Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. СУЩЕСТВЛОЦАЯ СИСТЕМ ЭКСЖРИМЕНТАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ-ФИЗИКОВ В ПЕДІШСТИТУТЕ И ВЫЯВЛЕНИЕ ПУТЕЙ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ 15-40
І.1. Анализ процесса обучения студентов пединститутов, будущих учителей физики, методике и технике школьного эксперимента 16-27
1.2. Анализ педагогических исследований путей совершенствования подготовки будущих учителей физики в методическом практикуме пединститутов 28-37
1.3.: Пути совершенствования экспериментальной под готовки студентов в методическом практикуме пединститутов 37-40
ГЛАВА II УЧЕБНЫЙ МАТЕРИАЛ И СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ШКОЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 41-86
2.1. Выбор учебного материала и самодельных средств обучения для занятий со студентами в методическом практикуме 41-58
2.2.! Возможности демонстрационного варианта выбранных средств обучения 58-75
2.3. Возможности лабораторного варианта Еыбранных средств обучения 75-86
ГЛАВА III МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УМЕНИЙ У БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ В МЕТОДИЧЕСКОМ ПРАКТИКУМЕ ПУТЕМ ОБУЧЕНИЯ РАЗРАБОТКЕ, ИЗГОТОВЛЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ САМОДЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ШКОЛЕ . 87-112
3.1. Этапы формирования у студентов экспериментальных умений с помощью самодельного оборудования 87-89
3.2. Методика проведения первого этапа обучения 90-92
3.3. Методика проведения второго этапа обучения ; 93-106
3.4.4 Методика проведения третьего и четвертого этапов обучения . .. I06-II2
ГЛАВА IV.ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРЕМЕНТ II3-I34
4.1.: Организация и результаты констатирующего и поискового педагогического эксперимента II3-I25
4.2.' Организация и результаты обучающего педагогического эксперимента 125-134
ВЫВОДЫ 135
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 136-139
БИБЛИОГРАФИЯ '.140-155
ПРШКЖЕНИЕ 156-162
- Анализ процесса обучения студентов пединститутов, будущих учителей физики, методике и технике школьного эксперимента
- Выбор учебного материала и самодельных средств обучения для занятий со студентами в методическом практикуме
- Этапы формирования у студентов экспериментальных умений с помощью самодельного оборудования
- Организация и результаты констатирующего и поискового педагогического эксперимента
Введение к работе
В решениях ХХУ и ХХУІ съездов КПСС, в Постановлениях ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О дальнейшем совершенствовании обучения, воспитания учащихся общеобразовательных школ и подготовки их к труду" (1977 г.), "О дальнейшем развитии высшей школы и повышении качества подготовки специалистов" (1981 г.), "Об основных направлениях реформы общеобразовательной и профессиональной школы" (1984 г.) и многих других документах подчеркивается, что в условиях всеобщего среднего образования возрастает ответственность учителя за обучение и воспитание молодого поколения. В связи с этим особое значение приобретает проблема совершенствования подготовки учительских кадров.
Прогрессивная роль экспериментального метода обучения физике в средней школе общеизвестна (8, 21, 23, 24, 33, 38, 43, 48, 49, 52, 58, 61, 73, 92, 94). Отсюда вытекает важность подготовки будущих учителей физики к использованию в процессе преподавания учебного эксперимента - основы школьного курса физики и эффективного средства воспитания учащихся на уроках и внеклассных занятиях. Между тем "при наблюдении за работой молодых учителей отмечается недостаточное понимание ими значимости и сущности экспериментального метода обучения физике в школе, неумение поставить самостоятельно новую школьную демонстрацию, низкое качество постановки и использования на уроке демонстрационного эксперимента и др." (147, с. I); значительная часть молодых учителей испытывает затруднения при обращении с техническими устройствами, особенно при ремонте и наладке серийного прибора, при изготовлении новых приборов и при необходимости сделать заключение о принципе действия устройства (100, 109, 132, 141, 152); учителя затрудняются в подготовке приборов к работе, в подборе режима их действия, в замене приборов эквивалентными и т.п. (7, 10, 60, 101, 102, 112, 128, 147). Эти факты свидетельствуют о некоторых недостатках в обучении студентов в пединституте.
Анализ программы по методике преподавания физики показал, что повышение качества подготовки студентов к владению экспериментальным методом преподавания возможно в методическом практикуме (практикуме по школьному физическому эксперименту); Разработке методики и техники школьного физического эксперимента посвящен целый ряд работ (10, 32, 15, 24, 25,'26, 41, 48, 49, 61, 81, 89, 98, 99, 106, 146, 147). В трудах И.И.Соколова, П.А.Знаменского, А.В.Перышкина, Е.Н.Горячкина, А.А.Покровского, В.А.Бурова, В.С.Зворыкина и других определены роль и место учебного эксперимента в процессе обучения физике, цели, структура, содержание и основные принципы методики обучения студентов в методическом практикуме.
Процесс формирования экспериментальных умений у будущих учителей физики явился предметом исследования многих методистов (Л.И.Анциферов, С.В.Анофрикова, А.В.Варнавских, Ю.И.Лукьянов, Н.Е.Парфентьева, А.Д.Патраков, М.МЛернйвская, С.А.Хорошавин и др.).7 Ими отражен большой положительный опыт развития рассматриваемого направления, но в то же время отмечается, что не все вопросы подготовки студентов в методическом цикле обучения ре» шены с достаточной полнотой и предлагаются пути совершенствования экспериментальной подготовки студентов. Однако, как показывает практика, внедрение результатов проведенных исследований не сняло проблему совершенствования подготовки студентов по школьному физическому эксперименту: начинакнцие учителя - выпускники различных пединститутов - по-прежнему обнаруживают слабое владение экспериментальным методом преподавания физики (10, с. 8). И сейчас существуют потребность и предпосылки дальнейшего развития научно-методических исследований по совершенствова- нию путей и способов формирования экспериментальных умений у студентов-физиков. В том числе, очевидна целесообразность формирования у будущих учителей физики экспериментальных умений по постановке новых и модернизации рекомендуемых программой учебных физических экспериментов, созданию необходимых для этого средств обучения и воспитания (самодельного школьного оборудования), по методике использования этих разработок в учебном процессе.
Все сказанное выше дает основание считать, что проблема совершенствования формирования экспериментальных умений у студентов является и в настоящее время актуальной проблемой высшей педагогической школы.
Приступая к исследованию, мы исходили из предположения, что разработка содержания и методики проведения занятий в методическом практикуме пединститутов по формированию у студентов экспериментальных умений через обучение их разработке, изготовлению и применению самодельного школьного оборудования, может стать одним из путей совершенствования экспериментальной подготовки будущих учителей физики в пединституте и, как следствие, повысить уровень и качество выработки у них экспериментальных умений.
Цель исследования состоит в определении путей и средств совершенствования процесса формирования экспериментальных умений у студентов-физиков^
Объект исследования - процесс профессиональной подготовки студентов педагогических институтов.
Предмет исследования - процесс и методика формирования умений студентов по школьному физическому эксперименту.
Исходя из цели исследования, планировалось решение следующих задач:
I» Установить какие из экспериментальных умений, которыми _ 7 - должен владеть учитель физики, формируются в наименьшей степени при обучении студентов в педвузе.
Выявить пути и средства совершенствования формирования экспериментальных умений у будущих учителей физики.
Определить содержание и методику занятий по обучению студентов разработке, изготовлению и применению самодельного школьного оборудования.
Экспериментально проверить эффективность предлагаемой методики проведения занятий по совершенствованию школьного оборудования и системы учебного эксперимента по физической оптике.
В ходе решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: анализ научно-методической литературы, учебных пособий для педвузов, методических разработок по теме исследования, учебных программ, научных исследований; изучение опыта передовых учителей физики г.Москвы, г.Алма-Аты, г.Чимкента; проведение педагогического эксперимента в МГПИ им. В.И.Ленина, МОПИ им. Н.К.Крупской, МГЗПИ, Каз.ПЙ им. Абая; анкетирование, беседы, интервью, хронометрирование, протоколирование действий студентов, метод экспертной оценки; обсуждение результатов исследования на конференциях, совещаниях, семинарах.
Кроме того, была предпринята разработка средств обучения студентов созданию и модернизации школьного оборудования.
Методологической основой исследования является марксистско-ленинская теория познания, получившая дальнейшее развитие и конкретизацию в программе КПСС, в документах и материалах партийных съездов, в постановлениях ЦК КПСС и Совета Министров СССР о реформе школы, о совершенствовании обучения и воспитания школь- ников, повышении качества подготовки специалистов, дидактический принцип наглядностти и методология НЙОКР, разработанная в НИИ ШОТСО АПН СССР.
Научная новизна исследования состоит в том, что определены пути дальнейшего совершенствования формирования у студентов пединститутов экспериментальных умений в методическом практикуме: обучение студентов постановке новых* учебных экспериментов, включая разработку и изготовление школьных приборов, обучение студентов применению этих приборов в учебном процессе школы ; разработаны средства для формирования у студентов указанных умений по физической оптике в методическом практикуме - прибор Ф0-І и набор сменных принадлежностей к нему ; разработана система учебных экспериментов с прибором Ф0-І, включающая 21 демонстрационный и 21 лабораторный опыт/таблицы 5,6/; разработаны содержание и методика проведения занятий по обучению студентов постановке новых опытов, включая создание и применение самодельного оборудования, а также методические рекомендации для преподавателей и студентов.
Практическая значимость результатов исследования состоит в том, что разработанные пути и средства совершенствования экспериментальной подготовки студентов позволяют сформировать у них умения по постановке новых опытов, включая разработку, изготовление и применение самодельного оборудования в школе. Основные идеи разработанной методики могут быть использованы преподавателями пединститутов, учителями физики средних школ, методистами институтов усовершенствования учителей.
На защиту выносятся: I. Обоснование необходимости формирования у студентов пединститутов к Под "новыми" здесь и всюду далее подразумеваются опыты,постановка которых не предусмотрена программой средней школы - 9 -умений по совершенствованию школьного оборудования.
2. Пути и средства совершенствования экспериментальной подготовки студентов в пединституте, включающие обучение постановке новых опытов, разработке и изготовлению самодельного оборудования и обучение применению этих средств в школе.
3. Содержание и методика обучения студентов-физиков пединститутов совершенствованию школьного оборудования и системы учебных экспериментов по физике.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялась на:
Ленинских чтениях в МГПИ им.В.И.Ленина /апрель 1982 г.,1984 г./ ;
У Всесоюзной научно-практической конференции по совершенствованию экранно-звуковых средств и методики их применения в обучении и воспитании учащихся общеобразовательных школ /ноябрь 1982г./ ; научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Каз.ПИ им.Абая /декабрь 1981, 1982 г.г./ ; научно-методической конференции вузов г.Алма-Аты по вопросам совершенствования качества преподавания физики /декабрь 1982 г./ ; семинаре слушателей ФПК при МГПИ им.В.И.Ленина /март 1983 г., апрель, сентябрь 1984 г./ ; семинаре учителей Московской области при Mi'ПИ им.В.И.Ленина /январь 1984 г./ ; семинаре университета повышения квалификации учителей Московской области при МОПИ им.Н.К.Крупской /январь 1984 г./ ; конференции молодых ученых НЕЙ ШОТСО, НИИ СиМО, НИИ ОП, НИИ ОПВ АПН СССР /май 1984 г./ ; семинаре курса повышения квалификации учителей физики г.Алма-Аты при ИУУ /июнь 1984 г./.
Материалы исследования внедрены в учебный процесс МГПИ им. - ю -
В.И.Ленина, МОПИ им. Н.К.Крупской, Каз. Ш им. Абая. Содержание диссертации отражено в 5 публикациях:
Экспрессный фотопроцесс как средство экранизации физических явлений. - В сб.: Совершенствование экранно-звуковых средств и методики их применения в обучении учащихся общеобразовательных школ. Тезисы докладов участников У Всесоюзной научно-практической конференции (17-19 ноября) г.Тольятти, М.: Ротапринт НИШЮТСО АПН СССР, 1982, с. 16-18.
Прибор Ф0-І и его использование в лаборатории методики преподавания физики пединститутов. - В сб.: Совершенствование методики преподавания физики в высшей и средней школе. Алма-Ата, 1984, с. 75-86 (в соавторстве).
Использование прибора Ф0-І в школе. В сб.: Совершенствование методики преподавания физики в высшей и средней школе. Алма-Ата, 1984, с. 87-93 (в соавторстве).
О структуре экспериментальных умений учителя физики по школьному физическому эксперименту. В сб.: Совершенствование методики преподавания физики в высшей и средней школе. Алма-Ата, 1984, с. 93-96 (в соавторстве).
5.1 Опыты по изучению волновых свойств света. М.: Ротапринт МСПИ им. Н.К.Крупской, 1984. - 10 с.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, перечня использованных литературных источников, приложения.
Во введении рассмотрены и обоснованы цели и задачи диссертационного исследования, кратко изложено содержание и результаты проведенного исследования.
Анализ процесса обучения студентов пединститутов, будущих учителей физики, методике и технике школьного эксперимента
Согласно объяснительной записки к программе восьмилетней и средней школыпв задачи обучения физике входит:
- сообщение знаний основ физической науки - экспериментальных фактов, понятий, законов, теорий и их практических приложений;
- ознакомление с основными методами физической науки - теоретическим и экспериментальным" ( 116, с.З ).
Как известно, ныне действующими программами по физике для средней школы установлены повышенные требования к усвоению учащимися экспериментальной части школьного курса физики по сравнен нию с предыдущей программой.1 С этой целью значительно усилена роль физического эксперимента, увеличено число лабораторных работ, выделены практические умения и навыки, которыми должны овладеть учащиеся при изучении физики в каждом классе.
Обязательному выполнению учебного эксперимента придается особо важное значение, определено число обязательных демонстрационных опытов и лабораторных работ." В зависимости от реальной оснащенности кабинета физики учителю дано право заменять отдельные работы равноценными;; Обязательными являются лишь организационные формы проведения лабораторных работ (фронтально и в виде практикума). Кроме того, поощряется дополнительное расширение числа фронтальных лабораторных работ, выбирая в основном работы, на организацию и проведение которых требуется минимальное время. Только учитель, отлично владеющий методикой и техникой эксперимента, необходимым комплексом экспериментальных умений может обеспечить преподавание экспериментальной части школьного курса физики на уровне повышенных требований программы.
В настоящей главе обобщены результаты наших исследований имевших целью:
- анализ процесса обучения студентов, будущих учителей физики, методике и технике школьного эксперимента;
- анализ результатов педагогических исследований, направленных на совершенствование методов формирования у указанных студентов важнейших экспериментальных умений;
- выявление путей совершенствования приемов формирования экспериментальных умений в процессе обучения студентов в методическом практикуме пединститутов.
I.I. Анализ процесса обучения студентов пединститутов, будущих учителей физики, методике и технике школьного эксперимента
Изучение учебного плана специальности 2105 "физика с дополнительной специальностью математика" и соответствующей программы педагогических институтов ( 117 ) позволяет сделать вывод о том, что процесс обучения будущих учителей физики методике и технике школьного эксперимента, включает два цикла - специальный и методический/147/.
В специальный цикл обучения входят курс общей физики, электротехника, радиотехника, технология материалов, техника безопасности и практикум в учебных мастерских, факультативный курс по техническому моделированию, спецпрактикум по разделам общей физики.
Выбор учебного материала и самодельных средств обучения для занятий со студентами в методическом практикуме
Материал главы I убедительно показывает необходимость формирования у студентов-физиков, будущих учителей, умения разрабатывать, модернизировать и методически правильно применять изготовленное их руками или под их руководством, когда они станут учителями, школьное оборудование по физике. Подтверждением тому., являются работы(17, 21, 23, 24, 31, 32, 33, 38, 40, 45, 75, 102).
Перед нами встала задача выбрать учебный материал и средства обучения физике, на примере которых можно было бы в короткие сроки сформировать указанные уменья у студентов-физиков, выполняющих методический практикум. Учитывая изложенное выше, мы сочли целесообразным приобщить студентов к разработке, изготовлению и методически обоснованному применению более совершенных по сравнению с существующими средств обучения, необходимых в процессе изучения учащимися тем "Световые волны" и "Излучение и спектры", T.W средств обучения, так нужных в данный момент советской школе. При этом с самого начала была поставлена задача не ограничиваться только обязательными учебными экспериментами, но и позаботиться и об удовлетворении потребности в экспериментах по этим темам при проведении факультативов и занятий физических кружков.; Намечено было дать возможность студентам работать как над демонстрационными, так и над лабораторными приборами.
Нами под руководством проф Л.М.Иванцова были проведены исследования возможности разработки предназначенных для занятий со студентами и удовлетворяющих сформулированным выше требованиям школьных средств обучения. Эти исследования дали положительный результат. Был разработан нужный действующий макет прибора, названного Ф0-І и набор сменных принадлежностей к нему (таблица 4), позволяющий воспроизводить большую группу демонстрационных (таблица 5) и лабораторных (таблица 6) учебных школьных экспериментов по физической оптике, разработана технология изготовления самого прибора и сменных принадлежностей студентами, технология, которая доступна и учащимся средней школы. В разработке конструктивного решения Ф0-І принимали участие также аспиранты БИИШОТСО У.Махмудходжаев и Хоанг Тьен Нгуен. В дальнейшем мы применили Ф0-І для выполнения настоящего диссертационного исследования, а аспирантами НЙИШОТСО обоснованы и показаны преимущества Ф0-І как учебного школьного прибора. У.Мах-мудходжаевым это выполнено на примере малокомплектных школ СССР (64)-, Хоанг Тьен Бгуеном на примере средних школ СРВ (144). Д.К1Алматовым и Ж.Б.Бекмуратовым раскрыты возможности Ф0-І как прибора для общего физического практикума педагогических институтов. Таким образом, разработанные средства обучения оказались многоцелевыми и предетавляющими значительную ценность и для средней школы и для высших учебных заведений.1 Это является важным дополнительным аргументом в пользу применения их для формирования у студентов будущих учителей умений разработки и методически обоснованного применения нового школьного учебного оборудования."
Этапы формирования у студентов экспериментальных умений с помощью самодельного оборудования
Как было показано в первой главе, введение в методический практикум занятий по постановке новых экспериментов, по разработке и изготовлению соответствующих физических приборов, по применению этих приборов в школе, является одним из действенных средств формирования у студентов нужных учителю физики экспериментальных умений.
Простота изготовления прибора Ф0-І и набора сменных принадлежностей к нему, заложенные в приборе $0-1 большие возможности совершенствования сложившейся системы учебного эксперимента по физической оптике позволяют считать, что обучение студентов физического факультета созданию этого комплекта средств обучения и воспитания принесет им большую пользу.1 Во-первых, позволит овладеть необходимыми умениями, во-вторых, даст возможность студентам, когда они станут учителями, поставить большую группу демонстрационных и лабораторных опытов по оптике для уроков, факультативных занятий и занятий физического кружка, расширить экспериментальные работы физического практикума.
На выполнение разработанной программы занятий целесообразно выделить 8 часов. За это время предлагается рассмотреть следующие вопросы:
- само оборудование, как средство повышения уровня и качества оснащения физических кабинетов средствами обучения,
- разработка и изготовление самодельного прибора Ф0-І и
- 88 набора сменных принадлежностей,
- постановка новых лабораторных и демонстрационных опытов на базе изготовленного своими руками прибора Ф0-І и группы сменных принадлежностей к нему,
- составление методических руководств по выполнению поставленных лабораторных опытов,
- разработка фрагментов уроков с включением демонстрационных ОПЫТОЕ на изготовленном самодельном школьном оборудовании.
Занятия по этой программе целесообразно проводить в качестве завершающих методический практикум, когда студенты ознакомлены с серийным оборудованием кабинета физики, в том числе и с оборудованием для опытов по оптике и изучили основные вопросы методики преподавания оптики в школе.
Методика проведения занятий по обучению студентов разработке, изготовлению и применению самодельного школьного оборудования и составлению методических руководств, на наш взгляд, должна быть построена в соответствии со следующими этапами. Методикой проведения занятий по указанной программе предусмотрено четыре этапа. Началом первого этапа является вводная беседа, имеющая целью раскрыть студентам цель и программу занятий, пробудить у них желание участвовать в занятиях активно и с удовольствием.
После вводной беседы каждый из студентов получал задание в процессе выполнения которого он должен:
1) выбрать физическое явление, выделить его структурные элементы,
2) выбрать подлежащие воспроизведению стороны явления,
3) выбрать оптимальный прием воспроизведения этих сторон явления, выделить структурные элементы экспериментальной установки,
4) составить принципиальную схему учебной экспериментальной установки,
5) обосновать и рассчитать ее основные параметры,
6) разработать конструктивное решение этой установки, составить ее эскизный проект,
7) выбрать приемы изготовления нужных деталей и узлов экспериментальной установки и требуемые материалы,
8) изготовить установку,
9) воспроизвести с ее помощью интересующий опыт,
10) разработать методику воспроизведения этого опыта перед учащимися с наибольшей педагогической эффективностью.
Организация и результаты констатирующего и поискового педагогического эксперимента
Первым этапом педагогического эксперимента являлся констатирующий эксперимент. Его целью было выявление экспершлентальных умений студентов-физиков пединститутов (имеются в виду студенты, выполняющие или выполнившие практикум по методике преподавания физики) воспроизводить обязательные и ставить новые эксперименты с серийно выпускаемым оборудованием и тех же умений у выпускников педагогических институтов, начинающих учителей. Кроме того, предстояло установить владеют ли указанные студенты и учителя в какой-то мере умениями, необходимыми для разработки, изготовления и методически обоснованного применения самодельного школьного оборудования. Представлялось важным узнать действительно ли спектр экспериментальных умений у выпускников пединститутов шире, а уровень выше, чем у студентов, поскольку выполнившие методический практикум студенты выполняют до того, как стать выпускниками, курсовую и дипломную работу, Ожидалось, что констатирующий эксперимент позволит выявить пути дальнейшего совершенствования приемов формирования экспериментальных умений у студентов-физиков.
Методы, применявшиеся в процессе проведения эксперимента:
- анкетирование,
- наблюдения за участниками эксперимента непосредственно на их рабочем месте,
- беседы с участниками эксперимента.
При анкетировании предлагалось выяснить мнение участников о важности и ценности для их профессиональной деятельности перечисленных выше умений, а также их мнение о том, какими из этих умений они владеют, какие не освоили, какие хотели бы освоить. В соответствии с этим была составлена анкета № I.
Наблюдения могли принести данные о том, в какой мере справедливы утверждения испытуемых о владении теми или иными умениями, а также, что особенно важно, выявить пути дальнейшего совершенствования приемов формирования экспериментальных умений у испытуемых. Тому же должны были способствовать и беседы с участниками констатирующего эксперимента. Мы начали вести их как во время наблюдений, так и по результатам анкетирования.1
Естественно, что и работа преподавателей методического практикума по формированию экспериментальных умений у студентов интересовала нас не в меньшей мере как в методическом, так и в организационном аспекте.
К участию в констатирующем эксперименте были привлечены студенты 4-го курса Московского государственного педагогического института им. В.И.Ленина и Казахского педагогического института им. Абая (41 и 86 человек соответственно) и 19 начинающих учителей средних общеобразовательных школ Казахстана.
Анкетирование показало (см. таблицу 14 ), что подавляющее большинство участников эксперимента считает экспериментальные умения одними из важнейших для успешного преподавания физики. И студенты, и учителя самокритично отнеслись к своим умениям воспроизводить обязательные физические эксперименты.
