Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ВОПРОСОВ ИСТОРИИ ФИЗИКИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ В УСЛОВИЯХ ПРОФИЛИРОВАНИЯ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ 18
1.1. Состояние проблемы изучения вопросов истории развития науки в школьном курсе физики. Принцип историзма в обучении физике 22
1.2. Модели реализации принципа историзма в учебном процессе. Элективные курсы по истории физики в системе профильного обучения, требования к их разработке 49
1.3. Анализ проблемы использования информационных технологий при изучении вопросов истории физической науки в средней общеобразовательной школе 74
1.4. Содержание и методика преподавания элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки» с применением информационных технологий обучения 90
1.4.1. Программа элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки». Информационный источник сложной структуры (ИИСС) как средство его дидактической поддержки 90
1.4.2. Организация и методика проведения учебных занятий элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки» в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды 110
Выводы по главе 1 133
Глава 2. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРИНЦИПА ИСТОРИЗМА В СТАРШЕЙ ПРОФИЛЬНОЙ ШКОЛЕ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ИКТ
2.1. Анализ состояния практики работы учителей физики по организации учебной деятельности школьников, связанной с изучением вопросов истории науки 136
2.2. Методика обучения будущих учителей организации учебной деятельности школьников по освоению вопросов истории физической науки 145
2.2.1. Содержание учебного курса по выбору «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно-насыщенной учебной среды» для сопровождения дисциплины ФГОС ВПО «Теория и методика обучения физике». Методика организации учебных занятий со студентами по программе курса 150
2.2.2. Обучение студентов проектированию дидактических и учебно-методических материалов по истории науки для учебного процесса по физике (на примере элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки») 161
Выводы по главе 2 179
Глава 3. СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТНО-ПОИСКОВОЙ РАБОТЫ
3.1. Цели, задачи и этапы опытно-поисковой работы. Критерии эффективности методики обучения 181
3.2. Результаты опытно-поисковой работы: анализ и интерпретация 185
Выводы по главе 3 195
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 197
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 200
ПРИЛОЖЕНИЯ 230
- Состояние проблемы изучения вопросов истории развития науки в школьном курсе физики. Принцип историзма в обучении физике
- Анализ состояния практики работы учителей физики по организации учебной деятельности школьников, связанной с изучением вопросов истории науки
- Цели, задачи и этапы опытно-поисковой работы. Критерии эффективности методики обучения
Введение к работе
Для современной российской школы в новых социально-экономических условиях ее развития особое значение приобретает реализация концепции гуманитаризации образования. Одним из важных направлений внедрения идеи гуманитаризации в практику массового обучения является совершенствование историко-методологического содержания предметной подготовки учащихся. Использование в обучении сведений из истории научных открытий, демонстрация роли науки в социальном прогрессе на различных этапах истории развития общества, информация о жизни и деятельности ученых имеют своей целью формирование у учащихся не только системы конкретных предметно-исторических знаний, но и становление у них системы духовных ценностей, нравственных позиций и идеалов, которые определяют жизнедеятельность молодого человека, его личностное и профессиональное становление. Преподавание вопросов истории науки - истории процесса познания - позволяет молодежи ощутить себя « ... в той научной атмосфере, которая невольно поднимала бы ее личную энергию в благородном соревновании с другими нациями в важном деле создания национальной науки с ее важным значением для промышленного прогресса страны» (Н.А. Умов, 1916). Популяризация науки через освещение вопросов истории ее развития способствует осознанию ценности науки как элемента культуры, содействует распространению научных идей и представлений, формированию у молодежи рационального мышления и в итоге воспитанию той ее части, которая составит впоследствии научную элиту страны.
В государственном образовательном стандарте средней школы указывается на необходимость изучения вопросов истории научного знания. Соответствующие задачи профессиональной подготовки специалистов должны быть обозначены и в сфере высшей педагогической школы. На сегодня является важной разработка эффективных решений указанных задач. Следствием этих решений должно стать формирование у будущих учителей физики необходимого уровня компетентности в данной области педагогической практики.
Методике изучения сведений из истории развития физики в средней школе посвящены работы Г.М. Голина, П.С. Кудрявцева, А.И. Капралова, И.С. Кара-совой, П.А. Знаменского, В.А. Ильина, Ю.А. Королева, В.Н. Мощанского, Е.И. Савеловой, Б.И. Спасского, А.В. Усовой, М.А. Червонного, Р.Н. Щербакова и др. Исследователями рассматривается широкий круг методических вопросов: формирование мировоззрения учащихся, развитие у них познавательного интереса и нравственных убеждений на основе изучения исторического материала, воспитание гуманистического мышления и др. Вместе с тем для большинства методических подходов к организации работы учащихся с материалами по истории физики характерны вполне традиционные решения, а именно эпизодическое включение в содержание основного учебного курса сведений по истории науки, выполнение отдельных заданий исторической тематики (в основном по выбору учащихся).
На современном этапе развития системы общего среднего образования, для которого характерны усиление внимания к дифференциации обучения в старшей профильной школе, а также активно разворачивающиеся процессы его информатизации, возникают условия для принципиально новых решений проблемы методики преподавания вопросов истории физики. Первые исследования в этом направлении уже появились (Ж.С. Древич, Д.А. Исаев, В.А. Ильин, Е.В. Оспенникова, Н.С. Пурышева, Н.В. Шаронова и др.). Однако пока далеко не все значимые аспекты этой проблемы с учетом новых направлений ее разработки находятся в поле зрения исследователей.
Анализ состояния проблемы методики преподавания вопросов истории науки в курсе физики средней школы позволил выявить следующие противоречия: 1) на социально-педагогическом уровне - между общекультурной ценностью знаний по истории науки, важностью их приобретения учащимися и недостаточным отражением вопросов истории науки в преподавании школьного курса физики (основного, профильного), невысоким уровнем мотивации и готовности учителей к реализации историко-методологического направления предметной подготовки учащихся; 2)на научно-педагогическом уровне —
между необходимостью повышения уровня специальной профессиональной компетентности учителей в области методики преподавания вопросов истории науки и недостаточной разработанностью теоретических основ реализации принципа историзма в обучении в условиях модернизации системы образования, а также малой зоной внимания в педагогической науке к разработке теоретических аспектов подготовки будущих педагогов к профессиональной деятельности в данном направлении; 3) на научно-методическом уровне - между возможностью обеспечения необходимого уровня компетентности выпускников педагогических вузов в области обучения школьников истории физической науки и отсутствием методики подготовки будущих специалистов к преподаванию вопросов истории физики, эффективному применению с этой целью потенциала профильного обучения и средств современных информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).
Необходимость разрешения указанных противоречий обусловливает актуальность настоящего исследования и определяет его проблему: как должно осуществляться обучение студентов педагогических специальностей в высшей профессиональной школе, чтобы его результатом стало достижение выпускниками уровня профессиональной компетентности в преподавании: вопросов истории физической науки; каким образом в этой связи при обучении специалистов должны быть учтены ключевые тенденции модернизации школьного образования: профилирование обучения, интеграция гуманитарной и естественнонаучной составляющих физического образования, применение в обучении средств ИКТ? В соответствии с указанной проблемой сформулирована тема исследования «Обучение студентов педагогического вуза реализации принципа историзма в учебном прогрессе по физике в условиях информатизации системы среднего образования»
Объект исследования: процесс обучения в педагогическом вузе будущих учителей физики по дисциплине «Теория и методика обучения физике» (ТИМОФ).
Предмет исследования: содержание, методы, средства и формы обучения
студентов педвуза реализации принципа историзма в системе профильной подготовки учащихся по физике в условиях применения средств информационно-коммуникационных технологий.
Цель исследования состоит в научном обосновании и разработке методики обучения студентов педагогического вуза реализации принципа историзма в системе профильной подготовки учащихся по физике в условиях применения средств ИКТ.
Гипотеза исследования: результативность обучения студентов методике преподавания вопросов истории науки в школьном курсе физики с применением средств ИКТ возрастет, если:
включить в план обучения студентов с целью расширения и углубления их подготовки по дисциплине «Теория и методика обучения физике» учебный курс по выбору «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» или выделить в составе дисциплины «ТиМОФ» учебный модуль данной тематики;
реализовать в рамках указанного учебного курса/модуля компетентно-стный подход к обучению будущих учителей физики и обеспечить-формирование у студентов:
системы знаний: о содержании принципа историзма в обучении, организационных моделях и новой практике обучения школьников истории физической науки в условиях профилирования и информатизации образования;
обобщенных умений в проектировании учебного процесса по истории физики и средств его сопровождения на основе применения в обучении обобщенных моделей профессиональной деятельности;
готовности к решению профессиональных задач за счет применения технологии продуктивного обучения, базирующегося на самостоятельном проектировании и разработке будущими специалистами учебно-методических и дидактических материалов (в том числе цифровых) по истории науки для учебного процесса по физике;
3) применять при проведении занятий по курсу/модулю адекватный ком-петентностному подходу комплекс методов и форм обучения, ориентированных на самостоятельную и творческую работу студентов по решению профессиональных задач (методов проблемного обучения, метода проектов, метода портфолио, метода социального взаимодействия и его разнообразных форм).
В соответствии с целью и сформулированной гипотезой исследования были определены задачи исследования:
l.Ha основе анализа психолого-педагогической, методической и специальной литературы определить состояние проблемы подготовки студентов педагогических специальностей к реализации принципа историзма в преподавании школьного курса физики, обосновать актуальность ее дальнейшего исследования.
2. Уточнить содержание специальной профессиональной компетентности (СПК) учителя физики в преподавании вопросов истории науки в условиях профилирования и информатизации системы общего среднего образования.
3.Разработать методику обучения студентов реализации принципа историзма в учебном процессе по физике в средней школе. Учесть в решении этой задачи особенности подготовки будущих учителей к работе в старшей профильной школе и необходимость применения в их профессиональной деятельности средств ИКТ. Выявить в составе данной методики обучения особенности применения компетентностного подхода к подготовке специалистов и разработать технологию его реализации.
На основе компетентностной модели обучения специалистов разработать в составе дисциплины «ТиМОФ» учебную программу курса/модуля «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» и подготовить ее учебно-методическое обеспечение.
Разработать диагностический инструментарий и проверить в опытно-поисковой работе результативность предложенной методики обучения (на примере подготовки студентов педвуза к преподаванию в средней школе
элективного курса «Эксперимент в истории развития физической науки»).
Методологические и теоретические основы исследования: основы системного подхода к анализу объекта исследования; основы методологии педагогических исследований; основы методологии познания в области физической науки, принципы дидактики, положения теории и методики обучения физике в средней общеобразовательной школе, включая обучение вопросам истории физической науки; концепции конструирования и проектирования педагогического процесса; концепция профильного обучения на старшей ступени общего среднего образования, концепция модульного обучения; исследования в области информационного общества и информатизации педагогического образования, информатизации общего среднего образования и компьютерных технологий обучения физике; теоретические основы компетентностно-го подхода к подготовке специалистов в высшей профессиональной школе.
Методы исследования. Эмпирические: сбор научных фактов - анализ нормативных документов, учебных программ, учебников и учебных пособий для средней школы; изучение педагогического опыта учителей и результатов педагогических исследований; педагогические наблюдение и эксперимент; систематизация и обобщение педагогических фактов. Теоретические: анализ моделей обучения в психологии и дидактике, их прогностического и объясняющего потенциалов, противоречий в системе теоретического знания; выдвижение гипотез и теоретическое моделирование учебного процесса.
Этапы исследования (2005 - 2010 гг.). На первом этапе (2005 - 2006 гг.) был проведен анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы по проблеме исследования с целью определения новых подходов к обучению учащихся средней школы вопросам истории физической науки и далее -теоретических и методических основ формирования специальной профессиональной компетентности будущих учителей физики в данной сфере их деятельности; определены цели, объект и предмет, гипотеза и задачи исследования; разработан план опытно-поисковой работы, реализован ее констатирующий этап. На втором этапе (2007 - 2008 гг.) разрабатывались содержание и
программа учебного модуля и учебного курса «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» в составе дисциплины ГОС ВПО «Теория и методика обучения физике». Был подготовлен сопровождающий эти программы комплект дидактических и учебно-методических материалов. В поисковом эксперименте осуществлялись апробация и корректировка предложенных программ, отработка методики проведения занятий и организации самостоятельной работы студентов. На третьем этапе (2009 - 2010 гг.) осуществлялось формирующее экспериментальное обучение с целью проверки справедливости гипотезы исследования. Выполнены анализ и обобщение результатов опытно-поисковой работы, сформулированы выводы.
Экспериментальная база исследования. Опытно-поисковая работа проводилась на базе физического факультета Пермского государственного педагогического университета, а также на базе школ проведения педагогической практики студентов ПГПУ (гимназий № 1, 4, 5, средних общеобразовательных школ № 8, 50, 112, 145 г. Перми и ряда сельских школ Пермского края).
Научная новизна исследования.
1. В отличие от исследований периода 50-80 гг. прошлого столетия, в которых рассматривались отдельные аспекты проблемы использования материалов по истории науки в курсе физики средней школы, а также исследований двух последних десятилетий (В.А. Ильина, А.И. Капралова, Ж.С. Древич, А.В. Усовой и др.), посвященных проблеме подготовки студентов педвуза по истории науки в рамках курса ЕН.Р.ОО «История физики», в настоящей работе впервые рассматривается проблема формирования у студентов педагогических вузов профессиональной компетентности в области реализации принципа историзма в обучении физике в рамках учебной дисциплины ОПД.Ф.04 «Теория и методика обучения физике». Решение проблемы осуществляется с учетом комплекса современных тенденций развития системы среднего образования: профи-
лирования обучения, интеграции его гуманитарной и естественнонаучной составляющих, применения в обучении средств ИКТ.
2. Уточнено содержание профессиональной деятельности учителя физики по реализации принципа историзма в учебном процессе. С этой целью:
а) дана характеристика обновленной практики обучения школьников ис
тории физики, включающей: формирование у учащихся системы предметно
го историко-научного знания; развитие представлений о принципе историзма
как принципе, регулирующем процесс научного познания; знакомство с объ
ектами и методами историко-научного исследования; формирование умений
самостоятельно приобретать знания по истории науки; использование обра
зовательного потенциала знаний по истории физики с целью повышения ка
чества предметного обучения, развития и воспитания учащихся; применение
в обучении истории науки средств информационно-коммуникационных тех
нологий; реализацию в образовательном процессе потенциала элективных
курсов (ЭК) исторической направленности;
б) разработана методика обучения школьников истории физики в усло
виях ИКТ-насыщенной среды (на примере элективного курса «Эксперимент в
истории развития физической науки»), в рамках которой: определены со
держание, методы и средства обучения; уточнено место ресурсов и инстру
ментов виртуальной среды в системе методов и средств обучения; дана ха
рактеристика форм организации учебных занятий и указаны направления ис
пользования материалов исторической тематики на занятиях различных орга
низационных форм; раскрыты особенности организации самостоятельной
работы учащихся по истории науки (виды учебных заданий репродуктивного
и творческого характера; требования к их разработке; технологии формирова
ния у учащихся обобщенных умений в выполнении заданий по истории науки;
формы и методика контроля учебной работы школьников по вопросам исто
рии научного знания).
Определены составляющие специальной профессиональной компетентности учителя физики в реализации принципа историзма в условиях профильного обучения в ИКТ-насыщенной учебной среде. Содержание СПК специалистов раскрыто по направлениям: а) новые методы и технологии поиска, обработки и представления материалов по истории науки; б) специальная предметная ИКТ-компетентностъ учащихся; в) образовательные ресурсы по истории физики; г) содержание и методика реализации принципа историзма в обучении; д) проектирование и разработка средств обучения (дидактических материалов) для самостоятельной работы учащихся по истории физики; е) проектирование и проведение учебных занятий по истории развития физической науки.
Разработана методика обучения студентов педагогических вузов реализации принципа историзма в системе профильной подготовки учащихся по физике в условиях ИКТ-насыщенной образовательной среды. В составе методики определены: а) цели и содержание, методы, средства и формы обучения; б) система квалификационных и компетентностных задач, решение которых способствует становлению СПК будущих учителей физики; в) обобщенные модели профессиональной деятельности по проектированию учебно-методических комплексов занятий и разработке цифровых дидактических материалов для самостоятельной работы учащихся с материалами по истории науки (на примере элективного курса для средней общеобразовательной школы «Эксперимент в истории развития физической науки»).
Теоретическая значимость работы:
Уточнено содержание принципа историзма в частной дидактике, выделены его существенные характеристики как подхода к исследованию объектов природы и как системы регулятивов обучения физике в средней общеобразовательной школе.
Выявлены направления совершенствования профессиональной подготовки будущих учителей к реализации принципа историзма в обучении физике в условиях модернизации системы отечественного образования, а именно: реа-
лизация потенциала элективных учебных курсов и применение в обучении средств информационно-коммуникационных технологий. В ходе разработки проблемы исследования по данным направлениям:
а) определено место элективных курсов по истории физики в общей сис
теме элективных курсов для средней школы, уточнены виды и разработана
система элективных курсов по истории науки для профильной модели обуче
ния; сформулированы требования к разработке ЭК по истории физики (со
держанию, организации и методике проведения);
б) раскрыты особенности цифровых ресурсов по истории физики: фор
мы и жанры цифровых ресурсов по истории науки; основания систематиза
ции исторической информации и способы наглядного отображения системы
исторического знания в виртуальной среде; медиаформаты представления
материалов по истории науки;
в) разработана концепция информационного источника сложной структуры
по истории физики (на примере ИИСС «Эксперимент в истории развития физи
ческой науки»), раскрывающая новые подходы к подготовке цифровых ресурсов
исторической тематики: системный подход к представлению учебного мате
риала историко-методологической направленности; комплексный подход к ор
ганизации самостоятельной работы учащихся по усвоению системы истори-
ко-научного знания и формированию умений в его приобретении.
3. Предложена модель обучения студентов реализации принципа историзма в учебном процессе по физике в средней школе, сочетающая в себе компе-тентностный и продуктивный подходы к подготовке специалистов.
Практическая значимость исследования.
Разработана программа элективного курса по физике для старшей профильной школы «Эксперимент в истории развития физической науки». Для дидактического сопровождения ЭК создан цифровой образовательный ресурс - ИИСС «Эксперимент в истории развития физической науки». В составе ИИСС приведено около 50 микромодулей по истории постановки важнейших для развития науки физических экспериментов. Подготовлены методические рекомендации
для учителей по организации занятий элективного курса по истории физического эксперимента с применением ИИСС.
Разработаны программы учебного модуля «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» в составе дисциплины «Теория и методика обучения физике» и учебного курса по выбору данной тематики, дополняющего преподавание дисциплины «ТиМОФ». Подготовлены методические рекомендации, дидактические и учебно-методические материалы для проведения занятий по программе курса в педагогическом вузе.
В опытно-поисковой работе доказано, что внедрение результатов проведенного исследования в учебный процесс высшей педагогической школы способствует росту результативности обучения и достижению в итоге будущими специалистами уровня профессиональной компетентности в реализации принципа историзма в обучении физике.
Достоверность результатов исследования обеспечена: всесторонним анализом поставленной проблемы; применением современной научной методологии исследования; разнообразием методов опытно-поисковой работы и корректностью их применения, контролируемостью условий проведения ЗКСПЄг риментального исследования и воспроизводимостью его результатов, применением методов математической статистики с целью определения надежности и достоверности выводов по итогам экспериментального обучения; признанием педагогической общественностью основных идей и результатов исследования.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались и обсуждались на региональных, всероссийских и международных семинарах и конференциях, посвященных проблемам информатизации образования: в Ростове-на-Дону («Многоуровневое образование как пространство профессионально-личностного становления выпускника вуза», 2007), Санкт-Петербурге («Физика в системе современного образования», 2007), Глазове («Учебный физический эксперимент: актуальные проблемы, современные решения», 2007, 2008, 2009), Троицке («Применение новых техноло-
гий в образовании», 2007), Екатеринбурге («Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях», 2007; «Новые информационные технологии в образовании», 2009; «Современные проблемы теории и методики обучения физике, информатике и математике», 2009), Хабаровске («Информационно-коммуникационные технологии в образовании», 2008), Астрахани («Современный физический практикум», 2008), Красноярске («Проблемы и перспективы развития физического образования», 2009), Москве («Физическое образование: проблемы и перспективы развития», 2008, 2009).
Результаты исследования внедрены в учебный процесс в Пермском государственном педагогическом университете, в Институте непрерывного образования ПГПУ на факультете переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров, прошли апробацию в базовых школах университета в период проведения педагогической практики студентов физического факультета. Апробация учебно-методического комплекта модуля «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» осуществлялась в 7 педагогических вузах России, участвовавших в пилотном проекте НФПК по совершенствованию программ профессионального обучения в высшей педагогической школе («Информатизация системы образования», 2005-2008 гг.). Программа модуля прошла экспертизу Национального фонда подготовки кадров (НФПК) и рекомендована к применению.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Формирование специальной предметной компетентности студентов педагогического вуза в преподавании вопросов истории физики в старшей профильной школе в условиях современной ресурсной и инструментальной базы процесса обучения целесообразно осуществлять в рамках специального учебного модуля «Изучение вопросов истории физики в средней обгцеобразователъ-ной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды», выделенного в составе дисциплины «Теория и методика обучения физике». Более высокие ре-
зультаты обучения достигаются в рамках аналогичного учебного курса по выбору, дополняющего и углубляющего подготовку студентов по дисциплине «ТиМОФ». Полный учебный курс позволяет обеспечить условия для формирования основного и повышенного уровней компетентности выпускников в области реализации принципа историзма. Важным дополнительным результатом обучения является начальная профессиональная подготовка студентов по педагогическому проектированию (дизайну) в сфере разработки учебных ресурсов (в том числе цифровых) (на материале истории физики).
Обучение следует строить с учетом формирования у студентов комплекса составляющих СПК в реализации принципа историзма в старшей профильной школе в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды. Будущие специалисты должны приобрести знания и опыт деятельности по следующим направлениям: а) новые методы и технологии поиска, обработки и представления материалов по истории науки; б) специальная предметная ИКТ-компе-тентность учащихся; в) образовательные ресурсы по истории физики; г) содержание принципа историзма и методика его реализации в обучении; д) проектирование и проведение учебных занятий по истории развития физической науки; е) проектирование и разработка средств обучения (дидактических материалов) для самостоятельной работы учащихся по истории физики.
Основу обучения составляет решение студентами квалификационных и компетентностных задач. Результативность обучения возрастает, если оно будет осуществляться через освоение студентами обобщенных моделей деятельности, связанных с проектированием учебного процесса и средств обучения историко-методологической направленности.
Существенный положительный эффект достигается при использовании модели продуктивного обучения будущих специалистов, целью которого является создание каждым студентом в процессе обучения образовательного продукта, востребованного в педагогической практике и имеющего научно-методическую значимость. Методика проведения занятий модуля/курса в этой связи должна базироваться на применении методов и форм обучения, ориен-
тированных на самостоятельность и творчество студентов в решении профессиональных задач (методов проблемного обучения, метода проектов, метода портфолио, метода социального взаимодействия, различных форм учебной работы и организации учебных занятий).
4. Результатом подготовки специалистов по программе модуля/курса (в разной степени полноты достижения целей обучения в зависимости от объема учебных часов) является:
а) система знаний: о содержании принципа историзма, структуре пред
метного историко-научного знания, методах его приобретения, включая мето
ды историко-научного исследования, организационных моделях и новой
практике обучения школьников, ориентированной на реализацию в учебном
процессе ключевых регулятивов принципа историзма, применение в обучении
средств ИКТ и использование образовательного потенциала элективных кур
сов;
б) готовность к решению профессиональных задач, а именно: проекти
рованию и разработке учебно-методических и дидактических материалов (в
том числе цифровых) по истории науки для учебных занятий по физике;
проведению учебных занятий, связанных с освоением учащимися средней
школы предметного историко-научного знания, формированием у. них умений
по его приобретению, в том числе начальных умений в выполнении историко-
научного исследования.
Состояние проблемы изучения вопросов истории развития науки в школьном курсе физики. Принцип историзма в обучении физике
Сущность данного принципа раскрывается в философских, социологических, психологических и педагогических исследованиях.
В БСЭ «историзм» трактуется как «... принцип изучения предмета в его возникновении, развитии и уничтожении, в связи со всем предшествующим и последующим развитием других предметов и вещей, окружающих его» [20, С. 549]. В философской энциклопедии историзм рассматривается как «принцип подхода к объективной действительности в процессе ее научного исследования и практического преобразования как к изменяющейся во времени, развивающейся» [241, С. 177].
Ряд исследователей связывают содержание принципа историзма с единством философских категорий «историческое» и «логическое». «Историческое» выражает структурные и функциональные процессы возникновения и формирования данного объекта, «логическое» - те соотношения, законы, связи и взаимодействия его сторон, которые существуют в развитом состоянии объекта (О.Н. Журавлева [68], А.И. Ракитов [189], Г.Б.Редько и Г.Н. Толпекина [190], С.В.Синяков, Е.Ф. Сластенко [215]). Иными словами, категория «историческое» раскрывает особенности процесса становления, развития и преобразования тех или иных явлений, «логическое» отражает результат развития, роль отдельных элементов объекта в его становлении и развитии как единого целого.
СВ. Синяков, Е.Ф. Стастенко разделяют понятия историзма, исторического метода и принципа историзма. На их взгляд, историзм как понятие более широкое и фундаментальное включает в себя не только способ (метод) познания, но и знание об историческом бытие. Исторический метод возникает из теоретической концепции историзма и представляет собой совокупность требований, предъявляемых к ученому в его исследовательской работе. Принцип историзма, в соответствии с правилами которого совершаются познавательные операции, требует рассматривать все явления действительности в их развитии, предполагает обращение к истории предмета при его познании, обязывает учитывать прошлые достигнутые знания при решении текущих теоретических вопросов [215].
Содержание принципа историзма достаточно рассматривается в трудах исследователей, работающих в различных областях предметного знания.
В гуманитарной области научного знания (социология, история, культурология, литература, психология, педагогика) принцип историзма трактуется как принцип сотворения мира, природных и социально-культурных реалий в динамике их изменения, становления во времени, в закономерном историческом развитии. Данный принцип соотносится с необходимостью анализа объектов в связи с конкретно-историческими условиями их существования [14, 69, 104, 182].
В социологии принцип историзма предполагает изучение социальных проблем, институтов, процессов в возникновении, становлении и развитии, постижение специфики соответствующих исторических ситуаций, понимания общих тенденций развития и своеобразия конкретных обстоятельств (3. Дюркгейм [63, с. 58], Г.Е. Зборовский [70, с.201], Г.В. Осипов [148], П.А. Сорокин [220], А. Эфендиев [149]). Используя принцип историзма, социология имеет возможность исследовать внутреннюю динамику социальных явлений и процессов, определять уровень и направление развития и объяснять те их особенности, которые обусловлены их исторической связью с другими явлениями и процессами [262].
Сущность принципа историзма раскрывается и в исторических исследованиях. Согласно В.С.Шмакову в основе данного принципа лежит анализ всей совокупности исторического материала во временном контексте как последовательности дискретных этапов, становление, развитие и смена которых подчиняется объективным законам. Автор, анализируя содержание принципа ис торизма, выделяет несколько важных аспектов в его структуре: 1) формирование эмпирической базы исследования; 2) анализ и интерпретация фактов в поле исторической эпистемологии; 3) актуализация; 4) формирование исторической картины мира, этапов и периодов ее развития; 5) построение моделей будущего [258]. В. С. Горский указывает на всеобщность принципа историзма и обращает внимание на то, что объект исследования должен рассматриваться: во-первых, как система; во-вторых, как процесс; в-третьих, как процесс развития; в-четвертых, как закономерный процесс [39].
По мнению П.Г. Постникова принцип историзма рассматривает исторический процесс с точки зрения того, где, когда, вследствие каких причин он возник, как оценивался современниками, как изменялся, развивался, какие результаты были достигнуты в итоге. На его взгляд фундаментальный принцип историзма предполагает использование совокупности частных методов исследования: проблемно-хронологического, сравнительно-исторического, инте-гративного, ретроспективного и актуализации [177].
Н.В. Вдовиченко выделяет в историко-научных исследованиях пять направлений: 1) историко-логическое (изучение внутренней логики развития предмета); 2) историографическое (отбор и расположение некоторых фактов последовательно в хронологическом порядке); 3) историко-методоло-гическое (выбор какой-нибудь методологической концепции и изучение исторического материала под этим углом); 4) социологическое (анализ влияния различных социальных структур, научных школ и местных условий на развитие тенденций в изучаемой области знания); 5) case study (изучение конкретной ситуации или области, демонстрирующей некоторое общее положение или ситуацию) [прил. 1].
Анализ состояния практики работы учителей физики по организации учебной деятельности школьников, связанной с изучением вопросов истории науки
Обновление содержания и методики подготовки будущих учителей физики к реализации принципа историзма в старшей профильной школе в условиях современной ИКТ-насыщенной информационной среды требует предварительного анализа современного состояния проблемы готовности практикующего учителя физики к этой работе.
В рамках настоящего исследования с целью изучения опыта использования сведений из истории науки в учебном процессе по физике в средней школе был проведен констатирующий педагогический эксперимент. В эксперименте участвовали учителя физики и учащихся средних общеобразовательных школ г. Перми и Пермского края (78 учителей и 566 учащихся). При проведении эксперимента использовались методы анкетирования и интервью. В ходе эксперимента решались следующие задачи: 1) оценить отношение учителей и учащихся к изучению вопросов истории науки на занятиях по физике; 2) определить виды исторического материала, изучаемого на занятиях; 3) установить, какие источники исторической информации используются учащимися при изучении вопросов истории физики; 4) выявить основные методы организации работы учащихся с материалом по истории физики; 5) определить наиболее часто используемые формы организации учебных занятий для изучения вопросов истории физического знания; 6) определить, в какой мере учащимися используются компьютерные технологии при изучении вопросов истории физической науки; 7) оценить уровень готовности учащихся к использованию средств ИКТ при изучении истории науки; 8) определить степень готовности учителей физики к реализации принципа историзма в обучении с применением средств ИКТ; 9) определить трудности, возникающие у учителей в использовании материалов по истории науки в учебном процессе по физике.
Анализ результатов констатирующего эксперимента показал, что в большинстве случаев учителя физики систематически используют материалы по истории науки в учебном процессе по физике (87 %). В основном это материалы, представленные в учебниках по физике (100 %). Часть учителей (менее трети) систематически и специально подбирает материалы по истории физики, обращаясь к научной, научно-популярной и методической литературе по истории физики (28 %). Лишь иногда специальную литературу используют с этой целью 24 % учителей.
В исследовании была предпринята попытка установить уровень понимания практикующими учителя содержания принципа историзма в обучении как системы требований к организации учебного процесса по физике (см. три составляющие принципа в п. 1.1 с. 31-33). Абсолютно большинство преподавателей считает, что использование материалов истории науки имеет своей целью формирование у учащихся некоторой совокупности предметных исторических знаний (первая составляющая) (100 %). При этом дифференциация предметного исторического знания (понимание состава его ключевых элементов) не велика. В основном это конкретные сведения по истории обнаружения физических явлений (26 %), постановки некоторых наиболее важных физических экспериментов (72 %), открытия физических законов (78 %), разработки физических теорий (54 %), становления физической картины мира (8 %). Сведения из биографий великих ученых и изобретателей как значимую компоненту фактического исторического знания выделяют 83 % учителей. Историю техники во взаимосвязи с историей открытий в области физики выделяют только 14 % учителей. Отметим, что на другие элементы предметного исторического знания учителя физики вообще не указывают.
Две другие составляющие принципа историзма в обучении {ознакомление учащихся с принципом историзма как принципом, регулирующим процесс научного познания и использование образовательного потенциала знаний по a истории развития физической науки с г елъю повышения качества образовательной подготовки учащихся) практически не выделяются учителями физики как самостоятельные направления их профессиональной деятельности. Вместе с тем, при постановке прямых вопросов об образовательном назначении материалов по истории науки в учебном процессе по физике учителя указывают на роль знаний по истории физики в развитии интереса школьников к предмету (36 %), формировании у них научного мировоззрения (27 %), установлении межпредметных связей (8 %), нравственном воспитании учащихся (47 %), развитии чувства патриотизма (18 %).
Результаты констатирующего эксперимента позволили оценить отношение учащихся к изучению вопросов истории науки. Большинство учащихся (74 %) указывают на достаточный объем исторических сведений в учебном процессе по физике, 26 % учащихся хотели бы изучать историю физики в большем объеме, 25 % учащихся изучают вопросы истории науки самостоятельно. Приоритетное значение при изучении вопросов истории физической науки учащиеся отдают знакомству с биографией великих ученых-физиков (37 %), изучению истории постановки физического опыта (29 %), выполнению исторического эксперимента на натурной установке (26 %), поиску материалов по истории науки в сети Интернет (29 %).
Цели, задачи и этапы опытно-поисковой работы. Критерии эффективности методики обучения
Цель опытно-поисковой работы - проверка гипотезы настоящего исследования, а именно: доказательство результативности обновленной модели профессиональной подготовки будущих учителей физики к реализации принципа историзма в обучении. Данная модель обучения (см. характеристику модели, гл. 2) обеспечивает формирование специальной профессиональной компетентности учителя физики в составе ее ключевых элементов (см. состав СПК, с. 147) .
Задачи опытно-поисковой работы: 1) дать оценку уровня специальной профессиональной компетентности студентов в реализации принципа историзма в учебном процессе по физике для традиционной практики обучения (лекционно-семинарская модель подготовки специалистов, квалификационный подход); 2) оценить эффективность компетентностного подхода к подготовке будущих учителей физики (на примере проведения учебного курса по выбору «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды»); 3) продемонстрировать достоверный рост результативности обучения студентов при внедрении обновленной методики подготовки будущих учителей физики к реализации принципа историзма в обучении в условиях применения средств ИКТ (комплексная модель подготовки специалистов с опорой на единство квалификационного и компетентностного подходов, разнообразие организационных форм обучения, проектный и продуктивный методы обучения).
Опытно-поисковая работа была проведена в период 2005-2010 гг. В эксперименте приняли участие студенты 4-5 курсов физического факультета ПГПУ (106 чел.). Для экспериментального обучения студентов на период педагогической практики были задействованы базовые школы г. Перми (гимназии № 1, 4, 5, школы № 8, 50, 112, 135, 145) и ряд сельских школ Пермского края. Апробация программы и материалов учебного курса «Изучение вопросов истории физики в средней общеобразовательной школе в условиях информационно насыщенной учебной среды» осуществлялась также на факультете переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров Института непрерывного образования ІТГПУ.
В процессе опытно-поисковой работы применялся комплекс методов исследования: педагогическое наблюдение, анкетирование, опрос, беседа, интервью, тестирование, метод экспертной оценки, исследовательская педагогическая практика (констатирующий, поисковый, формирующий этапы).
В ходе констатирующего этапа (2005-2006 гг.) проводилось изучение состояния решения проблемы исследования в практике школьного обучения. Выполнена оценка уровней готовности и заинтересованности учащихся в изучении материалов по истории физики, в том числе с применением средств ИКТ. Исследовалась эффективность использования в обучении имеющихся в распоряжении учителя дидактических материалов по истории физической науки (полиграфических, цифровых). Выявлен актуальный уровень специальной профессиональной компетентности студентов старших курсов и учителей физики в реализации принципа историзма в обучении. Проанализированы причины, обеспечивающие невысокий уровень готовности выпускников педвузов и учителей физики к эффективной организации изучения школьниками вопросов истории науки в рамках основного и элективных курсов по физике.
Поисковый этап (2007-2008 гг.) был связан с апробацией и последующей корректировкой разработанных соискателем моделей обучения, обеспечивающих рост СПК будущих специалистов в реализации принципа историзма в преподавании физики в средней общеобразовательной школе. В опытно-поисковой работе в составе данных моделей применялись и оценивались на эффективность отдельные компоненты содержания обучения, отрабатывалась практика применения различных методов и приемов обучения, исследовались особенности разных форм организации занятий со студентами и подходов к организации их проектной деятельности, изучался уровень готовности студентов к выполнению исследовательских заданий, связанных с педагогическим проектированием средств обучения и учебного процесса с применением данных средств. Были выявлены критерии и показатели эффективности предлагаемой методики обучения, обеспечивающей более высокий уровень СПК специалистов в реализации принципа историзма в обучении.
Формирующий этап опытно-поисковой работы (2009-2010 гг.) был связан с оценкой результативности разработанной в исследовании модели и методики обучения студентов реализации принципа историзма в обучении физике в условиях ИКТ-насыщенной учебной среды (на примере элективного курса для учащихся средней школы «Эксперимент в истории развития физической науки»). Выполнены анализ и обобщение результатов опытно-поисковой работы, сформулированы выводы.
