Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ТЕОРИЙ
1.1. Научно-методологический анализ понятия «теория» и ее роли в научном и учебном познании 16
1.2. Дидактические основы межпредметных связей в процессе изучения фундаментальных естественнонаучных теорий в современной школе 32
1.З. Состояние проблемы межпредметных связей при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий в дидактике и практике современной школы 48
1.4. Методологическое обоснование межпредметных связей при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий в старших классах профильной школы 64
Выводы но главе 71
ГЛАВА II. СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ЕСТЕСТВЕННОНАУНЫХ ТЕОРИЙ
2.1. Элективные курсы в системе профильного обучения на старшей ступени общеобразовательной школы 73
2.2- Принципы и критерии отбора содержания межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе» 79
2.3, Программа межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе» 85
2.4, Методы, средства и формы организации учебных занятий элективного курса для изучения фундаментальных естественнонаучных теорий 103
2.5, Реализация методики изучения элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе» 121
2.6, Лабораторные и исследовательские работы межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе» 142
Выводы по главе 151
ГЛАВА III. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ПРОВЕРКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ МЕЖПРЕДМЕТНОГО ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА
3.1. Задачи и методика проведения педагогического эксперимента 153
3.2. Критерии оценки эффективности разработанной методики изучения межпредметного элективного курса 156
3.3. Методика проведения и результаты поискового этапа педагогического эксперимента 157
3.4. Содержание и результаты обучающего этапа педагогического эксперимента 160
Выводы по главе 174
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 175
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 178
ПРИЛОЖЕНИЯ 204
- Научно-методологический анализ понятия «теория» и ее роли в научном и учебном познании
- Элективные курсы в системе профильного обучения на старшей ступени общеобразовательной школы
- Критерии оценки эффективности разработанной методики изучения межпредметного элективного курса
Введение к работе
Реформирование социально-экономической сферы общества привело к существенным изменениям содержаний образования, поскольку оно является основным средством реализации его целей, предъявленных в социальном заказе школе. Основными направлениями модернизации школьного образования являются разработка государственных стандартов образования, введение единого государственного экзамена и профильного обучения в старших классах общеобразовательной школы- Идея обновления старшей ступени общего образования состоит в том, чтобы оно стало более индивидуализированным, функциональным и эффективным. Это предполагает формирование личности, обладающей высоким уровнем социальной активности, современным уровнем знаний, научным мировоззрением, диалектическим мышлением, владеющей методами научного познания.
Теоретические основы профильного обучения подробно рассмотрены в трудах А.Ф. Киселева, ВЛ. Коровина, А.А. Кузнецова, И.Я, Лернера, А.А. Пинского, Н.С. Пурышевой, С.Н. Чистяковой и др. В настоящее время в концепции профильного обучения в общеобразовательной школе выделяют четыре основных профиля обучения: естественно-математический (естественнонаучный), гуманитарный, социально-экономический, технологический. Содержание обучения по каждому из них реализуются через различные комбинации учебных предметов, в частности, профильных предметов, элективных курсов и учебной практики- Следует отметить, что за последние пять лет стали активно разрабатываться элективные курсы (от лат. electus - избранный, избирательный) - обязательные для посещения курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы.
Согласно базисному учебному плану, для классов естественнонаучного профиля изучение физики, химии и биологии осуществляется на уровне профильных общеобразовательных предметов. Следовательно, введение такого профиля требует разработки элективных курсов, содержания и методики
проведения учебных занятий, которые удовлетворяли бы требованиям соответствующих им типологий.
Выделяют три типа элективных курсов: предметные курсы, задачей которых является углубление и расширение знаний по предметам (в частности, по физике), входящим в базисный учебный план школы; элективные курсы по предметам, не входящим в базисный учебный план, но поддерживающим их изучение, социализацию, профессиональное самоопределение учащихся; межпредметные элективные курсы, целью которых является интеграция знаний учащихся о природе. Представляется очевидной потребность создания последних для классов естественнонаучного профиля, обеспечивающих реализацию межпредметных связей в процессе изучения различных аспектов интеграции естественнонаучных знаний.
Проблема межпредметных связей исследована в работах ученых-методистов: И.Д, Зверева, В.Н. Максимовой, А.В, Усовой, В.Н. Федоровой, а также в диссертационных исследованиях С.Н. Бабиной, ИЛ, Беленок, М.Н. Берулавы, А.А. Боброва, В.В. Губина, А.И. Гурьева, М.Д. Даммер, В,С. Елагиной, СП, Злобиной, А.Ф. Зубова, И.С, Карасовой, ME. Карнаух, С А. Кре-стникова, В.Е. Медведева, И.Б, Николаевой, В.А. Основиной, А.В. Петрова, PJL Петровой, М.Ж. Симоновой, С.А. Старченко, Н.С. Файзуллаевой, М.А. Чувыриной, О-А. Яворука, В.Н. Янцена и других.
Проведенный анализ исследований по проблеме межпредметных связей позволяет сделать заключение о том, что в выполненных работах рассматриваются проблемы межпредметных связей в основном между двумя учебными предметами (физики и биологии, физики и химии, физики и математики). Чаще всего за основу реализации межпредметных связей берутся единичные элементы системы научных знаний: факты, явления, процессы, понятия и законы. Практически нет работ, в которых исследовалась бы методика реализации межпредметных связей предметов естественного цикла на основе обобщающего элемента естественнонаучных знаний. На наш взгляд, такой
целостностью обладает естественнонаучная теория, в качестве подструктур-ных элементов которой выступает система естественнонаучных знаний.
Анализ философской и научно-методической литературы показал, что среди фундаментальных физических теорий выделяют теории, отличающиеся от других своим межпредметным содержанием. Естественнонаучный характер фундаментальных физических теорий обусловлен, главным образом, общностью в их структуре: научных фактов, объектов исследования, понятий и законов для ряда предметов естественнонаучного цикла. Общим является понятийный аппарат этих теорий. Обычно в естественнонаучных теориях не удается отделить их «скелет» от содержания, заключенного в их терминах и постулатах, математических уравнениях. Исходя из вышеизложенного, под естественнонаучной теорией мы понимаем систему естественнонаучных понятий, законов и принципов, отражающих целостное представление о суи{вственных связях обширной области явлений. В частности, к таким теориям следует отнести молекулярно-кинетическую и электронную теории строения вещества, квантовую теорию света. Объяснительная и предсказательная их функции обусловлены включением в свое содержание теорий меньшей степени обобщенности из других естественных наук (химии, биологии) в качестве дополнительных концептуальных схем. Последние представляют собой понятия, наделенные естественнонаучным смыслом, которые позволяют рассматривать сущность физических, химических и биологических явлений и процессов в тесной взаимосвязи, с единой естественнонаучной точки зрения.
Большой вклад в разработку методики изучения отдельных теорий внесли Б.Б. Буховцев, AT. Глазунов, СЕ. Каменецкий, ИХ Кикоин, А.К. Кикоин, АЛ. Мягков, Г.Я. Мякишев, НИ, Нурминский, А.А. Пинский, М.С, Свирский, Л-П. Свитков, А.А. Цветков, М.Н. Шахмаев, Э.Е. Эвенчик, Б.М. Яворский и др. Отметим, что в работах этих авторов не обсуждались вопросы реализации межпредметных связей при изучении подструктурпых элементов выделенных теорий. Методические основы изучения фундаменталь-
ных физических теорий во взаимосвязи с процессуальной стороной обучения рассмотрены в работах И.С. Карасовой. Значительная работа в этом же направлении выполнена А.В. Карпушевым.
Укажем, что, несмотря на появление многочисленных работ, посвященных профильному обучению и межпредметным связям, проблема методического обеспечения элективных курсов изучения фундаментальных естественнонаучных теорий в целом остается не решенной.
Таким образом, в рамках рассматриваемой проблемы можно выделить следующие противоречия:
между многообразием задач, связанных с внедрением концепции профильного обучения и недостаточной степенью разработки содержания и методов ее реализации;
между необходимостью обоснования естественнонаучных теорий как целостного элемента системы научных знаний для осуществления межпредметных связей между дисциплинами естественнонаучного цикла и отсутствием четко выделенных положений;
между потребностью реализации межпредметных связей изучения фундаментальных естественнонаучных теорий в межпредметных элективных курсах и отсутствием такой возможности в рамках традиционного обучения;
между необходимостью разработки программ, содержания и методики проведения межпредметных элективных курсов для классов естественнонаучного профиля, направленных на организацию естественнонаучного познания школьников, и отсутствием теоретических основ построения таких курсов, опирающихся на современные концепции учебного и научного познания;
между требованием усиления практической направленности процесса обучения естественнонаучным предметам (в том числе и в рамках элективного курса) и ориентацией практики школьного обучения на усвоение теоретических знаний;
между востребованностью реализации единого подхода к изучению фундаментальных естественнонаучных теорий и относительно слабой разработанностью способов и средств осуществления межпредметных связей в процессе их изучения в рамках элективного курса профильной школы;
между необходимостью формирования представлений о естественнонаучной картине мира и соответствующего ей диалектического стиля мышления и недостаточной степенью интегративности естественнонаучных знаний учащихся.
Приведенные выше противоречия подтверждают актуальность проблемы исследования: разработка научно-методических основ реализации межпредметных связей при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий на занятиях межпредметного элективного курса. Все это определило тему нашего исследования: «Меэшредметпые связи физики, химии и биологии при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий в профильной школе».
Цель исследования состоит в обосновании и разработке концепции реализации межпредметных связей физики, химии и биологии при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий на занятиях межпредметного элективного курса.
Объектом исследования является процесс реализации межпредметных связей естественнонаучных дисциплин в условиях профнлизации образования на старшей ступени общеобразовательной школы»
Предмет исследования - содержание, методы, средства и формы проведения учебных занятий, позволяющих реализовать межпредметные связи физики, химии и биологии при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий,
В основу исследования была положена следующая гипотеза: реализация межпредметных связей между дисциплинами естественнонаучного цикла при изучении межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе» будет развивать и дополнять
содержание профильных курсов, обеспечивать высокий уровень усвоения учащимися фундаментальной естественнонаучной теории, если:
рассматривать реализацию межпредметных связей при организации учебно-воспитательного процесса как дидактического условия;
содержание курса будет отражать структуру естественнонаучной теории соответствующими элементами системы естественнонаучных знаний; включать межпредметные демонстрационные опыты, практические работы, учебные исследования;
методика изучения межпредметного элективного курса будет основана на применении проблемного, эвристического и исследовательского методов;
будет разработана соответствующая методика реализации межпредметных связей физики, химии и биологии при изучения фундаментальных естественнонаучных теорий.
Цель и гипотеза исследования определили следующие задачи:
Уточнить содержание понятия «естественнонаучная теория», выяснить ее роль, значение, место в научном и учебном познании.
Выявить состояние проблемы обучения фундаментальным естественнонаучным теориям в условиях реализации межпредметных связей в теории и практике общеобразовательной школы.
Проанализировать современное состояние проблемы организации и методики проведения межпредметных элективных курсов,
Выдвинуть и обосновать концепцию, программу межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе».
Разработать методику изучения межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе», включающую: содержание, методы, приемы и организационные формы обучения, способы контроля знаний и умений учащихся.
6, Подготовить и апробировать методические рекомендации для учите
лей по изучению межпредметного элективного курса, проведению лабора
торных и практических работ.
7. Организовать и провести педагогический эксперимент с целью про
верки гипотезы исследования в классах естественнонаучных профилей.
Теоретико-методологической основой исследования послужили:
философские исследования (П.В. Алексеев, А.Д. Гетманов, B.C. Готт, В,А* Каике, БЛ1 Кедров, AJL Микешина, А.В. Панин, Д.Д. Рачинский, АХ. Спиркин и др.);
исследования в методологии естествознания (В.А. Асеев, Л.Б. Баженов, СИ. Вавилов, СБ. Крымский, В.И. Кузнецов и др-);
общедидактические принципы теории обучения (Ю.К. Бабанский, МЛ, Данилов, Б.П. Есипов, И.Я, Лернер, М.Н. Скаткин и др.);
психологические исследования активизации процесса обучения (П.Я. Гальперин, Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, Н.Ф. Талызина и
др-);
основные положения теории и методики обучения физике (АЛ. Бугаев, Ю.И. Дик, СЕ. Каменецкий, Г.Я. Мякишев, В.П. Орехов, Н.С Пурышева, В,Г. Разумовский, А.В. Усова и др.);
работы но конструированию содержания факультативных и элективных курсов (Ю.К. Бабанский, О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов, Л.И. Резников и
др-);
теория проблемного обучения физике (И.Я. Лернер, Р.И. Малафеев, М.И. Махмутов, В. Оконь и др.);
методика организации учебных исследований (Л.И, Анциферов, Ю.И. Дик, IO.B, Иванов, О.Ф. Кабардин, В.В, Майер, Р.И. Малафеев, В.А. Орлов, А.А. Покровский, А.В. Усова, Т.Н. Шамало и др.);
работы по интеграции естественнонаучных знаний и реализации межпредметных связей в процессе обучения (М.Н. Берулава, А.И. Гурьев, М.Д.
Даммер, Ю.И. Дик, В.С, Елагина, И.С. Карасова, В.Н. Максимова, Н.Н. Туль-кибаева, ИХ Турышев, А.В. Усова, Н.В. Федорова, О.А. Яворук и др.), В ходе исследования использовались следующие методы:
теоретические - анализ научной, учебной и методической литературы по теме исследования; концептуальный анализ выполненных ранее диссертационных исследований; изучение и анализ нормативных документов, регламентирующих структуру и содержание обучения предметам естественнонаучного цикла в средней школе;
практические - разработка системы интегративных форм учебных занятий, методика изучения подструктурных элементов фундаментальной естественнонаучной теории с целью получения ее развивающего результата; опытно-инструкторская работа по созданию самодельных приборов и экспериментальных установок; наблюдение за деятельностью учителя и учащихся; анкетирование; тестирование; беседа; интервьюирование; опрос; планирование, подготовка и проведение педагогического эксперимента; методы поэлементного и пооперационного анализа знаний и умений; методы статистической обработки и анализа результатов педагогического эксперимента.
Исследование осуществлялось в три этапа с 2004 по 2007 год.
Первый этап (2004-2005 гг.) характеризуется выбором темы исследования, ее обоснованием. Теоретический анализ научной, психолого-педагогической и методической литературы позволил сделать вывод о перспективности исследуемой проблемы, включающей разработку программы, содержания и методики реализации межпредметных связей физики, химии и биологии при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий на занятиях элективных курсов профильной школы. Практический аспект работы состоял в подготовке и проведении констатирующего этапа педагогического эксперимента. При исследовании фиксировались наиболее существенные ошибки и пробелы в знаниях школьников.
Второй этап (2005-2006 гг.) включал создание программы, отбор содержания, разработку методики изучения фундаментальной естественнонаучной
теории в межпредметном элективном курсе «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе». На этом этапе был организован и проведен обучающий эксперимент, в ходе которого осуществлена первичная апробация разработанной методики, В результате было определено место изучения межпредметного элективного курса, разработаны методические рекомендации по его проведению. Была уточнена гипотеза, скорректированы критерии, позволяющие судить об эффективности разработанного курса.
Третий этап (2006-2007 гг.) был посвящен проведению завершающего контрольно-оценочного эксперимента, включающего обработку, аншіиз экспериментальных данных; практическое внедрение разработанной методики в учебно-воспитательный процесс и оценку результатов исследования, а также оформлению работы.
Научная новизна исследования состоит в том, что:
Обоснована целесообразность реализации межпредметных связей физики, химии и биологии при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий на занятиях межпредметных элективных курсов профильного обучения.
Разработана концепция реализации межпредметных связей в рамках элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе» для изучения фундаментальной естественнонаучной теории.
Разработана методика изучения межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе», опирающаяся на проблемный, эвристический и исследовательский методы.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
обоснована возможность рассмотрения ряда фундаментальных физических теорий как естественнонаучных теорий;
уточнено в рамках методики изучения межпредметного элективного курса понятие «естественнонаучная теория» и содержание ее подструктур-ных элементов, представляющих систему естественнонаучных знаний. Естественнонаучная теория - это система естественнонаучных понятий, законов и
принципов, отражающих целостное представление о существенных связях обширной области явлений природы.
определены основные требования, принципы и критерии отбора содержания межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе», обеспечивающего синтез знаний профильных общеобразовательных предметов естественнонаучного профиля;
выявлены основные принципы проектирования межпредметного практикума в рамках элективного курса, целями которого являются: закрепление теоретических знаний (подструктурных элементов) фундаментальной естественнонаучной теории; развитие обобщенных познавательных умений; привитие навыков проведения экспериментальных исследований, конструирования и изготовления самодельных приборов.
Пракгтпческаи значимость исследования заключается в том, что:
разработано учебно-методическое пособие по межпредметному элективному курсу «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе», содержащий: учебную программу; планы изучения подструктурных элементов теории; комплекс дидактических материалов для контроля знаний учащихся;
разработаны методические рекомендации по проведению учебных занятий, лабораторных и практических работ по межпредметному элективному курсу для учащихся старілих классов;
разработана тематика и содержание межпредметиого лабораторного практикума, состоящего из 7 лабораторных работ, включающих конструирование отдельных самодельных приборов и устройств для проведения демонстрационных опытов, лабораторных и исследовательских работ;
межпредметный элективный курс «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе» внедрен в учебно-воспитательный процесс лицея при БирГСПА (г. Бирск); результаты исследования используются при подготовке учителей естественнонаучных дисциплин физических, химических и биологических факультетов Бирской государственной социально-
педагогической академии (БирГСПА) и Стерлитамакской государственной педагогической академии (СГПА).
Достоверность и обоснованность результатов и выводов диссертационного исследования обеспечивается: всесторонним анализом современных достижений психолого-педагогической науки, выбором и реализацией комплекса методов, адекватных цели и задачам исследования, воспроизводимостью результатов исследования н их внедрением в практику, выборкой экспериментальных данных, систематической проверкой результатов исследования на различных этапах работы.
Апробация н внедрение результатов исследовании осуществлялись на базе СОШ № 3 и СОШ № 26, гимназиях № 1, № 5, Башкирского лицея № 3 г. Стерлитамака, лицея при социально-педагогической академии г. Бирска, а также на кафедрах теории и методики обучения физике СГПА, физики и методики преподавания физики БирГСПА. Полученные результаты докладывались и обсуждались на научно-методических семинарах кафедры теории и методики обучения физике СГПА, III Всероссийской научно-теоретической конференции «ЭВТ в обучении и моделировании» (Бирск, 2004 г,)» региональной научно-методической конференции «Современное физическое и методическое образование в школе и вузе: проблемы организации профильного обучения» (Уфа, 2004 г.), региональной научно-методической конференции «Проблемы современного физического образования: школа и вуз» (Армавир, 2005 г.), региональной научной конференции аспирантов и студентов «Наука в школе и вузе» (Бирск, 2005 г.), V, VI региональные школы-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике, физике и химии (Уфа, 2005, 2006), опубликованы в Трудах Стерлитамакского филиала Академии наук Республики Башкортостан: серия «Психолого-педагогические и методические науки» (Уфа, 2006 г.), Международной научно-практической конференции «Теоретико-методологические основы совершенствования естественнонаучного и технологического образования в школе и педвузе» (Челябинск, 2006 г.), VI Всероссийской научной конференции «Физическое об-
разование: проблемы и перспективы развития», посвященной 105-летию А.В. Перышкина, XVI Международной научно-практической конференции «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов» (Челябинск, 2007 г.).
На защит} выносится:
1. Положение о целесообразности введения в обучение учащихся старших классов естественнонаучного профиля межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе», интегрирующего знания из различных предметов естественнонаучного цикла.
2- Концепция построения межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе», включающая; обоснование и формулировку целей и задач курса; систему принципов и критериев отбора содержания курса и проектирования межпредметного лабораторного практикума, требования к методике изучения курса,
3. Методическая модель системы обучения межпредметному элективному курсу «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе», включающая программу курса, методику изучения фундаментальной естественнонаучной теории, методику проведения лабораторных и практических работ, учебных исследований, методику контроля знаний учащихся.
Научно-методологический анализ понятия «теория» и ее роли в научном и учебном познании
Современная наука представляет собой систему понятий, законов, гипотез, концепций, совокупность теорий, а также знаний, еще не организованных в систему. Ее уровень развития характеризуется совокупностью знаний, систематизированных в замкнутые завершенные теории. Основы же науки -это совокупность основ теорий и отдельных знаний [72, с. 40].
Как известно, «в современной философской науке теорию в более широком смысле понимают, как комплекс взглядов, представлений, идей, направленных на истолкование и объяснение какого-либо явления; в более узком и специальном смысле - высшую, самую развитую форму организации научного знания, даюшую целостное представление о закономерностях и существенных связях определенной области действительности - объекте данной теории» [150, с. 42]. В «Логаческом словаре» научная теория определяется как «обобщение опыта, практики, обобщение производственной и научной деятельности людей, вскрывающее основные закономерности развития той или иной области материального мира и психики и направленное на дальнейшее преобразование объективной деятельности и самого человека» [93, с. 57]. В словаре практического психолога научная теория понимается как «систематизированное описание, объяснение и предсказание явлений; попытка целостного представления закономерностей и существенных свойств определенных областей действительности, возникающая на базе широко подтверждаемых гипотез» [198, с. 445].
Проблему классификации и выяснения структуры научных теорий на философском уровне исследовали И.С. Алексеев, И.Д. Андреев, Л.Б. Баженов, Б.М Кедров, И.В. Кузнецов, Е.А. Мамчур, Г.И. Рузавин, В.Н, Садовский и др. [3; 6; 15; 89; 105; 129; 188; 190]. С точки зрения этих авторов, в структуре науки можно выделить «клеточку», которая обладает «минимальной структурой», целостностью, сохраняет свойства целого, Л.Я. Зорина и В,В. Краевский в своих исследованиях показали, что теория на современном этапе развития научного знания выступает его исходной «клеточкой».
Из существующей классификации теорий философы выделяли формализованные и неформализованные теории. За основу данной классификации авторы взяли характер решаемых задач. Формализованные теории используются для объяснения нескольких различных областей действительности. Однако для этого в структуру теории необходимо включить несколько дополнительных положений, в зависимости от их интерпретации. Неформализованные теории изучают материальные и идеальные объекты, исследуемые с помощью операций, правил, задаваемых системой знаков.
Согласно законам логики и способам своего построения, научные теории подразделяются на дедуктивные, гипотетнко-дедуктнвиые и индуктивно-дедуктивные. К дедуктивным теориям относятся математические, которые получаются с помощью дедукций и аксиом. В гипотетико-дедуктнвных теориях структурные компоненты иерархически соподчинены друг другу и нацелены на процедуры объяснения объекта. Все естественнонаучные теории являются гипотетико-дедуктивными. В естественнонаучных теориях не удается отделить «скелет» от того содержания, которое заключается в их терминах и постулатах, математические уравнения - от текста. Термины физических концептуальных систем - это понятия, наделенные физическим смыслом, а не просто абстрактные символы и математические величины. Термины всегда имеют эмпирическую интерпретацию - набор правил, устанавливающих связь между теоретическими терминами и терминами наблюдения (правил соответствия). Помимо них понятия теоретической системы связаны между собой «внутртеоретическими связями». Некоторые из этих связей «дают возможность сформулировать конститутивные определения физических понятий», другие - «построить либо гипотетические положения, либо законы теории». Индуктивно-дедуктивные теории занимают серединное положение между гипотетико-дедуктивными и дескриптивно-прогностическими теориями.
Дескриптивно-прогностические (феноменологические) н микроскопические теории основаны на типах реализуемых процедур. В отличие от пшотетико-дедуктивных, дескриптивно-прогностические теории строятся из пропозициональных утверждений, структурные компоненты которых иерархически не соподчинены друг другу и нацелены на описание объектов. Если теория описывает только эмпирически наблюдаемые факты, то она относится к дескриптивно-прогностическим теориям, а если глубина познания в них распространяется на сферы явлений, раскрывает механизм их протекания, то такая теория является микроскопической.
Различают фундаментальные и прикладные (частные) теории. Как отмечает B.C. Степин, «фундаментальность теории определяется не только тем, что она выражает некоторые глубинные характеристики исследуемой предметной области, отражает ее основные закономерности, которые затем конкретизируются в разветвленной системе частных теорий, но и в том, что она задает некоторый тип рациональности, демонстрирует приемы научного объяснения и идеалы организации научного знания» [204, с. 573
Элективные курсы в системе профильного обучения на старшей ступени общеобразовательной школы
В соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 29 декабря 2001 г. № 1756-р об одобрении Концепции модернизации российского образования на период до 2010 г. на старшей ступени общеобразовательной школы предусматривается введение профильного обучения, ставится задача создания «системы специализированной подготовки (профильного обучения) в старших классах общеобразовательной школы, ориентированной на индивидуализацию обучения и социализацию обучающихся, в том числе с учетом реальных потребностей рынка труда .„ отработки гибкой системы профилей и кооперации старшей ступени школы с учреждениями начального, среднего и высшего профессионального образования» [147, с. 16]. Под профильным обучением при этом понимают средство дифференциации и индивидуализации обучения, позволяющего за счет изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса более полно учитывать интересы, склонности и способности учащихся, создавать условия для обучения старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжении образования [94]. «Индивидуализация - это учет в процессе обучения индивидуальных особенностей учащихся во всех его формах и методах, независимо от того, какие особенности и в какой мере учитываются» [175, с. 8], Под дифференциацией понимается такой учет индивидуальных особенностей учащихся, при котором они «группируются на основании каких-либо особенностей отдельного обучения; обычно обучение в этом случае происходит но различным учебным планам и программам» [там же, с. 8],
Профильное обучение предполагает достижение следующих целей образования: - обеспечить углубленное изучение отдельных предметов программы полного общего образования;
- создать условия для существенной дифференциации содержания обучения старшеклассников с широкими и гибкими возможностями построения школьниками индивидуальных образовательных программ;
- способствовать установлению равного доступа к полноценному образованию разным категориям обучающихся в соответствии с их способностями, индивидуальными склонностями и потребностями;
- расширить возможности социализации учащихся, обеспечить преемственность между общим и профессиональным образованием, более эффективно подготовить выпускников школы к освоению программ высшего профессионального образования.
Для достижения вышеуказанных целей и обеспечения профильности в обучении необходимы разнообразные комбинации учебных предметов, в частности, базовых общеобразовательных предметов, профильных общеобразовательных предметов, элективных курсов и учебной практики.
Таким образом, согласно примерному учебному плану учащимся естественнонаучных профилей предлагаются 5-6 курсов, 3 из которых каждому школьнику следует обязательно изучить в течение 2 лет. При этом количество недельных часов во всех трех курсах не должно превышать 12, а их общее количество за два года обучения должно составлять не более 70 часов. Процентное соотношение объемов базовых общеобразовательных, профильных общеобразовательных предметов и элективных курсов составляет 50:30:20. Из этой пропорции следует, что на изучение элективных курсов отводится до 20 % учебного времени.
Элективные курсы реализуются за счет школьного компонента учебного плана и выполняют следующие функции:
- поддерживают изучение основных профильных предметов на заданном профильным стандартом уровне;
- служат «надстройкой» профильного учебного предмета, тогда такой дополненный профильный учебный предмет становится в полной мере углубленным;
- развивают содержание одного из базовых учебных предметов, что по зволяет поддерживать изучение смежных учебных предметов на профильном уровне или получать дополнительную подготовку для сдачи единого государственного экзамена по выбранному предмету; - служат основой для внутри профильной специализации обучения и для построения индивидуальных образовательных траекторий;
- способствуют удовлетворению познавательных интересов школьников в различных областях человеческой деятельности.
В.А. Орлов, рассматривая основные функции элективных курсов, указывает на их возможность стать «полигоном» для создания и экспериментальной проверки нового поколения учебных материалов [154]. По мнению О, Петунина, обеспечение профшшзации школы возможно при введении курсов разной направленности. Такие курсы позволят школьникам выбрать более конкретную область познавательной деятельности в рамках той или иной научной дисциплины. Рассматривая проблему формирования индивидуальных образовательных траекторий, автор отмечает, что они должны оказать помощь учащимся в оценке правильности своего профессионального выбора [166].
Существуют различные точки зрения на типологию элективных курсов. Многие из них по своей структуре совпадают с классификацией факультативных курсов. Согласно В.А. Орлову, элективные курсы можно классифицировать на следующие типы:
1. Предметные курсы, задачей которых является углубление и расширение знаний по предметам (в частности, по физике), входящим в базисный учебный план школы.
Курсы повышенного уровня, направленные на углубленное изучение физики, имеющие как тематическое, так и временное согласие с профильным курсом физики. Курс данного типа включает небольшое число тем, отобранных для углубленного изучения, важных в научном или прикладном отношении. Основной целью занятий курсов повышенного уровня является углубление и расширение знаний по той или иной теме; они учитывают задачи подготовки учащихся к продолжению физического образования,
2. Электнсиые спецкурсы, в которых углубленно изучаются отдельные разделы профильного курса физики, входящие в обязательную программу. Примерами таких курсов могут быть: «Механика», «Строение и свойства вещества», «Термодинамика», «Волновая оптика», «Специальная теория относительности», «Физика атома и атомного ядра» и др. В курсе этого типа выбранная тема изучается более глубоко, нем при выборе курса повышенного уровня.
3. Элективные спецкурсы, в которых углубленно изучаются отдельные разделы основного курса, не входяшие в обязательную программу курса физики, В качестве примеров таких элективных курсов приводятся курсы: «Гидро- и аэродинамика», «Уравнения Максвелла», «Физика плазмы», «Элементы квантовой механики» и др.
4. Прикладные элективные курсы знакомят учащихся с важнейшими путями и методами применения знаний по физике на практике, развивают интерес учащихся к современной технике и производству- Возможные примеры таких курсов: «Физика и компьютер», «Техника и окружающая среда» и др.
Критерии оценки эффективности разработанной методики изучения межпредметного элективного курса
Основная цель педагогического эксперимента заключалась в оценке эффективности разработанной нами методики обучения межпредметному элективному курсу «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе». Результативность обучения определялась с помощью критериев, характеризующих степень усвоения изучаемого теоретического материала учащимися и уровни сформированное их межпредметных экспериментальных умений в результате выполнения межпредметного лабораторного практикума.
При разработке методики педагогического эксперимента мы руководствовались идеями, изложенными в литературе по методологии педагогических исследований [12; 51; 65; 99; 111; 134; 138; 140; 161; 162].
Перед педагогическим экспериментом, проводившимся в несколько этапов, были поставлены следующие задачи:
1. Изучение состояния проблемы реализации межпредметных связей физики с другими дисциплинами естественного цикла при изучении фундаментальной естественнонаучной теории.
2. Изучение и анализ качества усвоения школьниками подструктурных элементов молекулярно-кинетической теории строения вещества.
3. Проверка эффективности предлагаемой методики реализации межпредметных связей физики с химией и биологией в рамках межпредметных элективных курсов профильного обучения,
4. Экспериментальная проверка влияния разработанной методики реализации межпредметных связей физики с химией и биологаей при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий.
На первом этапе исследования был проведен констатирующий эксперимент, в задачу которого входило изучение и анализ качества усвоения учащимися подструктурных элементов фундаментальных естественнонаучных теорий при традиционном обучении, а также выявление возможностей проведения цикла межпредметных лабораторных работ в рамках практикума. Констатирующий эксперимент осуществлялся в первом полугодии 2004-2005 учебного года в школах №№ 3; 26, гимназиях №№ 1; 5, Башкирском лицее № 3 г. Стерлигамака, лицее при Бирской социально-педагогической академии Республики Башкортостан. Велось наблюдение за деятельностью учителей по реализации мекпредметных связей физики, химии и биологии при изучении фундаментальных естественнонаучных теорий.
В ходе второго этапа была составлена программа для изучения одной из фундаментальных естественнонаучных теорий в рамках межпредметного элективного курса «Молекулярная физика и термодинамика в живой и неживой природе». Были определены содержание и структура деятельности учителя и учащихся по осуществлению межпредметных связей физики с химией и биологией при изучении фундаментальной естественнонаучной теории в рамках межпредметного элективного курса, а также методы, средства и формы организации учебных занятий. Разработаны методические рекомендации для учителей естественнонаучных дисциплин, раскрывающие возможности реализации межпредметных связей в условиях экспериментального обучения. Проведен пробный эксперимент в школах №№ 30; 31, гимназии № 3 г. Стерлитамака, школах №№ I; № 5; № 8 г. Бирска.
Третий этап был посвяшен проведению обучающего и контрольного эксперимента по проверке эффективности разработанных методов и средств реализации межпредметных связей физики с химией и биологией, а также форм организации учебных занятий при изучении фундаментальной естественнонаучной теории в условиях экспериментального обучения. Были уточнены критерии эффективности разработанной методики.
