Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 13
Дифференциация в обучении 13
1.1 Проблема дифференциации как одна из основных проблем современной школы 13
1.2 Дифференциация обучения и модульные технологии обучения 25
1.3 Основания для дифференциации в обучении 29
1.4 Когнитивные стили как основание дифференциации в обучении 37
1.5 Дифференциация в обучении физике при решении задач 49
1.6 Обзор диссертационных исследований по тематике работы 57
Выводы по главе 1 63
ГЛАВА 2 66
Методика организации обучения решению физических задач 66
2.1 Методы и формы обучения 66
2.2 Комбинированная методика определения когнитивных стилей учащихся 73
2.3 Методика определения когнитивных стилей на основе теста 81
2.4 Вариативность форм организации обучения как основа дифференцированного построения уроков 96
2.5 Типичные примеры реализации методики обучения решению задач .101
Выводы по главе 2 128
ГЛАВА 3 130
Педагогический эксперимент 130
3.1 Методика и материалы эксперимента 130
3.2 Результаты 144
3.3 Анализ результатов эксперимента 153
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 157
БИБЛИОГРАФИЯ 159
ПРИЛОЖЕНИЯ 171
- Проблема дифференциации как одна из основных проблем современной школы
- Методы и формы обучения
- Методика и материалы эксперимента
Введение к работе
На современном этапе развития нашего общества новые исторические, социальные и экономические условия выдвинули новые проблемы, важность и острота которых стали очевидны в сфере образования. Демократизация общества детерминирует демократизацию и гуманизацию школы.
Современная модернизация школы предполагает ориентацию образования не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, формирование умений и навыков, но и на развитие личности ученика, раскрытие его познавательных и творческих способностей, стимулирующих самоутверждение и самореализацию, способствующих его успешной социализации. Современное образование является личностно значимым. Существенна его роль как инструмента удовлетворения образовательных потребностей личности одновременно с решением социальных задач. В центр школьного образования поставлено развитие и воспитание человека культуры, способного влиять на собственную образовательную траекторию, соотнося ее с национальными и общечеловеческими достижениями.
В соответствии с индивидуальными запросами учащихся, их личностными предпочтениями, уровнем обученности, способностями и психологическими особенностями, особое значение приобретает дифференциации и индивидуализации обучения, обеспечивающие максимально благоприятные условия для раскрытия потенциала учащегося.
Физика - часть общечеловеческой культуры, характеризующая интеллектуальный уровень развития общества, определяющая степень научного и технического прогресса. Обучение физике формирует научное мировоззрение, является фундаментом естественнонаучного образования, способствует развитию мышления ученика. В условиях развития науки и техники, информатизации общества возрастает роль естественнонаучной подготовки учащихся, физика как учебный предмет приобретает особое
значение; высокий уровень подготовки по предмету способствует профессиональной компетентности, успешной социализации учащихся.
В целях овладения всеми учащимися основным физическим содержанием необходима организация познавательной деятельности учащихся с учетом индивидуальных особенностей учащихся, деятельность должна иметь мотивацию и личностно значимые результаты. Дифференциация обеспечивает комфортный в познавательном отношении, соответственно, более эффективный для учащихся учебный процесс. Дифференцированное обучение физике особенно необходимо при решении задач, поскольку это процесс - сугубо личностный. Дифференциацию обучения физике целесообразно строить соответственно индивидуальным познавательным характеристикам личности - когнитивным стилям, которые существенно важны в учебном процессе. Для учащихся каждого когнитивного стиля возможно создание комфортной познавательной траектории при варьировании форм и методов на различных этапах обучения, что должно быть реализовано на уровне конкретной методики обучения. Необходимо разработать рекомендации по проведению уроков различных видов для учащихся выделенных когнитивных стилей.
Проблема дифференцированного обучения физике раскрыта в исследованиях И. М. Осмоловской, В. А. Орлова, А. А. Пинского, Н. С. Пурышевой, Н. М. Шахмаева и др. Изучение когнитивных стилей как индивидуальных характеристик личности, формирующих познавательную стратегию, обоснование необходимости их учета при организации учебного процесса проводили многие исследователи: Г. Виткин, Д. Каган, Г. Клаусе, Г. А. Берулава, М. А. Холодная и др. Теория методов и форм организации обучения разработана Ю. К. Бабанским, В. В. Гузеевым, И. М. Чередовым и др. Большое значение для организации обучения решению физических задач имели исследования С. Е. Каменецкого, В. А. Орлова, А. В. Перышкина, Ю. А. Саурова, А. В. Усовой и др.
Несмотря на известные работы по дифференциации обучения,
специальных исследований, посвященных учету индивидуальных познавательных возможностей (когнитивных стилей) учащихся при решении физических задач, проведено не было. Проблема организации дифференцированного обучения физике при решении задач еще не решена полностью ни дидактически, ни методически.
Объективно выявляется противоречие между необходимостью учета индивидуальных когнитивных характеристик учащихся для построения эффективного учебного процесса и недостаточной разработанностью методики организации дифференцированного обучения решению физических задач.
Актуальность исследования определяется тем, что дифференцированное обучение решению физических задач не обеспечено в полной мере теоретическими, дидактическими и психологическими основаниями, поскольку существующие способы дифференциации не основаны на индивидуальных когнитивных стилях учащихся, что не позволяет системно реализовать на практике психологические закономерности обучения, привести к выравниванию уровня усвоения основного содержания.
Проблема исследования состоит в необходимости развития методики организации обучения решению задач на уроках физики на основе дифференцированного подхода с учетом когнитивных стилей учащихся в рамках концепции личностно-ориентированного обучения. Методические рекомендации должны быть изложены на теоретическом уровне дидактики с научным обоснованием содержания, методов и организационных форм обучения.
Объект исследования: учебный процесс по физике в средней общеобразовательной школе.
Предмет исследования: методика организации обучения решению задач по физике в условиях личностно-ориентированного, дифференцированного обучения.
Цель исследования: обосновать и разработать методику организации дифференцированного обучения решению физических задач, основанную на варьировании форм и методов обучения с учетом индивидуальных психологических характеристик - когнитивных стилей учащихся.
Гипотеза исследования: варьирование форм организации обучения решению задач на уроках физики в соответствии с содержанием, типом урока, этапами урока, методом обучения будет способствовать повышению умения учащихся решать физические задачи, если выбор формы организации соответствует психологическим особенностям учащихся, причем при групповой форме организации обучения состав учебной группы должен изменяться в соответствии с этапами учебного процесса, изменением целей и методов обучения.
В соответствии с целью и гипотезой сформулированы задачи исследования.
Исследовать влияние индивидуальных особенностей учащихся (когнитивных стилей) на успешность изучения физики и процесс решения задач. Установить корреляцию между наблюдаемым умением решать задачи по физике и когнитивными стилями учащихся.
Исследовать возможности форм организации дифференцированного обучения на уроках физики при решении задач.
Обосновать и разработать комплексную методику определения меры выраженности когнитивных стилей учащихся при решении задач на уроках физики.
Разработать методику организации дифференцированного обучения решению задач, основанную на варьировании методов и форм обучения в соответствии с индивидуальными когнитивными стилями учащихся.
Проверить эффективность разработанной методики в педагогическом эксперименте.
Теоретико - методологическая основа исследования:
-положения теории обучения о единстве преподавания и учения,
исследования по трактовке методов и форм обучения (Ю. К. Бабанский,
B. П. Беспалько, В. В. Гузеев, В. В. Краевский, И. Я. Лернер, М. Н. Скаткин,
И. М. Чередов и др);
-работы по методике обучения физике, раскрывающие роль и сущность физического образования, описывающие его современные задачи и содержание, работы по вопросам активизации познавательной деятельности учащихся, дифференциации и индивидуализации обучения физике (В. В. Майер, И. М. Осмоловская, А. В. Перышкин, А. А. Пинский, Н. С. Пурышева, В. Г. Разумовский, Ю. А. Сауров, А. В. Усова,
C. В. Бубликов, И. В. Гребенев, Ю. В. Борисова и др.);
- работы исследователей (Г. А. Берулава, Е. С. Рабунский, И. Унт,
М. А. Холодная и др.), установивших необходимость учета индивидуальных
психологических особенностей учащихся, в частности когнитивных стилей, в
процессе обучения и психолого-педагогические основы дифференциации
обучения физике (И, М. Осмоловская, Н. С. Пурышева, Н. М. Шахмаев и
др-);
-классические подходы для определения характеристик индивидуальных психологических особенностей учащихся (Г. Виткин, Д. Каган, Г. Клаусе и др.);
-методические работы по решению физических задач
(С. Е. Каменецкий, А. Е. Марон, В. П. Орехов, В. А. Орлов,
В. Г. Разумовский, Ю. А. Сауров, Н. М. Шахмаев и др.).
В работе применялись следующие методы исследования:
-анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы;
-теоретический анализ соответствия когнитивных стилей учебной деятельности;
- компьютерное тестирование, наблюдение за учебной деятельностью
учащихся, педагогический консилиум;
-диагностирующий и обучающий педагогический эксперимент с
целью проверки эффективности и коррекции методики;
математическая обработка результатов эксперимента. Экспериментальная база исследования:
профессиональное училище № 54 Советского района г. Н. Новгорода; -муниципальное образовательное учреждение средняя
общеобразовательная школа № 32 Приокского района г. Н. Новгорода;
- классы физико-математического профиля Малой школьной академии
(МША) на физическом факультете ННГУ им. Н. И. Лобачевского.
Этапы исследования:
этап (2001-2003 гг.) - изучение литературы по проблемам когнитивных стилей, дифференциации обучения в физике, методике решения физических задач. Наблюдение за проявлением когнитивных характеристик в учебной деятельности учащихся профессионального училища, первоначальное тестирование учащихся, определение связи успешности обучения физике с параметрами выраженности когнитивных стилей.
этап (2003-2004 гг.) - формулировка гипотезы исследования, наблюдение за проявлением когнитивных стилей в учебной деятельности учащихся средней школы. Разработка оригинального компьютерного теста. Проведение эксперимента по определению когнитивных стилей учащихся средней общеобразовательной школы на основе комбинированной методики.
этап (2004-2005 гг.) - разработка методики дифференциации обучения решению физических задач на основе учета когнитивных стилей учащихся, составление методических рекомендаций для проведения педагогического эксперимента. Обучающий и контрольный эксперимент.
этап (2006 г.) - обработка, анализ и проверка статистической достоверности результатов эксперимента, формулировка выводов, оформление материалов исследования.
Научная новизна результатов исследования:
-установлено соответствие оптимальных форм и методов дифференцированного обучения на уроках решения задач школьного курса
физики различным когнитивным стилям учащихся;
-дано научно-методическое обоснование необходимости учета когнитивных стилей (дифференцированность поля и тип реагирования) при организации дифференцированного обучения решению физических задач, направленной на создание для учащихся каждого когнитивного стиля комфортной познавательной среды;
-предложено использование критерия на основе информационной энтропии Кульбака для учета динамической составляющей деятельности при определении выраженности параметров когнитивного стиля ученика при обработке данных компьютерного тестирования.
Теоретическая значимость исследования:
-обоснована перспективность сочетания и чередования групповых форм работы на уроках различных видов по обучению решению физических задач с целью выравнивания уровня усвоения обязательного содержания;
-разработана методика организации дифференцированного обучения решению физических задач, основанная на варьировании методов и форм обучения с учетом индивидуальных когнитивных стилей учащихся.
Практическая значимость результатов.
Создана комбинированная методика определения параметров когнитивного стиля учащихся, включающая оригинальный компьютерный тест, программу наблюдений за учебной деятельностью, анализ письменных и устных ответов учащихся при решении задач, педагогический консилиум.
Разработаны методические рекомендации организации уроков решения физических задач, основанной на варьировании методов и форм организации обучения в соответствии с целями и типом урока с учетом когнитивных стилей учащихся.
Апробация результатов работы осуществлялась на семинарах и открытых уроках методического объединения учителей естественнонаучного цикла г. Н. Новгорода, в качестве квалификационной работы учителя высшей категории в Нижегородском институте развития образования (НИРО).
Основные теоретические положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-технических и научно-методических конференциях:
-III (январь, 2002), V (март, 2004), VI (апрель, 2005) и VII (апрель, 2006) Международных научно-методических конференциях преподавателей вузов, ученых и специалистов, Н. Новгород, ВГИПА (с 2006 г. ВГИПУ);
-III Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития образования и производства», Н.Новгород, ВГИПА, май, 2002;
- Всероссийских научно-технических конференциях
«Информационные системы и технологии»: ИСТ-2002, ИСТ-2004, ИСТ-2005, ИСТ-2006, Н. Новгород, НГТУ;
-VIII Международной конференции преподавателей и учителей «Физика в системе современного образования» (ФССО-05), Санкт-Петербург, 2005.
Результаты исследований нашли свое отражение в статье в журнале «Вестник Нижегородского университета им. Н .И. Лобачевского», 5 статьях в сборниках научных и научно - методических работ (ННГУ, НГПУ г. Н. Новгород, РГПУ им. Герцена г. Санкт-Петербург).
На защиту выносятся:
способ дифференциации обучения физике при решении задач, реализующий сочетание и чередование форм организации обучения, основанный на определении цели урока, его типа, конкретных задач каждого этапа;
методика организации дифференцированного обучения решению физических задач с учетом когнитивных стилей учащихся, приводящая к выравниванию уровня усвоения обязательного учебного материала;
комбинированная методика определения меры выраженности когнитивных стилей учащихся;
результаты педагогического эксперимента по определению
эффективности методики организации дифференцированного обучения решению физических задач.
Достоверность положений, результатов и выводов диссертационного исследования обусловлена соответствием их методологическим положениям о взаимосвязи психолого-педагогических наук, использованием результатов педагогической, когнитивной психологии, использованием методов статистической обработки и проверки результатов исследований на экспериментальных этапах работы.
Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемой литературы и приложения. Основной текст работы содержит 14 рисунков и 16 таблиц, библиографический список включает 123 наименования.
Проблема дифференциации как одна из основных проблем современной школы
Современная концепция образования направляет школу на реализацию личностно - ориентированного обучения.
Личностно ориентированное обучение предполагает [43]:
Признание ребенка субъектом развития, обучения и воспитания, реализующим свои устремления и интересы. Ученик - активный участник педагогического процесса, в котором самореализуется и самоутверждается.
Признание способности ребенка к саморазвитию и его права на индивидуальную траекторию освоения образовательных областей. Учитель обеспечивает мотивацию обучения, но доминирует внутренняя мотивация.
Смену позиции педагога на сопровождающую по отношению к деятельности ученика. Доминирует демократический стиль в отношениях учитель - ученик, учитель направляет познавательный процесс, обеспечивая самостоятельность учащихся в рамках социального взаимодействия, ученик активно включается в познавательный процесс.
Приоритет внутриличностного содержания образования, формируемого в процессе прохождения индивидуальных образовательных траекторий. Ученик включен в ответственность за результаты учебного процесса, осознавая их значимость для своего развития.
Приоритет продуктивного компонента содержания образования, выражающегося в созидающей функции ученика, над репродуктивным компонентом, который важен для передачи ученику технологий его образовательной деятельности, но не готовой информации. Ученик выполняет исследовательскую работу. Применяя знания в аналогичных и модифицированных ситуациях, включается в самоанализ мыслительной деятельности.
В «Федеральной Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» отмечается: «Базовое звено образования -общеобразовательная школа, модернизация которой предполагает ориентацию образования 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. Опираясь на богатейший опыт российской и советской школы, следует сохранить лучшие традиции отечественного естественно-математического, гуманитарного и художественного образования» [61].
При личностно - ориентированном обучении на одно из ведущих мест выходит индивидуализация и дифференциация обучения. Ее цель состоит в том, чтобы учебною - познавательная деятельность школьников обеспечила их личностное самоопределение, развитие эмоционально - духовной сферы, формирование качеств, связанных с проектируемой деятельностью, качеств, направленных на успешную социализацию учащихся.
Проблемам дифференциации в обучении уделено значительное внимание в работах Ю. К. Бабанского [4, 5], Н. С. Пурышевой [91, 92], И. Унт [105], И. М. Осмоловской [83], Н. М. Шахмаева [115] и других.
Дифференциация сегодня прочно вошла в практику работы общеобразовательной школы. Практически нет такого общеобразовательного учреждения, в котором не присутствовали бы те или иные формы дифференциации. Однако часто реализация дифференцированного обучения в школе осуществляется без достаточного теоретического обоснования, интуитивно [83].
Следует отметить, что практически все современные инновационные подходы в образовании, так или иначе, имеют свои аналоги в прошлом. Так, французский философ XVI века Монтень писал «Если учителя, как это обычно делается, просвещают своих многочисленных учеников, преподнося им всем один и тот же урок и требуя от них одинакового поведения, хотя способности их вовсе не одинаковы, но отличаются и по своему объему, и по своему характеру, то нет ничего удивительного, что среди огромной толпы детей найдется всего два или три ребенка, которые извлекают настоящую пользу из подобного преподавания» [18].
Методы и формы обучения
Методы обучения играют важную роль в организации процесса обучения. Алгоритм выбора метода обучения в конкретной дидактической ситуации является важнейшей проблемой методики физики.
В педагогической литературе нет однозначного определения метода обучения. Классическое определение дано Ю. К. Бабанским: «Метод обучения - это способ упорядоченной взаимосвязанной деятельности преподавателя и обучаемых, деятельности, направленной на решение задач образования, воспитания и развития» [86].
Сходное определение дает П. И. Пидкасистый: «Методы обучения -это способы совместной деятельности учителя и учащихся, направленные на решение задач обучения, т.е. дидактических задач». Метод обучения характеризуется тремя признаками и обозначает цель обучения, способ усвоения и характер взаимодействия субъектов обучения [85].
С. В. Бубликов [15] рассматривает аспект учения как деятельность познающего субъекта. Приводимый им перечень методов обучения типичен для методики преподавания физики в её традиционном понимании -словесные, лабораторные, решение задач, иллюстративные и содержит описание внешних признаков деятельности учащихся, которая не может служить основанием для описания методов обучения и не является их главным классифицирующим признаком. Вместе с тем автор выступает за вариативность методов обучения физике, основанной на структуре и уровнях методологии базисной науки.
Метод обучения описывает организованную учителем деятельность по усвоению содержания обучения как достижение цели учебного процесса. Метод обучения соединяет цели и организованную для их достижения деятельность учащихся [23]. В связи с этим обоснованно определить метод обучения как «способ управления педагогом учебно-познавательной деятельностью учащихся» [118].
Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности, выделенные отдельно, определяются [5, 56] как группа методов обучения, направленных на организацию учебно - познавательной деятельности учащихся, выделенная Ю. К. Бабанским и включающая в себя методы обучения в виде подгрупп:
1. по источнику информации и восприятия: словесные, наглядные, практические методы;
2. по логике мышления: индуктивные, дедуктивные;
3. По степени самостоятельности и активности познавательной деятельности учащихся: репродуктивные, проблемно - поисковые, исследовательские.
В. А. Оганесян и В. В. Гузеев придерживаются следующей классификации методов обучения [34]: 1. объяснительно - иллюстративный,
2. программированный,
3. эвристический,
4. проблемный,
5. модельный.
Сегодня в рамках личностно - ориентированного обучения актуальна классификация методов по степени самостоятельности ученика, поскольку формирование самостоятельности учащихся - ключ к их творческому развитию, успешной социализации. Однако на различных уроках в зависимости от цели и разных этапах урока возможно использование различных методов обучения. В ходе реализации различных методов деятельность учащихся может осуществляться на различных уровнях: репродуктивном, алгоритмическом, творческом.
Обоснованно на определенных этапах обучения для учащихся основных когнитивных стилей выбирать предпочтительные для них методы обучения, соответствующие их познавательным особенностям.
Наряду с вариативностью методов должна присутствовать вариативность форм обучения, поскольку методы обучения могут реализовываться в различных формах.
Форма организации обучения - внешнее выражение согласованной деятельности учителя и учащихся, осуществляемой в определенном порядке и режиме: урок, экскурсии, домашняя учебная работа, консультации, практикумы, семинар, факультативы, дополнительные занятия [56]. К данной классификации В. В. Гузеев [34] добавляет рассказ, беседу, практические и лабораторные работы, самостоятельную работу. Автор представляет матрицу разнообразия методов и форм обучения и утверждает, чем больше методов и форм в арсенале учителя, тем разнообразнее его деятельность в управлении учебно - познавательным процессом.
Методика и материалы эксперимента
Эксперимент проводился в группах второго курса 2/1 и 2/2 профессионального училища № 54 Советского района и общеобразовательные 9-е и 11-е классы МОУ СОШ №32 Приокского района г. Н. Новгорода. Специфика организации образовательного процесса в области начального профессионального образования, общая слабая мотивация учащихся к изучению предметов естественнонаучного цикла и отсутствие в тот период времени полностью оформленной и отработанной методики тестирования с использованием методов статистической обработки результатов не позволили в полной мере провести педагогический эксперимент в профессиональном училище. Тем не менее, получен ряд важных результатов и проведен их качественный анализ, что позволило опробовать методику дифференцированного обучения в профессиональном училище и выработать соответствующие методические рекомендации. Основные результаты экспериментального исследования получены в средней школе № 32.
Основная гипотеза исследования следующая: варьирование форм организации обучения при решении задач на уроках физики в соответствии с типом урока, этапами урока, методом обучения будет способствовать повышению умения учащихся решать физические задачи, если выбор формы организации соответствует психологическим особенностям учащихся для каждого этапа учебного процесса.
Диагностика распределения учащихся ПУ №54 по их индивидуальным познавательным (когнитивным) особенностям была проведена с использованием разработанной на физическом факультете ННГУ компьютерной программы, позволяющей выделять когнитивные типологии «полезависимость / поленезависимость» и тип реагирования «импульсивность / рефлексивность», в основу которой заложены традиционные тесты.
Тестирование учащихся средней школы № 32 проводилось с использованием нового варианта тестирующей программы, позволяющей учитывать динамику изменения показателей в процессе выполнения теста по мере его усложнения. Описание тестирующих процедур приведено в п. 2.3 второй главы данной работы.
На основании показателей выполнения теста можно дифференцировать испытуемых по когнитивному стилю в рамках конкретной возрастной группы, однако, поскольку важно проявление когнитивного стиля в конкретном учебном процессе, то ограничиваться формальными результатами теста не достаточно. В работе определение когнитивных стилей учащихся носило комбинированный психолого-педагогический характер.
Для реализации экспериментального обучения была реализована комбинированная методика определения когнитивных стилей учащихся, включающая:
анализ психологического теста,
наблюдение за учебной деятельностью,
анализ письменных работ,
анализ устных ответов,
педагогический консилиум.
После накопления и анализа результатов наблюдений учащихся проводился педагогический консилиум, после чего конкретного ученика относили к определенной группе доминирующего когнитивного стиля.
На основе анализа распределения доминирующих когнитивных стилей учеников в классе был построен эксперимент по обучению решения физических задач, который выражался в конструировании уроков различных типов на основе дифференцированного подхода с учетом индивидуальных особенностей учащихся с целью усвоения всеми учащимися уровня обязательного учебного материала путем варьирования методов и форм организации обучения.
Обучающий эксперимент
Для проведения педагогического эксперимента выбраны общеобразовательные классы двух параллелей: 9 «А» и 9 «Б», а также 11 «В» и 11 «Г». Классы каждой параллели обучались по одной программе, обеспеченной единым учебно-методическим комплексом (УМК). Так, 9-е классы обучались по программе А. В. Перышкина, Е. М. Гутника, учебный комплекс для учащихся: Перышкин А. В., ГутникЕ. М. Физика - 9, М.: Дрофа, 2003; 11-е классы обучались по программе Г. Я. Мякишева, учебный комплекс для учащихся: МякишевГ. Я., БуховцевБ. Б. Физика - 11, М.: Просвещение, 2004.
