 5,0 п.л.
Виноградова Н.Б., Ильин В.А. Лабораторные работы с экологическим
содержанием в практикуме по общей физике // Преподавание физики в
высшей школе: Сборник научных трудов. №1. -М., 1994- С. 15-21. 0,38 7*
п.л. (авторских -70%)
3. Виноградова Н.Б. Изучение вопросов радиационной экологии в физи
ческом практикуме педагогического вуза. // Физика в системе совре
менного образования (ФССО-01): Сборник тезисов докладов шестой
международной конференции 28-31 мая 2001. - Ярославль: ЯГПУ, 2001.-С. 141-142. 0,09 п.л.
Виноградова Н.Б., Ильин В.А. Изучение радиоактивного распада радона в практикуме по общей физике педагогического вуза. // Преподавание физики в высшей школе: Сборник научных трудов. №1. - М, 1994. - С.21-25. 0,25 п.л. (авторских -80%)
Виноградова Н.Б., Ильин В.А. Изотоп К4П и оценка его активности в организме человека // Преподавание физики в высшей школе: Сборник научных трудов. №2. - М, 1995. - С.32-3 5. 0,19 п.л. (авторских -80%)
Виноградова Н.Б., Ильин В.А. Лабораторная работа «Основы дозиметрии» // Преподавание физики в высшей школе: Сборник научных трудов. №2 -М, 1995. - С.35-41. 0,38 п.л. (авторских -80%)
Виноградова Н.Б., Ильин В.А. Моделирование поглощения УФР озоновым слоем Земли в общем физическом практикуме. // Новые технологии в преподавании физики: школа и ВУЗ: Сборник аннотаций докладов 2-ой Международной научно-методической конференции. - М., 2000. - С. 61. 0,03 п.л. (авторских-80%)
Виноградова Н.Б., Ильин В.А. Лабораторные работы с экологическим содержанием в практикуме по общей физике. // Педагогические технологии в высшей школе: Тезисы докладов межвузовской конференции. -Рязань: РГПИ, 1995. -С.57-58. 0,125 п.л. (авторских -80%)
Виноградова Н.Б., Ильин В.А., Соина Н.В. Экологическое просвещение будущих учителей физики. // Физика в системе современного образования: Сборник тезисов докладов IY Международной конференции. 4.2. ~ Волгоград: Перемена, 1997.-С. 108-110. 0,125 п.л. (авторских-30%)
Виноградова Н.Б., Ильин В.А. Изучение радиоактивного распада радона. Лабораторная работа в практикуме по общей физике. // Известия ВУЗов. Физика. №1 -Томск: ТГУ, 1996. - С.119-120. 0,16 п.л. (авторских - 80%)
П.Виноградова Н.Б., Горин В.В. Лабораторная работа «Масс-спектрометрия и экологический мониторинг окружающей среды». // Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз. Сборник аннотаций докладов 1-ой Международной научно-методической конференции. - М., 1999. - С.6-7. 0,03 п.л. (авторских - 50%)
Виноградова Н.Б. Изучение вопросов радиационной экологии в физических практикумах педагогических вузов и школ (практические аспекты). // Экология Южной Сибири -2000 год. Материалы Южносибирской международной научной конференции студентов и молодых ученых 1-4 ноября 2000г. в г. Абакане. Т.2. - Красноярск: КГУ, 2000. -С.95-97. 0,4 п.л.
Виноградова Н.Б. Экологическая компонента практикума по общей физике педагогического вуза. // Проблемы взаимосвязи системы научных знаний и методов познания в курсе физики 12-летней школы. Педагогический ВУЗ, образовательные учреждения. Сборник тезисов докладов конференции. - М.: МПУ, 2000. - С.53. 0,125 п.л.
Виноградова Н.Б., Ильин В.А. Лабораторные работы с экологическим содержанием в практикуме по общей физике. // Образование -94: Материалы конференции-выставки-ярмарки. - М., 1994. - С.29. 0,02 п.л. (авторских - 50%)
Виноградова Н.Б., Ильин В.А., Максименко Е.В.. Изучение астрофизики в педагогическом вузе. Экологические аспекты. // Преподавание физики в высшей школе: Научно-методический журнал. №16. - М., 1999.-С.22-23. 0,09 п.л. (авторских - 40%)
16. Виноградова Н.Б., Ильин В.А. Лабораторные работы с экологическим
содержанием в практикуме по общей физике педагогического вуза. //
Современный физический практикум: Тезисы докладов III конферен
ции стран содружества. - М., 1995. - С.94-95. 0,06 п.л. (авторских -
70%)
СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ:
Диссертация состоит из Введения, трех глав, Заключения, библиографии и Приложения. Общий объем диссертации составляет 235 машинописных страниц, из них 190 страниц основного текста, включая 18 таблиц, 20 рисунков и 16 диаграмм. Библиографический список содержит 202 наименования.
Во Введении обосновывается актуальность темы исследования, определяются объект, предмет, цель, гипотеза, задачи и методы исследования, формулируются научная новизна, теоретическая и практическая значимость, положения, выносимые на защиту, приводятся сведения об апробации работы, внедрении результатов исследования и имеющихся публикациях.
В первой главе «Научно-методический анализ литературы и исследований по проблеме экологического образования (в том числе, при обучении физике)» приводятся результаты анализа литературы и материалов сети INTERNET по изучаемой проблеме; а также изучения практического опыта, накопленного в области вузовского и школьного экологического образования при обучении физике. Обсуждаются взаимосвязь физики и экологии, а также возможности использования для экологической подготовки будущих учителей физики различных форм учебного процесса и их практическая реализация. Рассматриваются основные элементы содержания, цели и задачи экологического образования, структурные компоненты экологической культуры личности, обсуждаются преимущества вузовских лабораторных занятий в сравнении с другими видами учебной аудиторной работы, а также дидактические функции лабораторных физических практикумов. На основании изложенного делается вывод о необходимости и возможности использования лабораторных занятий в физических практикумах как одного из наиболее рациональных путей формирования экологической культуры будущих учителей физики посредством включения в процесс обучения лабораторных работ, сочетающих в
себе физическое и экологическое содержание.
Результаты анкетирования, проведенного в ходе констатирующего педагогического эксперимента среди преподавателей и студентов с целью выявления уровня использования занятий в лабораторных физических практикумах для экологической подготовки будущих учителей, позволяют подтвердить актуальность проводимого исследования.
Вторая глава «Методика формирования экологической культуры будущих учителей физики на занятиях физического практикума» посвящена проблеме создания и использования на занятиях в физических практикумах педагогических вузов лабораторных работ с экологическим содержанием с целью повышения уровня экологической подготовки студентов и формирования основ их экологической культуры.
Проводится психолого-педагогическое обоснование использования лабораторных занятий в физическом практикуме как одного из наиболее рациональных путей формирования основ экологической культуры будущих учителей физики, а также описание требований, предъявляемых к лабораторным работам с экологическим содержанием для физических практикумов педагогических вузов. Обосновывается необходимость и возможность включения в общий физический практикум комплекса лабораторных работ, посвященных изучению физических основ радиационной экологии. Рассмотрены содержание, особенности постановки и выполнения конкретных работ, включая все этапы занятия - от сдачи допуска до защиты лабораторной работы, и возможность адаптации отдельных работ к условиям школьного физического практикума. Здесь же приводится описание методики проведения лабораторных занятий в практикуме по общей физике с использованием созданного комплекса работ.
Третья глава «Педагогический эксперимент по теме исследования» посвящена вопросам организации, описанию этапов и анализу результатов педагогического эксперимента.
В процессе проведения экспериментальной проверки выявлены высокий процент усвоения элементов знаний, сформированное умений по оценке состояния окружающей среды и сохранению здоровья человека, а также понимания личностной значимости физических и экологических знаний для будущей эколого-педагогической деятельности и повышение у обучаемых интереса к дальнейшему изучению экологического материала.
Таким образом, в процессе проведения экспериментальной проверки подтверждена правильность сформулированной гипотезы и доказано, что включение в физические практикумы лабораторных работ, сочетающих в себе физическое и экологическое содержание, не только способствует повышению уровня экологической подготовки будущих учителей физики, но и позволяет заложить основы их экологической культуры.
В Заключении подводятся итоги проведенного исследования.
В Приложении приведены разработанные в ходе исследования анкеты и тест, используемые для диагностики уровня экологической подготовки будущих учителей физики и формирования основ их экологической культуры.
Состояние экологического образования в России к концу XX века
Экологическое образование в настоящее время официально признано одним из важных направлений совершенствования деятельности образовательных систем во всем мире.
Под экологическим образованием понимают непрерывный и комплексный процесс обучения и воспитания граждан с целью формирования у них экологической культуры, направленный на формирование ценностных ориентации и норм поведения в области культурного природопользования и охраны окружающей среды, а также процесс и результат усвоения систематических знаний, умений и навыков в области воздействия на окружающую среду, состояния окружающей среды и последствий изменения окружающей среды [138, С.8-9].
В нашей стране экологическое образование впервые получило законодательное закрепление, и было поставлено в ряд государственных задач в 1960 году. В статье 18 «Закона об охране природы в РСФСР» говорилось: «В целях воспитания у молодежи чувства бережного отношения к природным богатствам и навыков правильного пользования природными ресурсами включить преподавание основ охраны природы в школьные программы и соответствующие разделы в учебниках естествознания, химии, географии...» [163, С.З].
В 1968 году в Париже на Межправительственной конференции ЮНЕСКО по рациональному использованию и охране ресурсов биосферы была принята программа действий, названная "Человек и биосфера". В этой программе впервые был отмечен глобальный, общечеловеческий характер экологического образования. Существенным этапом в развитии экологического образования в мире стала первая Межправительственная конференция по образованию в области окружающей среды, созванная ЮНЕСКО совместно с ЮНЕП ("Программа ООН по окружающей среде") в Тбилиси осенью 1977 года, которая приняла всеобъемлющую стратегию развития образования в области окружающей среды. На конференции отмечалось, что стратегической задачей в области формирования экологической культуры является создание "глобальной сети образования", в которой все образовательные системы включают в себя знакомство с экологическими проблемами, возникшими перед человечеством, формируют понимание взаимосвязи между человеком, обществом и природой в планетарном масштабе [198].
В 1979 г. Министерство высшего и специального образования СССР специальным приказом обязало ввести природоохранную подготовку во всех без исключения вузах страны. Подготовкой кадров по специальностям, связанным с охраной окружающей среды и рациональным использованием природных ресурсов, стали заниматься и средние специальные учебные заведения. Уже в 1982-1983 годах были пересмотрены и введены новые учебные планы экологического образования учащихся техникумов и училищ по всем специальностям.
В 1983 г. ООН создала Всемирную комиссию по окружающей среде и ее развитию. А в 1992 году в Рио-де-Жанейро состоялась Конференция ООН по окружающей среде и развитию с участием глав государств и правительств 179 стран, где была принята "модель устойчивого развития мирового сообщества", в основу которой легло положение о необходимости перестройки экологического сознания человечества. В ней говорится, что просвещение может помочь людям в усвоении экологических и этических норм, ценностей, которые требуются для обеспечения устойчивого развития. Необходимо появление экологической парадигмы сознания, то есть появление такого общепринятого и воплощенного в жизнь стандарта мысли и поведения, системы знаний, который бы воплотился в экологизированном производстве, науке, этике [83,107].
Реализовать эти требования можно, введя единую систему непрерывного экологического образования, сущность которого выражена в его основных целях: развитие экологического сознания и мышления, экологической культуры личности и общества, ответственного отношения каждого человека к природе; формирование практического опыта природопользования и компетентного принятия решений, что будет способствовать здоровому образу жизни людей, устойчивому социально-экономическому развитию и экологической безопасности страны и мира.
Экологическая культура выступает при этом как совокупность опыта взаимодействия людей с природой, обеспечивающая выживание и развитие человека и выраженная в виде теоретических знаний и способов практических действий в природе и обществе, нравственных норм, ценностей и культурных традиций; экологическое сознание - как адекватное отражение человеком этого опыта, включающее его нравственно-ценностное и ответственное отношение к природе; экологическое мышление - как процесс предвосхищения на понятийном уровне практической реализации экологически целесообразной деятельности [19].
Психолого-педагогические основы формирования экологической культуры студентов на занятиях лабораторного физического практикума
Как было сказано в главе I, экологическая культура личности кроме определенных знаний, убеждений и ценностных норм поведения предполагает наличие у человека умений и навыков по изучению состояния окружающей среды и готовности к практической деятельности по ее охране.
Будущего учителя любой специальности, согласно [192], можно рассматривать как личность, профессионально значимую в той мере, в какой она причастна к универсальным ценностям, выработанным человечеством, Поэтому целью экологического образования в педвузе должно являться формирование как личной, так и эколого-профессиональной культуры будущего учителя.
Основу экологической культуры будущего учителя составляет приобретаемая им совокупность экологических знаний и умений. Показателями уровня экологической культуры будущего учителя и факторами, оказывающими влияние на активность его деятельности, являются также интерес к экологическим проблемам, информации экологического характера, к состоянию экологической культуры школьников, обеспокоенность состоянием природной среды.
Формирование экологической культуры осуществляется в результате целенаправленного обучения. Обучение с точки зрения дидактики характеризуется единством двух деятельностей - преподавания (деятельность учителя) и учения (деятельность ученика). Это единство вступает в форме взаимодействия преподавателя и ученика, в ходе которого первый организует усвоение, а второй усваивает определенное содержание образования [62,161]. С точки зрения психологии обучение - это воздействие на психику человека с целью развития качеств и свойств личности [115,150].
Главный компонент образования - знания - в них выражен обобщенный опыт человечества. Основу экологической культуры будущего учителя составляет приобретаемая гш совокупность экологических знаний, В дидактике и методике физики выделяют различные элементы знаний: научное понятие, факт, закон, теория, физическая картина мира, методы физической науки, знание об эксперименте, прикладные знания [172,179]. Очень важно, чтобы экологические знания, получаемые будущими учителями физики, были связаны не только с прикладными, но и с другими элементами физических знаний.
В соответствии с деятельностиым подходом в обучении, основу которого составляют теория деятельности и теория поэтапного формирования умственных действий [39,42,44,150,177], усвоение содержания исторического опыта людей осуществляется не просто путем передачи информации о нем человеку, а в процессе его собственной активной деятельности, направленной на предметы и явления окружающего мира, и является результатом этой деятельности. В процессе деятельности формируются человеческие способности, умения решать различные задачи, а единицей деятельности выступает предметное действие. Конечной целью является формирование общей способности учащегося самостоятельно выполнять определенную деятельность в заданной области знаний.
Для успешного выполнения любой деятельности необходимы знания двоякого рода:
- знания об окружающей действительности (о тех объектах и процессах окружающего мира, с которыми нужно уметь действовать);
- знания о способах выполнения самой деятельности и отдельных действий (операционные знания).
При этом знания служат умениям и являются основой умений. В процессе обучения сначала даются знания, а затем на их основе формируются умения. Знания необходимы, но недостаточны. Умения включают в себя знания, плюс определенную степень тренированности в оперировании знаниями [62,188]. Знания, умения и навыки необходимы для применения в жизни усваиваемой культуры, в том числе и экологической.
Деятельность учащегося по усвоению знаний, умений и навыков называется учением [40,43,62,123,150], Если рассмотреть структуру учебной деятельности, то в ней можно выделить следующие структурные компоненты: мотивационную (зачем), содержательную (что) и процессуальную (как).
Вопрос о мотивах, побуждающих учиться, об отношении обучающихся к себе, к окружающему миру и процессу обучения, является одной из основных проблем в педагогической психологии [42,115,150]. Мотив рассматривают как «интегральное свойство личности, как причину, побуждающую учебную деятельность разного содержания и характера, как исходный момент учебной деятельности» [172,С65]. Основными мотивами сознательного учения являются «естественные стремления подготовиться к будущей деятельности и ... интерес к знанию». Интерес к знанию является мотивом учения, так как учение - « это собственно опосредованное, совершающееся через овладение накопленных человеком знаний, познание мира» [150, С.80].
Организация педагогического эксперимента
Целью констатирующего этапа эксперимента, который проходил в течение 1993-1998 годов, было выявление уровня организации процесса экологического образования в ведущих российских университетах, педагогических вузах и школах, особенно при изучении физики, а также степени использования в нем всех возможных форм обучения, включая лабораторные занятия в физических практикумах.
Для этого проведен поиск, подбор и теоретический анализ научной, научно-популярной, об ще педагогической, методической литературы, материалов сети INTERNET, основных нормативных документов, концепций, программ и учебников по исследуемой теме, а также проанализирован опыт работы вузов (и школ) по осуществлению экологического образования и воспитания в процессе обучения физике.
В I главе при постановке задач диссертационного исследования были подробно рассмотрены результаты обзора литературы, опроса преподавателей и студентов. Поэтому здесь мы не будем их полностью повторять, а приведем лишь основные положения.
Нами было проведен опрос преподавателей кафедр физики физических факультетов 12 педагогических вузов. Выбор большого количества вузов из различных регионов страны обусловлен желанием, по возможности, наиболее полно, проанализировать состояние исследуемой проблемы.
В ходе анкетирования, бесед и интервью с преподавателями-физиками указанных вузов были получены следующие результаты:
- преподаватели всех вузов высоко оценивают возможности курса общей физики в формировании экологических знаний студентов и считают необходимым проводить целенаправленную систематическую работу по их экологическому образованию и воспитанию;
- в настоящее время в курсе общей физики вопросы экологической направленности раскрываются в недостаточной степени. По результатам оценки реального использования в этом процессе основных форм учебных занятий приоритет имеют лекции (систематически используют - 15%, часто - 31%, эпизодически - 35%), в практические занятия вопросы экологического содержания включаются реже (систематически - 12%, часто - 15% опрошенных, эпизодически - 31%), доля же использования лабораторных занятий минимальна (систематически - 8%, часто -12%, эпизодически - 15%).
- как в общих, так и в специальных физических практикумах лабораторные работы с экологическим содержанием встречаются достаточно редко.
В результате изучения литературы по выбранной проблеме также выяснилось, что
- публикации, посвященные проблеме формирования экологической культуры будущих учителей в процессе обучения физике, крайне редки;
- материалы, где обсуждается возможность использования для этих целей лабораторного физического практикума, а также описывается методика постановки лабораторных работ с экологическим компонентом и использования их в учебном процессе, практически отсутствуют.
Анкетирование, проведенное среди студентов 3 курса физического факультета МПГУ после изучения ими полного курса общей физики и освоения соответствующих лабораторий, выявило сравнительно невысокий уровень их экологического кругозора, что еще раз подтвердило недостаточно эффективное использование в экологическом образовании будущих учителей физики основных форм учебного процесса, в том числе и лабораторных занятий в физическом практикуме.
Рассмотрение основных элементов содержания, целей и задач экологического образования, преимущества вузовских лабораторных занятий в сравнении с другими видами учебной аудиторной работы, а также дидактических функций лабораторных физических практикумов позволили нам сделать вывод о необходимости и возможности использования лабораторных занятий в практикуме по физике для повышения уровня экологической подготовки и формирования основ экологической культуры будущих учителей.
Данные, полученные в результате констатирующего эксперимента, позволили спланировать проведение поискового и обучающего этапов эксперимента.
