Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние проблемы подготовки учителя физики к профессиональной деятельности в условиях профильного обучения ... 30
1.1. Профильное обучение в современной школе 30
1.2. Система подготовки учителя физики к реализации профильного обучения 50
1.3. Исследование готовности учителя физики к профессиональной деятельности в условиях профильного обучения 66
Выводы по главе 1 88
Глава 2. Системное профессионально-педагогическое мышление как основа проектировочной деятельности учителя физики 91
2.1. Сущность профессионально-педагогического мышления 91
2.2. Системное мышление и его основные свойства 103
2.3. Системное профессионально-педагогическое мышление учителя физики и его структура 124
Выводы по главе 2 153
Глава 3. Теоретические основы подготовки учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного обучения 155
3.1. Сущность педагогического проектирования 156
3.2. Специфические особенности системного проектирования образова тельного процесса по физике в условиях профильного обучения 182
3.3. Готовность учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного обучения 216
3.4. Концепция методической системы подготовки учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного обучения 237
3.5. Модель методической системы подготовки учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях
профильного обучения 248
Выводы по главе 3 259
Глава 4. Методическая система подготовки учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного обучения 265
4.1. Цели и содержание методической системы подготовки учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в
условиях профильного обучения 265
4.2. Методы, формы и средства подготовки учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного
обучения 276
4.3. Условия и практические результаты реализации методической системы подготовки учителя физики к системному проектированию
образовательного процесса в условиях профильного обучения 303
Выводы по главе 4 327
Глава 5. Организация экспериментального исследования и экспериментальная проверка гипотезы 329
5.1. Общая характеристика и организация экспериментального исследования 329
5.2. Экспериментальные основания концепции методической системы подготовки учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного обучения 340
5.3. Экспериментальная проверка гипотезы исследования 371
Выводы по главе 5 427
Заключение 429
Список литературы
- Исследование готовности учителя физики к профессиональной деятельности в условиях профильного обучения
- Системное мышление и его основные свойства
- Готовность учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного обучения
- Экспериментальные основания концепции методической системы подготовки учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного обучения
Исследование готовности учителя физики к профессиональной деятельности в условиях профильного обучения
Такое определение профильного обучения задает его конечную и основную цель - это подготовка учащихся к освоению программ профессионального обучения на основе учета их интересов, склонностей, способностей и профессиональных намерений.
Таким образом, основная идея обновления старшей ступени общего образования состоит в том, что образование должно стать более индивидуализированным, дифференцированным, ориентированным на создание условий выбора для удовлетворения образовательных потребностей старшеклассников. Реализация этих идей направлена на изменение целей, содержания, технологий организации и обучения, подходов к оценке образовательных результатов учащихся. Исходя из данного толкования профильного обучения, его связывают, прежде всего, с дифференциацией, индивидуализацией и вариативностью образования. Рассмотрим сущность этих понятий.
В педагогической энциклопедии дается следующее толкование названных понятий: «дифференцированное обучение - это разделение учебных планов и программ в старших классах средней школы, а индивидуализация обучения - это такая организация учебного процесса при которой выбор способов, приемов, темпа обучения учитывает индивидуальные различия учащихся, уровень развития и их способность к учению» [254].
Из приведенных определений следует, что дифференциация и индивидуализация обучения рассматриваются как понятия не связанные между собой, относящиеся к разным элементам процесса обучения. Поэтому эти определения не совсем полно отражают сущность рассматриваемых понятий.
Рассмотрим некоторые точки зрения по этому вопросу.
Некоторое исследователи не различают понятия «индивидуализация» и «дифференциация», пользуются ими как синонимами, например, Е.Я. Голант [70] и Ю.К. Бабанский [27]. Другие понимают индивидуализацию более широко, чем дифференциацию, т.е. индивидуализация включает в себя дифференциацию [158, 397]. Например, В.А. Крутецкий оперирует преимущественно термином индивидуализация обучения. В его понимании индивидуализация обучения означает, что обучение ориентируется на индивидуально-психологические особенности ученика, строится с учетом этих особенностей [158]. Термин дифференцированное обучение он вводит, переходя к характеристике организации обучения школьников, обладающих пониженной обучаемостью. В его концепции дифференциация выступает как одно из проявлений индивидуализации и сводится к различию организационных форм обучения.
В.А. Гусев считает, что дифференцированное обучение учитывает доминирующие особенности групп учащихся, и в этом отношении можно считать это обучение одним из средств достижения индивидуального подхода. При этом уровень эффективности этого обучения зависит от возможностей выявления и учета индивидуальных особенностей групп учащихся и от уровня разработки средств управления учебно-познавательной деятельностью учащихся [80].
И. Унт также рассматривает дифференциацию как один из вариантов индивидуализации. Она определяет индивидуализацию как учет в процессе обучения индивидуальных особенностей учащихся во всех его формах и методах, независимо от того, какие особенности и в какой мере учитываются [359]. Под дифференциацией понимается такой учет индивидуальных особенностей, при котором они группируются на основании каких-либо особенностей для отдельного обучения, обычно обучение в этом случае происходит по различным учебным планам и программам. Анализ этих определений показывает, что индивидуализация является более емким понятием, чем дифференциация, т.е. дифференциация является одной из форм осуществления индивидуализации обучения.
Существует также и другой подход к этим двум понятиям, в соответствии с которым дифференциация рассматривается в более широком смысле, чем индивидуализация [84, 89, 112, 279, 259, 378]. Под дифференциацией обучения понимается процесс управления познавательной деятельностью учащихся с учетом как индивидуальных психологических различий (особенностей) отдельных обучаемых, так и доминирующих особенностей групп учащихся. Под индивидуализацией обучения понимают систему управления познавательной деятельностью учащихся с учетом индивидуальных психологических особенностей каждого ученика. При этом индивидуализация рассматривается как один из видов дифференциации обучения. По мнению авторов [112] обучение можно дифференцировать: 1) по характеру индивидуальных, психолого-педагогических особенностей обучаемых (способностей, склонностей, интересов, мотивов учения, подготовленности к обучению и т.д.); 2) по способу организации познавательной деятельности обучаемых (фронтальное, групповое, индивидуальное обучение и их всевозможные сочетания); 3) по элементам системы управления учебным процессом (обучение проводится по различным планам и программам, используя различные формы организации учебного процесса, методы и средства обучения).
Н.С. Пурышева отмечает, что наиболее четким и наименее противоречивым, с ее точки зрения, является такой подход к определению понятий дифференциация и индивидуализация обучения, в соответствии с которым, более общим понятием является понятие дифференциации [279, 280].
Дифференциация обучения может быть как внутренней, так и внешней. Внутренняя дифференциация понимается как индивидуализация обучения в рамках стабильных в целом учебных групп, а внешняя дифференциация - такая форма организация учебного процесса, при которой учащиеся объединяются в группы в соответствии с их особенностями и склонностями. Обучение в таких группах осуществляется по особым программам и учебникам [279].
Системное мышление и его основные свойства
К ключевым компетенциям, необходимым именно учителю профильных классов, Л. К. Артемова относит следующие: 1) умение создавать дидактические материалы для разнопрофильного обучения; 2) освоение методов, обеспечивающих вариативность образовательного пространства; 3) способность сочетать методологию, технологию и методику преподавания учебного предмета (фундаментальность); 4) готовность ставить и обсуждать проблемы, требующие выхода в различные сферы жизнедеятельности; 5) стремление развивать познавательные способности различной профильной направленности в контексте формирования творческого подхода; 6) способность развивать мышление у учащихся профильных классов; 8) владение приемами, предупреждающими перегрузку учащихся; 9) освоение методов, обеспечивающих формирование образовательно-профессионального маршрута старшеклассников; 10) овладение проектно-исследовательскими и коммуникативными умениями и навыками. Развитие выделенных ключевых компетенций может быть достигнуто посредством отобранного содержания и адекватных технологий организации учебного процесса на деятельностной основе [15].
Разделяя позиции Л. Артемовой, авторы И.П. Арефьева, С. Редлих, В. Крученен считают, что подготовка будущих учителей к профильному обучению может быть реализована на основе широкого межпредметного взаимодействия в структуре существующей системы их обучения в вузе. Условия для решения поставленных задач могут быть созданы посредством включения всех разделов учебного плана в обеспечение подготовки учителя профильных классов. Это, по мнению авторов, предполагает реструктуризацию и развитие содержания всех циклов учебного плана, их ориентацию на комплексное решение задач практико-ориентированной подготовки будущего учителя профильных классов [191].
Мы разделяем мнение Л.К. Артемовой о том, что обеспечить формирование и развитие компетенций учителя в области профильного обучения можно путем отбора содержания и адекватных технологий организации учебного процесса на деятельностнои основе, но автор не приводит требования к отбору такого рода. Кроме того, реструктуризация и развитие содержания всех циклов учебного плана, конечно, даст положительные результаты в подготовке учителя профильного обучения. Однако это потребует понимания, проявления инициативы и скоординированной работы всего педагогического коллектива вуза. Предложенная модель готовности будущего учителя предполагает его подготовку в контексте формирования образовательно-профессионального маршрута старшеклассников. Но это лишь одна из задач профильного обучения. Мы считаем, что при разработке модели готовности учителя к профессиональной деятельности в условиях профильного обучения, необходимо учесть основные цели и задачи подготовки учителя для реализации основных концептуальных идей профильного обучения старшеклассников.
В исследованиях Н.В. Скачковой хотя и не определяется содержание понятия «готовность» будущего учителя к профильному обучению, но процесс формирования готовности студентов связывается с формированием проектировочных компетенций: 1) педагогического проектирования и вариативного представления содержания учебного предмета на предпрофильном и профильном уровнях (включая умение представлять содержание учебного предмета на различных уровнях сложности); 2) проектирования педагогических технологий; 3) проектирования контекста педагогической деятельности [299].
Мы считаем, что проектировочные компетентности будущего учителя должны составлять основу формирования его готовности к профессиональной деятельности. Однако проектировочные компетенции учителя нельзя рассматривать как самый важный и единственный результат формирования его готовности к профессиональной деятельности в условиях профильного обучения.
Таким образом, подготовку учителя к профильному обучению разные авторы связывают с формированием их профессиональной готовности. При этом нет единых обоснованных подходов к определению сущности профессиональной готовности учителя к профильному обучению и учителя физики в том числе, не определена также структура и содержание соответствующей готовности. На наш взгляд профессиональная готовность учителя к профильному обучению имеет свои особенности. Они обусловлены целями и задачами профильного обучения старшеклассников, новыми требованиями к учителю, спецификой его профессиональных функций и задач.
Многие авторы считают, что формирование готовности учителя к профильному обучению должно быть сориентировано на формирование его профессиональных компетенций.
В.А. Сластенин компетентность будущего учителя рассматривает как личностное профессионально значимое качество, обеспечивающее его готовность к профессиональной деятельности [322, 323].
В.А. Адольф также утверждает, что готовность к педагогической деятельности будущего учителя опирается на профессиональную компетентность, выражающуюся в наличии специальных знаний, умений, навыков, в особом свойстве личности [6]. Мы разделяем это мнение и считаем, что готовность учителя физики к профильному обучению должна определяться уровнем сформированности соответствующих профессиональных компетенций.
Готовность учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного обучения
Одним из основных стратегических направлений модернизации в подготовке педагогических кадров является ориентация на овладение будущими специалистами методологией проектирования объектов профессиональной деятельности. Как показал констатирующий этап педагогического эксперимента, готовность учителя физики к профессиональной деятельности в условиях профильного обучения во многом определяется с его компетентностью в области проектирования образовательного процесса. В связи с этим в данном параграфе мы считаем необходимым определить понятия «проектирование», «педагогическое проектирование», их особенности и условия эффективного осуществления, а также определить возможности применения методологии системного подхода к проектированию образовательного процесса по физике в условиях профильного обучения.
Исследование генезиса понятия «проектирование» позволяет выделить несколько периодов в его понимании. Первоначально понятие «проектирование» рассматривалось исследователями как элемент профессиональной деятельности в области решения архитектурных, инженерно-технических, дизайнерских и других задач. В дальнейшем сфера приложения проектирования расширялась, сложность проектируемых объектов возрастала, и проектировочная деятельность стала распространяться на социальные и педагогические области жизнедеятельности. При этом само понятие «проектирование» за последнее время претерпело значительные изменения.
Определению сущности понятия «проектирование», изучению различных его аспектов и особенностей, в том числе его структуры и организационных основ были посвящены исследования отечественных (Н.Г. Алексеев [9], К.М. Кантор [118], Б.Ф. Ломов [188], В.М Розин [291], Б.В. Сазонов [307], Л.П. Щедровицкий [396], Э.Г. Юдин [399] и др.) и зарубежных ученых (В. Гаспарский [62], Дж. Джонс [88], Я. Дитрих [90], Г. Сай 157 мон [308], П. Хилл [366] и др.). В научных исследованиях понятие «проектирование» определялось по-разному: - как «отыскание существенных компонентов какой-либо физической структуры» [402]; - как «принятие решений в условиях неопределенности с тяжелыми последствиями в случае ошибки» [405]; - как «целенаправленнаядеятельность по решению задач» [403]; - как «моделирование предполагаемых действий до их осуществления, пока не появится полная уверенность в конечном результате» [406]; - как «... деятельность по осмысливанию будущего преобразования действительности с учетом природных и социальных законов, на основе выбора и принятия решений» [224]; - как «концептуальная, информационная подготовка человеком желаемого изменения» [351]; - «как процесс, который кладет начало изменениям в искусственной среде» [88]. Как видно из этих определений, понятие «проектирование» трактуется исследователями очень широко и разнообразно. Причины этого мы видим, прежде всего, в различиях сфер и областей проектирования, специфических особенностей различных видов профессиональной деятельности и их объектов. Эти факторы существенно влияют на характер и методы проектирования и не позволяют ученым однозначно определить понятие «проектирование».
Несмотря на то, что представления ученых о проектировании сильно отличаются, в их исследованиях подчеркивается его глубокая деятельностная основа (В. Гаспарский [62], В.Ф. Любичева [193], Г.Е. Муравьева [223], В.Д. Радионов [285, 286], Т.А. Стефановская [333], Э.И. Сундукова [336], И.Г. Шендрик [389] и др.). Мы разделяем это мнение, поскольку считаем, что проектирование обладает всеми сущностными характеристиками, выделяемыми в общей теории деятельности: предметностью, мотивированностью, осознанностью, целенаправленностью, преобразующим характером.
С точки зрения психологических механизмов деятельности, проектирование представляет собой процесс, обеспечивающий соотношение между потребностью и мотивом, побуждающий к деятельности, направленной на их удовлетворение. Проектировочная деятельность, как и любая другая человеческая деятельность, осуществляется на основе представлений человека о действительности и самом себе. При этом проектировщик ориентируется на особую форму знания, «знания о будущем» [389, с. 61], что позволяет некоторым авторам рассматривать проектирование как «... деятельность по осмысливанию будущего преобразования действительности с учетом природных и социальных законов, на основе выбора и принятия решений» [224].
Такой подход позволяет рассматривать проектирование как деятельность по открытию для проектировщика смысла преобразований действительности, т.е. его внутреннего содержания и значения. Мы считаем такое определение не достаточно полным, поскольку «осмысливание будущего преобразования действительности» создает условия, но не гарантирует его реального, практического преобразования, т.е. создание того самого желаемого будущего и средств его достижения в реальных условиях.
Таким образом, проектирование в целом можно обозначить как «целенаправленную деятельность человека, целью которой является создание представлений о будущей деятельности, предназначенной для удовлетворения определенных потребностей, о конечном результате такой деятельности, о последствиях создания и функционирования ее продукта» [336, с. 34].
Многие ученые исследуют проектирование в процессуальном плане. Этот подход позволяет рассмотреть проектирование как временную последовательность этапов этой деятельности, ее составных частей. Так, например, М. Азимов, П. Букер, Дж. Ван Гиг, Дж. Пейдж. Ж.Т. Тощенко, В.М. Шепель и др. трактуют проектирование как итерационный процесс, предполагающий определенную последовательность анализа, экспертиз, соотнесение с опытом и стандартами, тем самым выделяя общую для проектирования характеристику [346, с. 11]. И.В. Котляров понимает проектирование как процесс создания проекта, прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния [153]. Такой подход говорит о том, что главное внимание автора уделено процессу достижения цели, а не его последствиям.
В исследованиях Н.Г. Алексеева, Б.Г. Юдина [9, 398], проектирование рассматривается в соответствии со структурой деятельности как совокупность способов и средств этой деятельности в логике ветвления древа целей.
Дж. Джонс предлагает определение понятия «проектирование» исходя из его цели, рассматривая проектирование не только с позиций протекания проектирования как процесса, но и его результатов. Цель проектирования, по его мнению, состоит в том, чтобы «положить начало изменениям в окружающей человека искусственной среде» [88, с. 44]. В этом смысле мы разделяем мнение автора о том, что проектирование оказывается все меньше направленным на сам разрабатываемый объект и все больше на такие изменения среды, которые последуют от использования нового объекта. Иными словами, проектирование в этом аспекте можно рассматривать как деятельность, обуславливающую изменение действительности.
В связи с этим Дж. Джонс отмечает, что в настоящее время наряду с традиционным проектированием появились различные по своему содержанию его виды: 1) проектирование как процесс разработки не отдельных предметов, а целых систем..., 2) проектирование как соучастие, как включение общества в процесс принятия решения; 3) проектирование как творчество, потенциально присущее каждому; 4) проектирование как учебная дисциплина, синтезирующее искусство и науку и, возможно, идущая дальше, чем то и другое порознь; 5) проектирование без объекта как процесс или образ самой жизни [88].
Экспериментальные основания концепции методической системы подготовки учителя физики к системному проектированию образовательного процесса в условиях профильного обучения
В основе получения научной картины мира лежит эксперимент, который позволяет подтвердить достоверность тех или иных суждений. В становлении физических теорий эксперимент служит источником познания материального мира и критерием истинности теоретических положений. В отличие от наблюдения и измерения, эксперимент позволяет воспроизводить явления реальности в специально созданных условиях и тем самым выявлять причинно-следственные зависимости между явлением и особенностями внешних условий.
Измерение может проводиться как в естественных, так и в искусственно созданных условиях. Отличие измерения от эксперимента состоит в том, что исследователь не стремится воздействовать на объект, но регистрирует его характеристики такими, какими они являются, т.е. независимо от исследователя и методики измерения. В отличие от наблюдения, измерение проводится в ходе приборно-опосредованного взаимодействия объекта и измерительного инструмента: поведение объекта контролируется и регистрируется прибором. При измерении невозможно выявить причинно-следственные зависимости, но можно установить связи между уровнями разных параметров объектов.
Для установления причинно-следственных связей между явлениями и процессами проводится эксперимент. Исследователь изменяет внешние условия и тем самым оказывает влияние на изучаемый объект. При этом внешнее воздействие на объект считается причиной, а изменение состояния или поведения объекта - следствием.
Эксперимент проводится в специально созданных, управляемых условиях в целях проверки экспериментальной гипотезы о причинно-следственной связи. В процессе эксперимента исследователь всегда наблюдает за поведением объекта и измеряет его состояние. Процедуры наблюдения и измерения входят в процесс эксперимента. Кроме того, исследователь воздействует планово и целенаправленно на объект, чтобы измерить его состояние.
Эксперимент - основной метод современного естествознания. В научной литературе термин «эксперимент» применяется как к целостному экспериментальному исследованию - серии экспериментальных проб, проводимых по единому плану, так и к единичной экспериментальной пробе - опыту.
Эксперимент, являясь одним из основных методов исследования в науке, при обучении физике выступает как объект изучения и одновременно и как метод обучения.
Особого внимания в содержании физического образования заслуживают фундаментальные эксперименты, которые определили становление и развитие физической науки. К ним, прежде всего, следует отнести следующие: а) эксперименты, приведшие к открытию наиболее важных физических за конов: колебания математического маятника (Г. Галилей); электродинамики (Ш. Кулон, Г. Ом, Э. Ленц, Дж. Джоуль, А. Ампер); фотоэффекта (А.Г. Столетов); основных газовых законов (Р. Бойль, Э. Мариотт, Ж. Шарль) и др. б) эксперименты, в результате которых были открыты новые физиче ские явления, не предсказанные существовавшими в то время теориями: электрический ток (Л. Гальвани); магнитные свойства тока (Г. Эрстед); внешний фотоэффект (Г. Герц); рентгеновское излучение (В. Рентген); есте ственная радиоактивность (А. Беккерель) и др. в) эксперименты, положенные в основу физической теории или под тверждающие ее следствия: электронная теория строения вещества (Дж. Томсон); электронная проводимость металлов (Э. Рикке, Л.И. Ман дельштам, Н.Д. Папалекси, Р. Толмен, Ч. Стюарт); молекулярно-кинетичес кая теория строения вещества (Р. Броун, Ж. Перрен); измерение скоростей газовых молекул и проверка распределения молекул по скоростям (О. Штерн); квантовая теория света (А. Г. Столетов, А. Ф. Иоффе, Н. И. Доб ронравов, Р. Милликен и др.); рассеивание рентгеновского излучения атома ми легких элементов (А. Комптон); дискретность энергетических атомных уравнений (Д. Франк и Г. Герц) и др. г) эксперименты, с помощью которых были впервые определены физи ческие константы: гравитационная постоянная (Г. Кавендиш); скорость света в воздухе и воде (О. Рёмер, А. Физо, Л. Фуко, А. Майкельсон); элементарный электрический заряд (Р. Милликен, А. Ф. Иоффе) и др. Таким образом, отражение в содержании физического образования физических экспериментов, постановка опытов и наблюдений имеет большое значение для ознакомления учащихся с сущностью экспериментального метода, с его ролью в научных исследованиях по физике, а также в формировании умений самостоятельно приобретать и применять знания, в развитии творческих способностей.
Под методологическими знаниями в самом общем смысле понимают знания о структуре и организации научного знания, а также знания о методах познания. «Методологические знания - это совокупность знаний из методологии науки, которая необходима для сознательного системного усвоения основ наук и формирования мировоззрения» [ 343, с. 197]. Под методологией науки понимают учение о принципах построения, формах и способах научно-познавательной деятельности [344, с. 9]. Применительно к физике-науке Г.М. Голин приводит следующее определение «обобщенные знания о методах и структуре физической науки, основных закономерностях ее функционирования и развития» [71, с. 5]. В нашем исследовании, мы будем придерживаться определения Н.В. Кочергиной, которая определила методологические знания как «понятия и категории, законы и принципы, методы и подходы, теории и картины мира, которые обеспечивают процесс познания (и мышления), взятый на всеобщем, общенаучном и частнонаучном уровнях» [154, с. 122].
Для всеобщей (философской) методологии, обеспечивающей соответствующий уровень познания, характерно рассмотрение таких вопросов, как: ценности и их роль в познании, взаимоотношение веры и науки, проблема истины, исторические формы мировоззрения, совокупность принципов и методов познания (представления о роли и месте теории и эксперимента в научном познании, логике научного познания и т.п.). Общенаучная методология, прежде всего, включает общие принципы и методы познания действительности, а также концепции и подходы, используемые в большой совокупности наук (кибернетический, системный подход, теоретический и экспериментальный методы познания и др.). Частнонаучная методология содержит особые правила, методы, принципы исследования, методики научного познания, применяемые в конкретной науке.
С учетом данного определения, Н.В. Кочергиной была выделена система методологических знаний для школьного курса физики, которая, во-первых, включает содержательный и процессуальный аспекты и, во-вторых, выстраивается с учетом существующих уровней методологии: философского, общенаучного и частнонаучного (физического).
Всеобщий уровень методологии образуют три подсистемы знаний: о диалектическом методе, методологии гносеологии и методологии логики. Первая из них структурируется в соответствии с ведущими диалектическими принципами: единства и многообразия мира, развития и детерминизма. Вторая подсистема имеет структуру, адекватную уровням научного познания -эмпирическому и теоретическому. Третья подсистема структурируется в соответствии с формами мышления: понятием, суждением, умозаключением (Таблица 20) [154, с. 211].
