Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические аспекты формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа 19
1.1. Проблема формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов 19
1.2. Проектирование содержания естественнонаучного образования на основе интегративно-компетентностного подхода 37
1.3. Дидактическая модель формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа 59
Выводы по первой главе 78
Глава 2. Методические основы формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа 80
2.1. Атрибутивная модель представления системы фундаментальных естественнонаучных понятий в содержании естественнонаучного образования .80
2.2. Методика формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа при изучении интегративного учебного предмета «Естествознание» 93
2.3.Формирование фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа при изучении интегративного учебного предмета «Методика преподавания естествознания в начальной школе» 118
Выводы по второй главе 132
Глава 3. Методика проведения и результаты педагогического эксперимента по проверке успешности разработанной методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа 133
3.1. Задачи и методика проведения педагогического эксперимента 133
3,2, Критерии успешности методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий 138
3.3.Результаты педагогического эксперимента 150
Выводы по третьей главе 175
Заключение 177
Литература 182
Приложения 206
- Проблема формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов
- Атрибутивная модель представления системы фундаментальных естественнонаучных понятий в содержании естественнонаучного образования
- Задачи и методика проведения педагогического эксперимента
Введение к работе
Актуальность исследования. На современном этапе социально-экономического и политического развития государства происходят коренные изменения во всей системе образования. Эти аккумулирующиеся изменения, нашедшие отражение в Федеральном законе «Об образовании», Концепции модернизации отечественного образования на период до 2010 г., по сути, означают процесс смены образовательной парадигмы, отмеченный многими отечественными исследователями (В.И. Байденко [6], A.M. Новиковым [129], Л.Г. Семушиной [166], Ю.Г. Татуром [181] и многими другими).
Становится все более очевидным, что модель образования XXI в. должна претерпеть кардинальные трансформации и ориентироваться в своей основе на будущее человеческой цивилизации, также меняющей свою парадигму развития. Для этого следует обеспечить адекватность образования требованиям мирового сообщества, которое нуждается в том, чтобы образование предвосхищало будущее, в том числе и естественнонаучное образование.
Особое внимание в рамках современной компетентностной парадигмы образования следует обращать на развитие интеллектуальных способностей студентов. Во многом это зависит от грамотной организации постижения сущности предметов изучения, т.е. развития понятий. Понятие интегрирует в себе процесс и итог познания сущности предметов, явлений, включает рефлексивные процессы мышления, обеспечивая их необратимость, свернутость, системность.
Фундаментальные понятия занимают особое место в системе научных знаний. Они обладают достаточно большой степенью общности и формируются длительно как много уровневые теоретические понятия. К таким понятиям относятся: материя, вещество, движение, время, пространство, энергия и др. Данные понятия создают основу построения целостного содержания естественнонаучного образования, позволяют интегрировать содержание учеб-
5 ных предметов естественнонаучного цикла с предметами профессиональной подготовки.
В современной психолого-педагогической науке накоплен достаточный опыт изучения профессиональной подготовки студентов в средних и высших профессиональных образовательных учреждениях. Различным аспектам данной проблемы посвящены исследования Э.Ф. Зеера (сущность компе-тентностного подхода, дифференциация понятий профессиональная компетентность и компетенция, сущность и структура метапредметной компетентности), А.Б. Боровкова, Н.В. Кузьминой, О.С. Таизовой, (соотношение понятий компетентность и компетенция, структура профессиональной компетенции) В.И. Местечкина (формирование профессиональной компетентности в процессе дополнительного профессионально-педагогического образования), Г.Г. Гранатова, И.А. Зимней, Н.Н. Тулькибаевой, А.В. Усовой (роль овладения понятийным содержанием в формировании компетентности специалиста), Е.Н. Ращикулиной, Р.Я. Симонян, Н.М. Яковлевой (формирование предметных компетентностей и компетенций как основы готовности к профессиональной деятельности).
Однако в указанных исследованиях не установлено место фундаментальных естественнонаучных понятий в формировании профессиональной компетенции учителя начальных классов в области методики преподавания естествознания, что определяет актуальность исследуемой проблемы на социально-педагогическом уровне.
Фундаментальные естественнонаучные понятия - это философские понятия-категории, обладающие высокой степенью обобщенности и целостности. Различные аспекты целостности содержания образования рассматривались в исследованиях М.Н. Берулавы, В. А. Игнатовой, Н.Н. Тулькибаевой, А.В. Усовой (интеграция содержания образования в общеобразовательных и профессиональных образовательных учреждениях), СМ. Похлебаева, С.А. Старченко, О.А. Яворука (реализация интегративных
связей в содержании естественнонаучного образования в общеобразовательной школе). Данными исследователями разрабатывались различные аспекты реализации интегративных связей в содержании естественнонаучного образования: выделены источники, тенденции, типы, виды интеграции, существующие в образовательных учреждениях, кроме того, ими выделены функции интеграции, формы и уровни ее осуществления, рассмотрены основные идеи синтеза интегративного подхода с другими методологическими подходами. Однако проблема применения интегративного подхода к построению содержания образования в образовательных учреждениях среднего профессионального образования педагогического профиля в совокупности с компетентностным в исследованиях данных авторов не раскрывается, что определяет актуальность исследуемой проблемы на научно-теоретическом уровне.
Проблема формирования научных понятий нашла отражение в работах многих методистов Г.Г. Гранатова, С.Н. Поздняк (дидактические и методические основы формирования географических понятий), СМ. Похлебаева, А.В. Усовой (источники, способы и условия формирования биологических и физических понятий, роль самостоятельных работ в формировании понятий), З.И. Тюмасевой (дидактические и методические аспекты формирования эколого-валеологических понятий). Однако в исследованиях данных авторов рассматривается методика формирования отдельных естественнонаучных понятий и не решается вопрос о формировании системы фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов. Кроме того, в методике преподавания естествознания до сих пор не установлено место фундаментальных понятий в формировании профессиональной компетенции будущих учителей начальных классов в области методики преподавания естествознания, что свидетельствует об актуальности исследования на научно-практическом уровне.
7 Актуальность нашего исследования обусловлена необходимостью разрешения противоречий между:
потребностью общества в подготовке учителя начальных классов с высоким уровнем профессиональной компетенции в области методики преподавания естествознания и отсутствием научно обоснованных подходов к решению данной проблемы в педагогическом колледже;
педагогическим потенциалом, накопленным в совершенствовании естественнонаучного образования, и недостаточной разработанностью педагогических подходов к формированию естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа;
потребностями образовательной практики в целостном представлении методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов и отсутствием ее в педагогических колледжах.
Сегодня одним из направлений совершенствования фундаментальной естественнонаучной подготовки специалиста в колледже может быть разработка инновационного подхода к построению содержания естественнонаучного образования на основе идей интеграции и учитывающего требования к уровню профессиональной компетенции учителя начальных классов в области методики преподавания естествознания. Мы считаем, что таким подходом выступает интегративно-компетентностный подход.
Под интегративно-компетентностным подходом к построению содержания естественнонаучного образования мы понимаем целостное представление содержания естественнонаучного образования на основе фундаментальных естественнонаучных понятий, обеспечивающее развитие профессиональных компетенций в области методики преподавания естествознания у будущих учителей начальных классов.
На основании анализа существующих исследований [6; 12; 16; 18; 45; 69; 73; 116; 118; 159; 174; 176], а также собственного поиска в данном направлении была сформулирована проблема исследования. Ее суть заключа-
8 ется в необходимости разрешения противоречия между возросшими требованиями к подготовке будущего учителя начальных классов в области методики преподавания естествознания и недостаточной разработанностью методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа.
Важность и актуальность рассматриваемой проблемы послужили основанием для выбора темы исследования: «Методика формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа».
Цель исследования состоит в разработке методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледлса на основе интегративно-компетентностного подхода к содержанию естественнонаучного образования.
Объект исследования - процесс естественнонаучного образования студентов в педагогическом колледже
Предмет исследования - методика формирования фундаментальных естественнонаучных понятий студентов на основе интегративно-компетентностного подхода к содержанию естественнонаучного образования.
Гипотеза исследования. Если в образовательном процессе педагогического колледжа реализовать интегративно-компетентностный подход, включающий: соединение принципов интеграции и профессиональной направленности содержания естественнонаучного образования, представление системы фундаментальных естественнонаучных понятий на основе атрибутивной модели, формирование профессиональной компетенции учителя начальных классов в области методики преподавания естествознания на основе фундаментальных естественнонаучных понятий, использование приемов, способов и средств, обеспечивающих развитие мышления студентов от на-
9 глядно-образного к обобщенно-образному и далее к понятийному и практи-ко-действенному, то это будет способствовать:
-повышению качества естественнонаучного образования студентов в педагогическом колледже;
-развитию их естественнонаучного мышления;
-изменению уровня сформированное профессиональной компетенции в области методики преподавания естествознания.
На основе общей цели и выдвинутой гипотезы исследования мы ставим следующие задачи:
Изучить состояние проблемы формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у учащихся общеобразовательных учреждений и студентов педагогических колледжей - будущих учителей начальных классов.
Определить возможность использования интегративно-компетентностного подхода в формировании фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов.
Разработать дидактическую модель формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов.
Описать методику формирования и развития фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов.
Провести различные виды педагогического эксперимента по оценке успешности реализации разработанной методики в педагогическом колледже.
Теоретике - методологической основой исследования послужили: -на общенаучном уровне — научная теория познания, ее диалектические методы (В.Г. Афанасьев, Г. Гегель, A.M. Гендин, Б.М. Кедров, П.В. Копнин, В.А. Штофф, Ф. Энгельс и др.), теория систем (В.А. Беликов, В.П. Беспалько, Ю.А. Конаржевский, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, В.Н. Садовский, Г.Н. Сериков, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин, Э.Г. Юдин и др.);
-на психолого-дидактическом уровне — теория развивающего обучения (В.В. Давыдов, Л.В. Занков, А.И. Подольский, А.В. Усова, Д.Б. Эльконин и др.), фундаментальные положения теории формирования научных понятий (Ю.К. Бабанский, Л.Я. Зорина, И.Я. Лернер, Н.А. Менчинская, СМ. Похле-баев, М.Н. Скаткин, А.В. Усова и др.); теория поэтапного развития умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.В. Талызина, А.В. Усова), теория формирования обобщённых способов познавательной деятельности (А.Б. Бобров, П.Я. Гальперин, М.Д. Даммер, И.Р. Карасева, СМ. Похлебаев, Н.Ф. Талызина, Н.Н. Тулькибаева, А.В. Усова, и др.);
-на общедидактическом уровне - исследования проблем содержания и структуры образования (СИ. Архангельский, Ю.К. Бабанский, Л.Я. Зорина, В.В. Краевский, B.C. Леднев, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, А.В. Усова и др.), интегративный (М.Н. Берулава, И.Д. Зверев, Л.Я. Зорина, B.C. Леднев, В.Н. Максимова, Н.И. Резник, С.А. Старченко, А.В. Усова, В.Н. Фёдорова, А.Г. Хрипкова, О.А. Яворук, В.Н. Янцен); компетентностный (О.Ф. Алексеева, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, A.M. Князев, Е.Я. Коган, Т.А. Кривченко, Н.В. Кузьмина, В.В. Лаптев, М.Д. Лаптева, О.Е. Лебедев, Е.А. Ленская, Н А. Морозова, А.А. Пинский, Г.Н. Сериков, Н.П. Тропникова, И.Д. Фру-мин, Б.Д.. Эльконин и др.), модульный (П.К. Анохин, Л. Берталанфи, Б. Гольдшмид и М. Гольдшмид, А.А. Гучински, В. Пасвянскене, И.Б. Сен-новский, К.В. Судаков, М. Тересявичене, А.А. Толкачева, П.И. Третьяков, Н.Г. Хохлов, П.А. Юцявичене, Н.М. Яковлева) подходы к построению содержания образования;
-на частно-дидактическом уровне - идеи теории профессиональной подготовки кадров (А.П. Беляев, Ф.Н. Клюев, А.Я. Наин, A.M. Новиков, Г.М. Романцев, И.П. Смирнов, В.В. Шапкин и др.); основы теории интеграции в профессиональном образовании (В.В. Башутин, B.C. Безрукова, СБ. Ельцов, Э.Ф. Зеер, М.Н. Зотеева, В.В. Кисель - Загорянский, О.М. Кузнецова, А.Н. Сергеев, Ю.С Тюнников и др.), теория интеграции содержания
естественнонаучного образования (А.И. Гурьев, B.C. Елагина, В.Р. Ильченко, И.Б. Кац, Д.Н. Кирюшкин, В.Н. Максимова, М.Ж. Симонова, С.А. Старг-ченко, А.В. Усова, В.Н. Федорова), теория профессионально-педагогической деятельности (О.А. Абдуллина, З.М. Большакова, Н.В. Кузьмина и др.).
Исследование проводилось с использованием комплекса теоретических и эмпирических методов. Теоретические методы - анализ научной литературы и нормативных документов по проблеме исследования, синтез, сравнение, классификация, систематизация, обобщение, моделирование. Эмт лирические методы - исследование и обобщение эффективного опыта преподавания естествознания в общеобразовательных и профессиональных учреждениях, констатирующий эксперимент по оценке уровня сформиррванности фундаментальных естественнонаучных понятий, обучающий эксперимент по реализации разработанной методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа; наблюдение, анкетирование, тестирование, беседы со студентами; методы поэлементного и пооперационного анализа, статистические методы обработки данных и проверки выдвигаемой гипотезы, графическая обработка результатов педагогического эксперимента.
Исследование было начато в 2004 году, проводилось в педагогическом колледже г. Троицка и осуществлялось в четыре этапа:
Первый этап (2004 — 2005гг.) был связан с теоретическим осмыслением проблемы формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов в педагогическом колледже. На этом этапе были выявлены противоречия, возникающие при формировании целостного содержания естественнонаучного образования в педагогическом колледже, определены предмет и объект исследования, сформулирована гипотеза и задачи, этапы и методы исследования, проведен констатирующий эксперимент.
На втором этапе (2005 - 2006 гг.) была предпринята попытка разработки модели формирования фундаментальных естественнонаучных понятий
12 у студентов педагогического колледжа, определения содержания модулей, раскрывающих сущность фундаментальных естественнонаучных понятий и методики их формирования у младших школьников, разработки атрибутивной модели системы фундаментальных естественнонаучных понятий и серии связанных с ней знаковых образов. В качестве методологического подхода к формированию фундаментальных естественнонаучных понятий разработан интегративно-компетентностный подход. Проведен пробный педагогический эксперимент.
Третий этап (2006 - 2007гг.) связан с разработкой методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов, окончательным определением структуры модулей содержания естественнонаучного образования, определением критериев успешности методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов. Проведен обучающий педагогический эксперимент.
Четвертый этап (2007 - 2008гг.) характеризовался внедрением модели формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов в педагогических колледжах области, были обобщены результаты исследовательской работы и осуществлено оформление диссертационного исследования, разрабатывались методические рекомендации и проводился расширенный педагогический эксперимент.
Научная новизна исследования состоит в том, что:
определена сущность интегративно-компетентностного подхода как теоретико-методологической основы построения методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа, которая заключается в соединении принципов интеграции и профессиональной направленности содержания естественнонаучного образования, в представлении атрибутивной модели системы фундаментальных естественнонаучных понятий, обосновании профессиональных компетенций
13 учителя начальных классов в области методики преподавания естествознания;
предложена дидактическая модель формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа, раскрывающая соединение естественнонаучных знаний, принципы реализации естественнонаучного образования и методику формирования фундаментальных естественнонаучных понятий;
разработана методика формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа, включающая целевые установки естественнонаучного образования в педагогическом колледже, содержание естественнонаучного образования, структурирование учебных модулей, позволяющих объединить учебные предметы «Естествознание» и «Методика преподавания естествознания в начальной школе», серию знаковых образов, отражающих логику познания сущности фундаментальных естественнонаучных понятий, методы, способы и средства, обеспечивающие развитие естественнонаучного мышления студентов от наглядно-образного к обобщенно-образному и далее к понятийному и практико-дей-ственному; различные формы учебно-практической деятельности студентов, обеспечивающие становление способов деятельности по формированию естественнонаучных понятий у младших школьников.
предложен мониторинг успешности методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа, включающий систему критериев, показателей, уровневых характеристик, диагностический инструментарий.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:
доказана целесообразность применения интегративно-компетент-
ностного подхода в построении методики формирования фундаментальных
естественнонаучных понятий у будущих учителей начальных классов, позво
ляющая осуществить интеграцию учебных предметов «Естествознание» и
14 «Методика преподавания естествознания в начальной школе» на уровне дидактического синтеза и дидактической целостности, а также теоретическую подготовку студентов с их практической деятельностью;
расширены научные представления о сущности теории интеграции содержания естественнонаучного образования, определены источники, типы, виды, уровни и формы интеграции содержания естественнонаучного образования при подготовке учителей начальных классов в педагогическом колледже на основе фундаментальных естественнонаучных понятий;
выявлена и описана содержательная основа мотивационного, когнитивного, операционального компонентов профессиональной компетенции учителя начальных классов в области методики преподавания естествознания.
Практическая значимость исследования заключается в:
отборе содержания естественнонаучного образования на основе атрибутивной модели, позволяющей реализовать уплотнение и модернизацию содержания естественнонаучного образования в педагогическом колледже при построении учебных предметов «Естествознание» и «Методика преподавания естествознания»;
разработке учебного пособия «Фундаментальные естественнонаучные понятия» для студентов, содержание которого обеспечивает теоретическое обобщение знаний о сущности фундаментальных естественнонаучных понятий;
представлении методических рекомендаций по формированию фундаментальных естественнонаучных понятий у младших школьников для студентов и учителей школ.
Результаты исследования могут быть использованы преподавателями педагогических колледжей для осуществления более качественного процесса формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов,
15 развития их естественнонаучного мышления и формирования профессиональной компетенции в области естествознания.
Апробация результатов осуществлялась в процессе экспериментальной работы в течение 2004-2008 гг. в ГОУ СПО «Троицком педагогическом колледже». Материалы исследования обсуждались на:
IX научно-практической конференции, посвященной 75-летию УГАВМ «Вопросы образования, педагогики и истории» (Троицк, 2005г.);
IV Всероссийской межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы дошкольного образования: первые шаги в социум» (Челябинск, 2006г.);
XIII Международной научно-практической конференции «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов» (Челябинск, 2006, 2007гг.). X Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Энтузиазм и творчество молодых ученых в развитии фундаментальной и прикладной науки» (Троицк, 2006г.). Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы подготовки кадров в системе профессионального образования» (Троицк, 2007г.);
региональном семинаре-совещании образовательных учреждений среднего педагогического образования «Педагогические основы становления гражданственности будущего учителя» (Челябинск, 2007г.);
областной научно-методической конференции «Реализация личност-но ориентированной развивающей модели начальной школы» (Челябинск, 2007);
региональной научно-практической конференции «Молодежь в современном мире» (Магнитогорск, 2008);
VI Международной научно-практической конференции «Управление непрерывным образованием: структура, содержание, качество» (Екатеринбург, 2008г.);
Достоверность научных результатов исследования обеспечивается комплексом методов исследования, адекватных поставленным задачам; длительностью педагогического эксперимента во всех его видах; многоаспектным рассмотрением проблемы, систематической проверкой теоретических разработок и подтверждением результатов в ходе их апробации, а также личным опытом автора по теме исследования и опытно-экспериментальной работе.
Положения, выносимые на защиту:
Повышение качества естественнонаучной подготовки студентов педагогического колледжа обеспечивается повышением целостности содержания естественнонаучного образования, структурированного на основе фундаментальных естественнонаучных понятий.
Теоретико-методологической основой формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа при подготовке учителей начальных классов выступает интегративно-компетентностный подход, сущность которого заключается:
в соединении принципов интеграции и профессиональной направленности содержания естественнонаучного образования;
в представлении системы фундаментальных естественнонаучных понятий на основе атрибутивной модели;
в формировании профессиональной компетенции учителя начальных классов в области методики преподавания естествознания на основе фундаментальных естественнонаучных понятий;
в использовании методов, способов и средств, обеспечивающих развитие мышления студентов от наглядно-образного к обобщенно-образному и далее к понятийному и практико-действенному.
3. Дидактическая модель формирования фундаментальных естествен
нонаучных понятий у студентов отражает структуру разработанной методики
17 и целостность содержания естественнонаучного образования в педагогическом колледже.
4. Методика формирования фундаментальных естественнонаучных понятий, включает:
определение целей образовательного процесса на основе осуществления интеграции естественнонаучных предметов в педагогическом колледже;
определение содержания модулей, раскрывающих сущность фундаментальных естественнонаучных понятий, позволяющих объединить учебные предметы «Естествознание» и «Методика преподавания естествознания в начальной школе», отражающих логику естественнонаучного познания в педагогическом колледже при подготовке учителей начальных классов;
атрибутивную модель представления системы фундаментальных естественнонаучных понятий, которая является метамоделыо естествознания и отражает общую логику естественнонаучного познания;
- серию знаковых образов, связанных с атрибутивной моделью систе
мы фундаментальных естественнонаучных понятий, раскрывающих целост
ность преподавания естествознания;
этапы формирования естественнонаучных понятий, которые являются общепринятыми при формировании понятий у обучающихся любого возраста и отражают психологический механизм данного процесса;
использование методов, способов и средств, обеспечивающих развитие мышления студентов от наглядно-образного к обобщенно-образному и далее к понятийному и практико-действенному;
реализацию интеграции учебно-практической деятельности студентов на уровне дидактической целостности в различных формах учебных занятий, обеспечивающих становление способов деятельности по формированию естественнонаучных понятий у младших школьников;
диагностику профессиональной компетенции будущих учителей начальных классов в области методики преподавания естествознания средства-
18 ми мониторинга, представленного системой критериев и показателей, уров-невых характеристик, диагностическим инструментарием.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в четырнадцати публикациях.
Структура и содержание диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 226 источников, приложения.
Проблема формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов
Главной целью российской образовательной политики в настоящее время является обеспечение современного качества образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества и государства. Это положение зафиксировано в Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации №1756 - Р от 29 декабря 2001г. [94].
В данном документе подчеркивается, что общеобразовательная школа - базовое звено образования, модернизация которой предполагаете ориентацию не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, его познавательных и созидательных способностей. Общеобразовательная школа должна формировать целостную систему универсальных знаний, умений, навыков, а также опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся; то есть ключевые компетенции, определяющие современное качество содержания образования. Решение данных задач, поставленных государством, применительно к образованию младших школьников в области естествознания, будет достигнуто по нашему мнению, лишь при условии качественной подготовки специалистов для начальной школы. В Концепции отмечается, что развивающемуся обществу нужны современно образованные, нравственные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельно принимать ответственные решения в ситуации выбора, прогнозируя их возможные последствия, способны к сотрудничеству, отличаются мобильностью, динамизмом, конструктивностью, обладают развитым чувством ответственности за судьбу страны [94]. Качество подготовки специалиста для начальной школы, должно обеспечивать формирование всех перечисленных выше характеристик.
Особую тревогу вызывает качество естественнонаучного образования студентов педагогического колледжа, обучающихся по специальности 050709 «Преподавание в начальных классах». Внимание исследователей к данной проблеме обращено давно, однако ее решение до сих пор остается открытым вопросом.
Состоянию естественнонаучного образования было посвящено Всероссийское совещание (Москва, 1992 г.) представителей профессиональных школ страны. Его участниками высказана чрезвычайная озабоченность и неудовлетворенность преподаванием фундаментальных естественнонаучных дисциплин в средних профессиональных образовательных учреждениях и в вузах, утратой престижа в мировом сообществе, отсутствием понимания значения естествознания как фундаментальной интегрирующей дисциплины и существенной части общечеловеческой культуры. Отмечено резкое увеличение разрыва между достижениями естественных наук и уровнем естественнонаучной подготовки специалистов.
Признано, что фундаментализация среднего профессионального и высшего естественнонаучного образования не сводима к увеличению объемов дисциплин, а заключена в придании им нового качества, которое отражает системность, систематичность и гибкость знаний, обобщенное и целостное представление о естественнонаучной картине мира, охватывающей наиболее общие свойства и закономерности природных явлений; это новое качество цикла дисциплин включает в себя универсальность естественнонаучного знания и его эмпирической базы, направленность на интеллектуальное развитие личности на основе единого методологического подхода.
Эти вопросы поднимались также на зональном совещании преподавателей физики Урала, Сибири и Дальнего Востока (Екатеринбург, 1996 г.), отражены в «Обращении к Президенту РФ». Они продолжали звучать на меж 21 дународных конференциях «Химическое образование и развитие общества» (Москва, 2000 г.), а также «Физика в системе современного образования» (Волгоград, 1997 г.; С.-Петербург, 1999 г.), материалы которых опубликованы в журнале "Физическое образование в вузах" [т.З, №4 за 1997 г; т.5, №4 за 1999 г.]. В докладе министра образования на Всероссийском совещании работников образования [19] отмечен и такой фактор, как столь заметное снижение качества общего среднего образования, когда, по официальным данным, около половины учащихся не осваивают необходимого содержания естественнонаучных дисциплин, что приводит к массовой довузовской переподготовке выпускников на платных курсах либо через репетиторство, но даже это дает в среднем по стране весьма удручающие результаты.
В 2000 г. в Москве состоялось совещание заведующих кафедрами физики технических вузов России, на котором снова выражено беспокойство продолжающимся ухудшением качества естественнонаучного образования, причем не столько из-за экономической ситуации, сколько из-за снижения общего к нему интереса, не престижности преподавания и научных исследований, не востребованности его специальными дисциплинами. Фундаментальное образование по-прежнему вытесняется фрагментарным, отводимого учебными планами вузов и колледжей аудиторного времени недостаточно для освоения учебных программ на уровне требований образовательных стандартов, а самостоятельная работа студентов зачастую лишь декларируется, лишаясь систематического контроля.
Все это говорит о том, что актуальность проблемы качества естественнонаучного образования учащихся и студентов никак не уменьшалась за последние годы. Национальная доктрина образования в Российской федерации к числу основных целей и задач образования относит формирование целостного миропонимания и современного научного мировоззрения, что в значительной мере является прерогативой естественнонаучных предметов [125]. Вопросы естественнонаучного образования рассматривались в работах Г.А. Бордовского, В.Г. Борзенкова, А.Д. Гладуна, О.Н. Голубевой, Ю.В- Егорова, С.X. Карпенкова, В.Г. Кине лева, С.П. Меркурьева, Е.Д. Никитина, В.А. Садовничего, К.Н. Солрвьенко, А.Д. Суханова, В.М. Филиппова, были предметом изучения философов В. Гейзенберга, О.В. Долженко, Э. Кассире-ра, Д. Кудря, В.И. Кураєва, И. Лакатоса, Н. Ованесова, Е.П. Пугачевой, Н. Решера, B.C. Степина, С.А. Тангяна, А.Н. Тихонова, А. Торякина, Н. Че-быщева, М.А. Пешкова, С.С. Шевелевой, B.C. Швырева [80].
По нашему мнению, направленность естественнонаучного образования в педагогическом колледже на формирование фундаментальных естественнонаучных понятий обеспечит фундаментальную подготовку учителей начальных классов, позволит привести имеющиеся у студентов знания в стройную систему, что поможет осуществлять целенаправленное формирование профессиональной компетенции будущих учителей начальных классов в области методики преподавания естествознания, необходимой им для осуществления будущей профессиональной деятельности. Поскольку процесс базового естественнонаучного, образования студентов педагогического колледжа осуществляется в звене общего образования, необходимо искать причины снижения качества данной подготовки именно на ступени системы общего среднего образования.
Атрибутивная модель представления системы фундаментальных естественнонаучных понятий в содержании естественнонаучного образования
Важным теоретическим положением, которое мы отстаиваем в рамках исследования, является положение о том, что фундаментальные естественнонаучные понятия выступают в качестве основы формирования профессиональной компетенции будущих учителей начальных классов в области методики преподавания естествознания. Содержание данной компетенции ориентировано на естественнонаучную подготовку младших школьников. Именно поэтому формирование фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа профессионально обусловлено и вытекает из потребностей современной начальной школы. Рассмотрим более подробно сущность категории «фундаментальные понятия» с позиций современной философии и естествознания.
Фундаментальные понятия занимают особое место в системе научных знаний. Они обладают достаточно большой степенью общности и формируются длительно как много уровневые теоретические понятия. К таким понятиям относятся: материя, вещество, движение, время, пространство, энергия. Формированию фундаментальных понятий посвящены работы А.С. Арсеньева, B.C. Библера, B.C. Готта, В.М. Кедрова, Е.Н. Кузнецовой, А.В. Петрова, Д.Х. Рубинштейна, А.В. Усовой и других исследователей [168,с.61]. Д.Х. Рубинштейн, данную категорию понятий, определяет следующим образом: «фундаментальным является центральное понятие, возникающее в результате разрешения объективной проблемной ситуации в науке, связанной с новой фундаментальной идеей, лежащей в основе новой теории или существенной новой интерпретации старой теории. Фундаментальное понятие может, совершенствуясь и развиваясь, проходить, как центральное понятие, через ряд постепенно сменяющих друг друга теорий, при этом содержание этого понятия существенно определяет структуру модели реальной действительности, создаваемой в рамках этой теории» [там же]. А.В. Петров дает следующее определение фундаментальным физическим понятиям: «это центральные теоретические понятия, являющиеся непосредственной проекцией философских категорий, определяющих в самом широком плане содержание научной картины мира, на физику как науку и составляющие сущность физической картины мира как с качественной, так и с количественной стороны» [там же]. По сути дела это разные по содержанию понятия, имеющие для своего обозначения один и тот же термин и отражающие один и тот же фрагмент действительности. В этом заключается важнейшее свойство фундаментальных физических понятий: они синтезируют в себе понятия разных теорий. Связи и отношения между такими понятиями выражают развитие наших знаний о соответствующем фрагменте действительности. Подобные «общие» понятия, благодаря своим связям являются теми точками соприкосновения соответствующих теоретических систем, которые главным образом и связывают разные теории, позволяют переходить от одной теории к другой, создавать новые системы понятий и новые теории [119, с.ЗЗ].
Процесс формирования фундаментального понятия является длительным и состоит из последовательного формирования большого числа взаимосвязанных понятий. Еще одной существенной характеристикой фундаментального понятия является то, что оно выступает определяющей основой целостного учебного курса (или нескольких учебных курсов). Формирование фундаментального понятия в определенной степени может регулировать последовательность и объем содержания нескольких учебных предметов (или их значительной части). В нашем исследовании на основе фундаментальных естественнонаучных понятий сконструировано содержание интегративного учебного предмета «Естествознание», модуля «Методика формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у младших школьников». О.П. Петрова [142, с.65], предлагает ранжировать фундаментальные понятия по степени их значимости в научном и учебном познании. Она классифицирует все фундаментальные понятия на понятия нулевого (материя), первого (вещество и поле) и второго рангов (движение, взаимодействие, пространство, время). Таким образом, исходя из классификации О.П. Петровой, в рамках исследования, у студентов формируются понятия «О» ранга (материя), «1» ранга (вещество и поле), 2 ранга (движение, пространство, время) и «3» ранга (энергия).
Задачи и методика проведения педагогического эксперимента
эксперимента Для проверки поставленной в данном исследовании гипотезы нами был проведен педагогический эксперимент. При этом мы опирались на исследования по теории и методике осуществления педагогического исследования и эксперимента [64; 134; 198; 199; 203].
До начала педагогического эксперимента нами были определены его этапы и сроки их проведения, задачи и содержание каждого этапа, методика проведения педагогического эксперимента, критерии успешности реализации разработанной методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий: материя, вещество, движение, время, пространство, энергия у студентов педагогического колледжа, развития их естественнонаучного мышления и формирования профессиональной компетенции в области методики преподавания естествознания, на основе интегративно-компетентностного подхода. Педагогический эксперимент проводился с 2004 по 2008 год на базе ГОУ СПО «Троицкого педагогического колледжа», «Челябинского педагогического колледжа №1», «Магнитогорского педагогического колледжа» и охватил 191 студента, обучающихся по специальности 050709 «Преподавание в начальных классах». Целью проводимого педагогического эксперимента являлась проверка успешности разработанной методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледэ/са.
Педагогический эксперимент состоял из четырех этапов: Констатирующий педагогический эксперимент (2004 - 2005 гг.)
Целью констатирующего этапа педагогического эксперимента являлась актуализация проблемы исследования. В эксперименте приняло участие 57 человек.
На данном этапе эксперимента были поставлены следующие задачи:
изучить уровень сформированное фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа;
выявить стадии развития естественнонаучного мышления студентов;
изучить уровень освоения будущими учителями начальных классов профессиональной компетенции в области методики преподавания естествознания, выражающуюся во взаимодействии мотивационного, когнитивного и операционального компонентов.
Для выявления уровня сформированности фундаментальных естественнонаучных понятий студентам было предложено несколько типов заданий: понятийный диктант, в котором студенты должны были дать определение фундаментальным естественнонаучным понятиям, выделить их существенные свойства; работа с учебником [143], в процессе которой студенты должны были выделить указанные понятия и установить их связи с другими понятиями естествознания см. Приложение 2.
Стадии развития естественнонаучного мышления студентов определялись по технологии, предложенной С.А. Старченко [178].
Для определения уровня сформированности профессиональной компетенции в области методики преподавания естествознания, студентам предлагалось ответить на вопросы анкеты, выполнить серию контрольных заданий, решить задачи профессионального содержания см. Приложение 3, 4, 5.
После анализа результатов констатирующего эксперимента нами были сформулированы противоречия, определяющие актуальность исследования. В результате мы определили направления совершенствования методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий, содержание программы интегративного учебного предмета «Естествознание», модуля
«Методика формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у младших школьников».
Пробный педагогический эксперимент (2005 - 2006гг.)
Содержание и результаты констатирующего эксперимента дали основание для подготовки пробного педагогического эксперимента, в задачу которого входил поиск эффективных средств, методов и форм реализации содержания естественнонаучного образования, направленного на формирование фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледэ/са, развития их естественнонаучного мышления, профессиональной компетенции в области методики преподавания естествознания, а также определение соответствующих критериев и показателей указанных параметров и методов их оценки. В пробном эксперименте приняло участие 52 студента педагогического колледжа.
С этой целью в процесс естественнонаучного образования педагогического колледжа внедрялись разработанные нами модули содержания, отражающие логику формирования каждого фундаментального естественнонаучного понятия. Кроме того, в процессе раскрытия содержания данных модулей, нами апробировалась атрибутивная модель системы фундаментальных естественнонаучных понятий, а также серия взаимосвязанных с ней знаково-образных моделей, отражающих сущность других фундаментальных естественнонаучных понятий и связи между ними. При этом содержание данных моделей корректировалось, уточнялось с учетом особенностей восприятия их студентами. Также в этот период нами корректировалось содержание программ интегративного учебного предмета «Естествознание», модуля «Методика формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у младших школьников», разработанных на предыдущем этапе; было разработано учебное пособие «Фундаментальные естественнонаучные понятия» и методические рекомендации «Методика формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у младших школьников», являющиеся методическим сопровождением к названным учебным предметам. Данное методическое сопровождение адресовано студентам педагогических колледжей, обучающихся по специальности 050709 «Преподавание в начальных классах» и преподавателям, осуществляющим процесс естественнонаучной и профессиональной подготовки студентов в области естествознания и методики его преподавания в образовательных учреждениях данного типа, а также учителям начальных классов. Они могут быть использованы не только для подготовки уроков в начальной школе, но и для преподавания учебных предметов «Естествознание», «Методика преподавания естествознания» в педагогических колледжах, а также для подготовки к занятиям по данным предметам студентами, поскольку содержат как теоретический, так и практический материал, включая примеры организации фрагментов уроков по формированию фундаментальных естественнонаучных понятий у младших школьников. Обучающий педагогический эксперимент ( 2006 - 2008 гг.)
Целью обучающего этапа педагогического эксперимента являлась оценка успешности реализации разработанной методики формирования фундаментальных естественнонаучных понятий у студентов педагогического колледжа, развития естественнонаучного мышления, формирования профессиональной компетенции в области методики преподавания естествознания; ее влияния на качество естественнонаучного образования.
Для проведения обучающего этапа эксперимента на базе ГОУ СПО «Троицкого педагогического колледжа» были выделены экспериментальная и контрольная группы студентов (82 человека), обучающихся по специальности 050709 «Преподавание в начальных классах». На данном этапе в экспериментальной и контрольной группах, были проведены нулевые срезы, с целью определения начального уровня сформированности фундаментальных естественнонаучных понятий: материя, вещество, движение, время, пространство, энергия у студентов, стадий развития естественнонаучного мышления, их профессиональной компетенции в области методики преподавания естествознания. С целью определения уровня сформированное фундаментальных естественнонаучных понятий использовалось несколько серий заданий см. Приложение 6. Данные задания были направлены на выявление знания студентами сущности фундаментальных естественнонаучных понятий, на установление связей между понятиями, на применение понятий в решении задач учебного и творческого характера, что и выступает основными показателями сформированности понятия. Кроме того, при помощи критериально-ориентированного теста мы измеряли стадии развития естественнонаучного мышления у студентов, основными показателями оценки которых являются: характер суждений студентов (бытовой или научный); характер связей между различными элементами знаний (сумбурные суждения, либо логические); способность переносить имеющиеся знания в другие области научных знаний. Важным направлением осуществления нулевого среза была оценка уровня сформированности профессиональной компетенции студентов в области методики преподавания естествознания, которая осуществлялась с помощью анкетирования, выполнения серии контрольных заданий, разрешения конкретных задач с профессиональным содержанием. Основными критериями оценки профессиональной компетенции студентов в области методики преподавания естествознания выступили: мотивационный, когнитивный, операциональный.
