Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ УЧЕНИЯ: ТРАДИЦИИ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ
1.1. Проблема целостности образовательного процесса и содержа-
^ ние категории «образование» как отражение взаимосвязи его
существенных сторон 31
1.2. Метауровень в моделировании образовательного процесса. Ин-
формационная метамодель образования и ее прогностические
функции <._
1.3. Информологический подход к анализу категориального аппара-
та дидактики и проблема моделирования учебного процесса
1.3.1. Информологический анализ содержания и взаимосвязи
ведущих категорий педагогической науки 86
1.3.2.Структура информационно-образовательной среды обучения современного школьника и ее основные функции 100
Содержание категории «учение» в дидактике (информологический, социальный и психологический подходы) 111
Информационная составляющая содержания категории «метод обучения» 131
J[: 1.3.5. Метамодель учебного процесса и содержание категории
«организационная форма обучения» как отражение сис
темы связей между его структурными элементами 141
Выводы по главе 1 159
ГЛАВА 2. ОБОБЩЕННАЯ ДИДАКТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
2.1. Метамодель предмета учения и виды учебной деятельности в
области естественнонаучного образования (физики как одной
из естественнонаучных дисциплин) 165
2.2. Модель системы методов обучения в области естестественно-
научного образования
2.2.1. Состав системы методов обучения для предметов естест
веннонаучного цикла 192
4f, 2.2.2. Инвариантная структура метода обучения как способа
информационного взаимодействия обучаемого с источ
ником информации 209
2.2.2.1. Методологическая модель информационной ак
тивности познающего субъекта 210
Психологическая модель информационной активности учащегося 215
Кибернетическая модель информационной активности обучаемого 232
Анализ сущности методов проблемного обучения с точки зрения трехмерной модели информационной активности учащегося 241
Сравнительный анализ методов обучения. Выбор и формулировка метода обучения 257
Вариативная составляющая метода обучения. Модель системы приемов обучения 280
2.3. Организационная модель обучения. Система форм учебных за-
нятий в предметной естественнонаучной образовательной среде 293
2.4. Взаимосвязь элементов модели учебного процесса и ее отраже-
ние в структуре учебного занятия. Обобщенная модель струк
туры учебного занятия по физике 318
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. САМОСТОЯТЕЛЬНОСТЬ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ПО ФИЗИКЕ КАК ОБЪЕКТ РАЗВИТИЯ В УСЛОВИЯХ ОБНОВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ ОБЩЕСТВА
Проблема развития самостоятельности при обучении в педагогической науке 359
Психолого-дидактическая концепция развития самостоятельно-
сти учения в школьной информационно-образовательной среде
Самостоятельность как качество личности учащегося и характеристика стиля его учебной деятельности з 81
Природа феномена самостоятельности и дифференциация уровней развития самостоятельности в учении 398
Основные положения концепция развития самостоятельности учения в школьной информационно-образовательной среде 413
Модель и этапы развития самостоятельности школьников
в учении 427
3.2.5. Система самостоятельной работы учащихся по предмету
и матричный способ разработки системы учебных зада
ний 445
3.3 Методика и технология развития самостоятельности учащихся в
учебном процессе по физике при использовании различных ис
точников информации 457
3.3.1. Составляющие технологии развития исследователь
ской самостоятельности учащихся в процессе освое
ния школьного курса физики (обучение в информа
ционной среде «Учебная Эврика!») 466
3.3.1.1. Виды учебного исследования в структуре
цикла естественнонаучного познания 467
3.3.1.2. Структура и содержание обобщенной модели
развития самостоятельности учащихся в выполнении экспериментального исследования 478
3.3.1.3. Информационные технологии в системе ди
дактического обеспечения лабораторного
физического эксперимента 518
3.3.2. Структура и содержание технологии развития само
стоятельности учащихся в работе с учебной книгой 531
Выводы по главе 3 547
ГЛАВА 4. ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ ОБУЧАЮЩЕЙ МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ
4.1. Информационные технологии моделирования и про
ектирования учебного процесса по физике. Вирту
альная технологическая среда моделирования «Мас
тер-класс учителя физики» 554
4.2 Критерии экспертной оценки учебного процесса по
физике, ориентированного на развитие самостоя
тельности школьников в учении 563
4.3. Содержание и методика проведения педагогического эксперимента по проверке результативности модели обучения, ориентированного на развитие самостоятельности учащихся (средняя школа, вуз)
4.3.1. Экспериментальная проверка результативности
обучающей модели развития самостоятельно
сти школьников в учении в учебном процессе
по физике 573
4.3.2. Диагностика развития профессиональных уме
ний учителя физики в моделировании учебных
занятий по предмету, ориентированных на раз
витие самостоятельности школьников в учении 607
Выводы по главе 4 618
Заключение 623
Библиографический список
Приложение 1 «Обобщенные модели элементов системы естествен
нонаучного знания и видов учебной деятельности» 654
Приложение 2 «Модель и образцы оформления инструкции к вы
полнению лабораторного задания» 664
Приложение 3 «Обобщенные знаково-описательные модели экс
периментальных действий» 675
Приложение 4 «Матричный способ разработки заданий для само
стоятельной работы учащихся» (учебная тема «Кинематика», 10
класс) 700
Приложение 5 «Использование информационных технологий обу
чения на лабораторных занятиях по физике» 710
Введение к работе
Постановка научной проблемы и обоснование актуальности исследования. Самостоятельность поведения и деятельности человека относится к числу тех качеств, которые определяют его жезнеспособность и относительно
л автономное существование в сообществе людей. Социальная ценность этого ка-
чества на разных этапах развития общества менялась. В условиях тоталитарной государственной системы значимой являлась исполнительная самостоятельность. В ней усматривалось главное средство успешной реализации принятых на различных иерархических уровнях администрирования стратегических решений. Инициатива масс как проявление самостоятельности умеренно поощрялась в основном в рамках определения тактики конкретных действий, обеспечивающих общую стратегию деятельности.
На современном этапе самостоятельность человека обретает качественно
новый социальный и личностный смысл. Демократизация общественного уст
ройства привела к возникновению условий, в которых каждый из нас оказывает
ся в ситуации выбора. Право на выбор, необходимость выбора и личная ответ-
4Ії ственность за принятое решение {перед самим собой, другими людьми, обще-
ством) - главные особенности развивающейся мировой социальной системы. При этом этика ответственности как черта, определяющая направление этического прогресса общества, выходит в новом столетии на более высокий иерархический уровень по отношению к этикам свободы и справедливости, характерным для социальной системы XX века [158, с. 296-298]. Позиция человека в обществе в силу обозначенной тенденции его развития существенно обновляется. Самостоятельность принятия решений, самостоятельность в планировании деятельности, собственно исполнительные действия, а в итоге персональная ответственность за результат - главные ее черты, от которых зависят социальная адаптация и интеграция человека в социум. Самостоятельность - это не только условие внутренней свободы личности, ее сознательного поведения и инициа-
*9 тивнои созидательной деятельности, результатами которой прирастает культура
каждого отдельного человека и общества в целом, но и качество, существенным образом определяющее отношение общества к человеку и самоценность личности.
Развитие самостоятельности каждого гражданина является условием совершенствования демократической культуры общества. Результаты этого развития за счет эффекта положительной обратной связи необратимо приводят к нарастанию темпов демократизации и гуманизации социума.
Действительно, в условиях демократических свобод каждый гражданин
Щ) осуществляет сознательный выбор своего жизненного пути. Он должен суметь
рационально воспользоваться данным ему правом в соответствии со своими интересами и способностями. Сфера возможного самоопределения личности напрямую связана с тем спектром социально значимых видов деятельности, в которых молодой человек к концу обучения в средней общеобразовательной школе обретает доступный ему уровень самостоятельности и ощущает себя в силу этого способным к независимому и инициативному существованию. Чем шире складывающаяся в результате обучения область этого выбора, тем в большей степени реализуются демократические права личности в выборе жизненного пути и выше вероятность того, что каждый гражданин займет в обществе место, действительно соответствующее его актуальным интересам и интеллектуально-му потенциалу.
Особое значение в условиях социальных перемен приобретает самостоятельность личности в учении. Ценность этого качества возрастает в связи с радикальными преобразованиями информационной культуры общества.
Понятие информационной культуры введено в научный оборот сравнитель
но недавно. Большинством исследователей информационная культура определя
ется как элемент общей культуры {Н.П. Ващекин, А. П. Ершов, КБ. Зиновьева,
В.А. Каймин, А.А. Кузнецов, ВВ. Лаптев, В.М. Монахов, Б.А. Семеновкер,
Э.П. Сменюк, Е.П. Смирнов, А.В. Рахитов, Н.Д. Угринович и др.). Содержание
данного понятия связывают со сложившимся в обществе уровнем осуществления
процессов сбора, хранения и переработки информации, а также процессов ее
производства и передачи (Н.П. Ващекин). При этом речь ведется как о социаль-
^ ной информации, так и об информации несоциального происхождения (Ю.А. Ха-
ритонов).
Культурный прогресс означает и прогресс в информационной культуре общества. К его основным направлениям относятся.
а техническое совершенствование носителей информации, а расширение состава доступных массовому потребителю источников информации,
а изменение соотношения роли и функций источников информации в образовательном пространстве,
совершенствование содержания и способов информационного наполнения
источников,
а рост требований к уровню системной организации информации и формам ее представления на носителях,
а развитие и совершенствование средств поиска и оперативной обработки информации,
а рост объема и высокие темпы обновления содержания информационных потоков,
а непрерывность обогащения общества новой информацией, расширение круга информационных услуг,
а процессы формирования единого информационного пространства (системы массовой коммуникации) с его «полионтогенетическим» (А.А. Калмыков) характером,
расширение возможностей участия каждого члена общества в наполнении
информационного пространства (в особенности через систему массовой коммуни
кации Internet),
а изменение соотношения в доступном пользователю информационном пространстве различных типов информации (значений общественного сознания и значений индивидуального сознания большой совокупности людей).
Совершенствование процессов информационного обеспечения общества всегда оказывает влияние на темпы его научно-технического и культурного прогресса. Революционные преобразования в информационной культуре многократно усиливают этот эффект. Это ставит каждого человека перед необходимостью «учиться всю жизнь». Именно поэтому самостоятельность личности в учении относится к числу приоритетных целей системы государственного образования и становится объектом стратегии совре-
менного образовательного процесса. («Концепция модернизации Российского образования на период до 2010 года»).
Проблема формирования активности и самостоятельности личности в учении всегда была в поле зрения психологов (Б.Г. Ананьев, Д.Н. Богоявленский, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, Е.Н. Кабанова-Меллер, З.Н. Калмыкова, A.M. Матюшкин, НА. Менчинская, М.А. Холодная и др.), педагогов (Л.П. Аристова, Ю.К. Бабан-ский, В.И. Загвязинский, И.И. Ильясов, И.Я. Лернер В.И. Лозовая, М.И. Махмутов, П.И. Пидкасистый, НА. Половникова, М.Н. Скаткин, Т.Н. Шамова, Г.И. Щукина, и др.) и методистов (B.C. Данюшенков, В.И. Земцова, СЕ. Каменецкий, И.Я. Лапина, Р.И. Малафеев, A.M. Подольский, Н.С Пурышева, ВТ. Разумовский, Ю.А. Сауров, А.В. Усова, Т.Н. Шамало и др.). Различные аспекты ее исследования являются отражением направлений поиска эффективных способов реализации на практике принципа сознательности, активности и самостоятельности в обучении, прочно вошедшего в систему принципов современной дидактики.
Настоящий этап развития педагогической науки отличает глубокое осознание значимости самостоятельной деятельности школьников в обучении. Самостоятельная работа в системе учебных занятий обрела статус объективно необходимой формы обучения, обеспечивающей учащимся прочные знания и устойчивые умения. В педагогической науке исследуется сущность самостоятельности как характеристики учебной деятельности; определяются виды заданий для самостоятельной работы учащихся; формулируются требования к их содержанию; предпринимаются попытки построения системы учебных заданий, выполнение которых способствовало бы росту познавательной активности и самостоятельности школьников; изучается соотношение воспроизведения и творчества в самостоятельной деятельности учащихся; обсуждаются вопросы организации самостоятельной работы учащихся на уроке и способы управления их самостоятельной учебной деятельностью (Л.П. Аристова, ЕЯ. Голант, С.Ф. Егоров, СЕ. Каменецкий, М.Н. Кашин, Н.В. Кухарев, В.Н. Неровных, О.А. Нильсон, Н.Д. Носков, П.И. Плотников, И.Т. Огородников, Ю.А. Сауров, М.Н. Скаткин, М.Н. Среда, Л.Н. Степашко, П.И. Пидкасистый, Н.А. Половникова, Н.С. Пурышева, Н.Н. Тулъкибаева, А.В. Усова, Т.Н. Шамова и др.).
Эффективная организация самостоятельной учебной работы невозможна без
глубокого исследования предмета и процесса учения, дифференциации его основ
ных видов, объективации состава действий и операций, образующих структуру ка
ждого вида деятельности, выявления методов и средств развития у учащихся соот
ветствующих учебных умений. Это направление в психологии и педагогической
Щ науке наиболее полно разрабатывалось в трудах Д. Брунера, П.Я. Гальперина,
В.В. Давыдова, В.И. Загвязинского, Л.В. Занкова, И.И. Ильясова, И. Лингарта,
Н.Ф. Талызиной, А.В. Усовой, Д.Б. Эльконина и др. Значимым научным наследи
ем в этой связи выступают: теория поэтапного формирования умственных
действий П.Я. Гальперина и ее развитие в работах Н.Ф. Талызиной, ассоциативно-
рефлекторная теория Д.Н. Богоявленского, Н.А. Менчинской, Ю.А. Самарина,
теории развивающего обучения Д.Б. Эльконина - В.В. Давыдова, Л.В. Занкова,
дидактическая теория формирования обобщенных учебных умений и навыков са
мостоятельной работы учащихся с книгой и самостоятельного изучения явлений
природы (наблюдение, эксперимент, решение задач и т.д.) А.В. Усовой. Названные
теории образуют фундамент «дидактики учения» - теории обучения учению, на
. необходимость продолжения активной разработки которой на современном этапе
развития педагогической науки указывают В.И. Андреев, В.В. Гузеев, В.И. Загвя-зинский, В.В. Беспалько, А.В. Усова, В.Э. Штейнберг и др.
Ключевой проблемой дидактики являет вопрос о видах учения. Содержание деятельностной сферы учения остается предметом дискуссий. Анализ многолетних обсуждений подводит нас к пониманию того, что никакие концепции организации учебной деятельности школьников не смогут обрести «питательную почву» для своей реализации без глубокого и всестороннего анализа видового состава учения в его различных предметных сферах.
Актуальной остается проблема взаимосвязи системы видов учебной деятель
ности и методов обучения, видов учения и организационных форм построения
учебного процесса. Идет поиск закономерностей, отражающих взаимодействие
щ этих компонентов процесса обучения.
Исследование в педагогической науке ключевых составляющих учебного процесса направлено на построение обобщенной дидактической модели организованного учения. При этом структура учебного процесса {состав элементов и связи
между ними), принципы объединения его элементов в систему до сих пор остаются предметом научных разногласий.
Успехи в решении проблемы поиска обобщенной модели учебного процесса открывают новые перспективы разработки практически всех других педагогических проблем. Действительно, любая образовательная концепция, методика и технология обучения и воспитания учащихся должны быть встроены в целостный учебный процесс, где своим содержанием они будут определять новую, более совершенную модификацию его элементов и связей между ними. Обобщенная модель обучения позволяет уточнить ключевые направления частных научных изысканий и формирует своеобразный научный «заказ» на разработку ее малоизученных элементов. В свою очередь, всякое новое педагогическое знание указывает направления модернизации или революционного преобразования обобщенной модели обучения.
Проблема развития самостоятельности школьников в учении на современном этапе развития педагогической науки может и должна быть рассмотрена именно в рамках обобщенной модели обучения. Для настоящего периода социального развития, связанного с изменением образовательной парадигмы и переходом от научно-просветительской к научно-гуманистической системе образования, это особенно важно. На этом сложном этапе функционирования образовательной системы должна быть непременно обозначена общая стратегия организованного учебного процесса, ориентированного на развитие самостоятельности личности в учении, и выявлены именно те ее черты, которые характеризуют процессы обновления в системе государственного образования.
Анализ проблемы развития самостоятельности личности в учении с точки зрения общей структуры учебного процесса поднимает данную проблему на новый уровень ее исследования. Обнаруживают себя новые направления изучения и новые перспективы решения данной проблемы. Важно отметить, что разработка проблемы самостоятельности с позиций анализа структуры учебного процесса как целостного образования в педагогической науке до настоящего времени еще не осуществлялась. Исследования, выполненные ранее, касаются в основном изучения ее отдельных аспектов. Наибольшее внимание при этом уделяется вопросам организации самостоятельной работы учащихся
над учебными заданиями (деятельностный аспект). Обсуждаются в педагогических исследованиях личностный аспект решения данной проблемы, а также взаимосвязь личностного и деятельностного планов ее анализа. Тем не менее, целый ряд аспектов данной проблемы разработан в науке пока недостаточно основательно. В этой связи представляются интересными вопросы о сущности самостоятельности как качестве личности обучаемого, о ее месте в структуре личности, о формах проявления самостоятельности в деятельности, об общих и специфических закономерностях развития данного качества у обучаемых, о роли индивидуального стиля деятельности в становлении самостоятельности личности и др. Эти направления разработки проблемы самостоятельности школьников в учении являются мало изученными. Их исследование в педагогической науке чрезвычайно важно как с теоретической, так и практической точек зрения. Следствием их более глубокого теоретического анализа будет обновление направлений практической разработки проблемы самостоятельности личности в обучении.
Дополнительный комплекс аспектов проблема развития самостоятельности школьников в учении приобретает в связи с объективными изменениями в информационной культуре. Названные выше тенденции в развитии информационного обеспечения общества оказывают заметное влияние на совершенствование информационной базы процесса обучения, что приводит к необходимости пересмотра образовательных функций учителя и учащихся. Поясним сказанное.
Сложившаяся в двадцатом столетии система массового обучения базировалась на лидирующей позиции учителя как источника учебной информации. Все прочие ее источники (природа, книга, аудио- и видеофонды, информационные фонды ЭВМ и др.) рассматривались в основном с позиции учителя и определялись соответственно как средства его профессиональной деятельности. Это отношение к названным источникам информации сформировало профессиональное сознание педагога, определило сущность, методику и технологию традиционного образовательного процесса как процесса прямой «трансляции» социокультурного опыта. Недостатки традиционной практики обучения общеизвестны. Гиперболизация функции учителя как источника информации, его излишняя информационная активность сужают поле информационного потребления учаще-
гося, влияют на адекватность восприятия им значений общественного сознания и, что самое нежелательное, существенным образом блокируют полноценное развитие самостоятельности ребенка в учении. Самостоятельность как качество личности в силу своей природы не может развиваться в условиях постоянной деятельно-стной опеки. Попытки выявить и реализовать резервы традиционного обучения в плане его влияния на становление учебной самостоятельности школьников лишь частично улучшают образовательную ситуацию, не приводя к радикальным прогрессивным изменениям.
Система обучения - это, прежде всего, социальная система, в которой работает специфический для человека механизм формирования опыта индивида - механизм «присвоения» (А.Н. Леонтьев) уже имеющегося социального опыта. Его собственниками являются не только конкретные люди. Этот опыт зафиксирован на освоенных человечеством носителях информации и представлен системой ее разнообразных источников. Источники информации и соответствующие им средства ее добывания образуют информационно-образовательную среду. И это не только мир субъектов, вступающих в коммуникацию, но и «мир вещей» - иных носителей информации, - без которых не могут быть переданы все необходимые знания, составляющие содержание обучения (Н.Ф. Талызина). Обучение ребенка разворачивается в широкой социальной информационно-образовательной среде, насыщенной множеством источников информации. В этой среде идут процессы естественного развития навыков потребления информации, ее преобразования и практического использования. Итогом информационного взаимодействия человека с окружающей средой является становление его личности, способной к самоорганизации и самореализации в различных сферах жизнедеятельности.
В школьной информационной среде должны быть задействованы все типы источников информации естественной информационно-образовательной среды. Каждый из этих источников «вступает в свои права» на определенных этапах становления личности и обеспечивает соответствующий качеству этого источника вклад в процесс ее становления. Учитель в этом ряду - один из таких источников. Наделенный специфическими функциями, он должен проявлять себя только там и тогда, где и когда ему нет и не может быть равноценной замены.
Система современного педагогического знания в своем развитии не может обрести «второе дыхание», не продвинув свои границы в область исследования образовательных возможностей всех задействованных в общественной практике источников информации и не сосредоточив свои усилия на глубоком изучении процессов непосредственного взаимодействия субъекта учения с этими источниками. Это становится особенно актуальным в современных условиях, когда трансляция культурного наследия общества учителем как способ обучения теряет свои безусловные лидирующие позиции. Школа в целом работает теперь в условиях «потери своей монополии на предоставление фактологической и иной информации ученикам и студентам» (К. Корсак). Стало очевидным, что в число ведущих функций школьной образовательной системы в условиях обновления информационной культуры общества должна войти еще одна ее функция - организации активной самостоятельной учебной деятельности школьников в широкой информационно-образовательной среде, включающей весь спектр источников социокультурного опыта.
Информологический подход к анализу учебного процесса определяет необходимость построения его целостного информационного образа - информационной метамодели, на основе которой может быть определена его более эффективная дидактическая модель, обеспечивающая более высокий образовательный результат за счет расширения информационного поля образовательной подготовки учащихся и целенаправленного развития у них опыта самостоятельного информационного потребления. Разработка и внедрение в учебную практику такой модели обучения позволит преодолеть глубинное противоречие современной образовательной системы -противоречие между ее декларируемой ориентацией на формирование у учащихся новой информационной культуры, на развитие у них готовности к самообразованию, с одной стороны, и прочно укоренившейся в массовой обучающей практике традиции передачи социокультурного опыта преимущественно на основе его прямой трансляции учителем - с другой. Важно отметить, что эта традиция не только определила всю систему материально-технического и дидактического оснащения учебного процесса, но и сформировала у учителя сообразный ей менталитет, отличительной особенностью которого является недооценка познавательного потенциала учащихся, их способности к успешному самообучению на основе активного само-
стоятельного взаимодействия с имеющимися источниками учебной информации. Последнее обстоятельство формирует второй план сформулированного выше противоречия и определяет особую сложность его преодоления, которая связана с необходимостью изменения позиции преподавателя в системе школьного обучения. Его педагогическое сознание должно быть переориентировано на иную систему образовательных функций, которая оказалась востребованной в связи с объективными процессами обновления информационной культуры общества. Третий план названного противоречия обнаруживается при анализе имеющегося дидактического арсенала средств самостоятельного потребления учебной информации из ее источников, а также качества дидактического аппарата самих источников учебной информации, которые должны не только объективировать предмет учения, но и активно поддерживать процессы его самостоятельного и результативного освоения учащимися. Четвертый план образуют неразработанность организационных форм самообразования и линий их взаимодействия с традиционными (и нетрадиционными) групповыми и коллективными формами обучения, а также сложность соответствующей переориентации сознания учащихся на процесс самостоятельного учения в рамках предложенных им его организационных форм.
Построение и практическая реализация модели целостного учебного процесса, создающего условия для развития самостоятельности школьников в учении, требуют дальнейшей разработки в педагогической науке не только вопросов теории обсуждаемой проблемы. Чрезвычайно актуален прикладной план ее исследования. Личность проявляет свою самостоятельность в конкретной деятельности. Поэтому окончательное решение проблемы развития самостоятельности личности в учении может быть получено лишь при условии разработки методики и технологии «обучения учению» в его конкретной предметной области.
В методике преподавания физики проблеме развития самостоятельности школьников в учении посвящены исследования М.Г. Ахметова, М.Г. Беккер, Н.С. Белого, Т.О. Бердалиева, А.С.Горбунова, Л.В.Гурьева, Т.С. Дубаневич, Г.С. Закирова, М.А. Исмаилова, В.И. Каленик, И.Г. Кирилловой, В.Н. Попкова, Н.С. Пурышевой, М.С. Слепцовой, А.В. Усовой, Д.Д. Чубинидзе и др. Авторами изучаются ее различные аспекты. При этом комплексное исследование данной проблемы до настоящего времени в методике преподавания физики также не проводилось. Од-
ной из причин этого является объективная сложность данной проблемы, обусловленная необходимостью ее многопланового теоретического анализа и масштабностью прикладных направлений исследования. При этом важно отметить, что достигнутый в методической науке уровень разработки отдельных аспектов обсуждаемой проблемы создает необходимую теоретическую и практическую основу для ее целостного анализа и построения общей модели формирования самостоятельности школьников в их учебной деятельности в рамках организованного образовательного процесса в области естественнонаучного образования.
Итак, актуальность проблемы развития самостоятельности школьников в учении на современном этапе развития педагогической науки определяется:
а изменениями в требованиях к уровню самостоятельности молодого человека в учении к моменту окончания им средней общеобразовательной школы, вызванными преобразованиями в социальной и информационной культуре современного общества;
а неполнотой разработки целого ряда важнейших аспектов данной проблемы;
а отсутствием комплексного подхода к практическому решению данной проблемы в системе организованного обучения.
Приведенное выше обоснование необходимости дальнейшего изучения процесса развития самостоятельности ребенка в учебной деятельности (социальный, практический и научный планы аргументации) определили выбор проблемы исследования. Это проблема развития самостоятельности школьников в учении в условиях обновления информационной культуры общества.
Объектом исследования является процесс развития самостоятельности учащихся в изучении школьного курса физики.
Предмет исследования образуют структура и функции информационно-образовательной среды учения, стратегия и тактика ее последовательных преобразований, определяющих устойчивость процессов развития самостоятельности школьника в учении в образовательной области «физика».
Цель исследования состоит в разработке обобщенной модели учебного процесса по физике, обеспечивающего становление самостоятельности как качества личности учащегося и стиля его учебной деятельности.
Гипотеза исследования включает систему предположений, вытекающих из общей концепции решения проблемы исследования:
1. Одна из важнейших целей создания и функционирования искусственной
информационно-образовательной среды учения - подготовка учащегося к само
стоятельному взаимодействию с окружающей его средой - будет достигнута, если
школьная предметная информационно-образовательная среда, в которой развора
чивается учебная деятельность ребенка, будет представлять собой адаптированный
в дидактическом отношении аналог информационно-образовательной метасреды,
т.е. будет воспроизводить в своей структуре и функциях ее характеристические
признаки (состав и весовое соотношение источников социокультурного опыта, их
важнейшие свойства, а также задействованные в обществе способы приобрете
ния информации).
2. Самостоятельность в учении как качество личности воспитанника будет
сформировано, а учение как один из видов осваиваемого опыта войдет в систему
его ведущих деятельностей (структуру направленности личности), если будут
созданы условия для осознания учения как объективно необходимой составляю
щей присваиваемого социокультурного опыта.
Важнейшими среди этих условий являются:
а освоение учащимися предмета учения, начиная с этапа его первичного восприятия и осмысления, на основе их систематической самостоятельной работы со всем спектром имеющихся источников информации;
а последовательное ограничение образовательной активности учителя как источника знаний и выведение на первый план его основной образовательной функции - интеллектуальной, психологической и организационной поддержки развивающегося опыта самостоятельного потребления и обработки учебной информации учащимися из ее различных источников.
3. Процесс становления самостоятельности личности в учении является про
дуктивным, если структура, функции и тенденции управляемого совершенствова
ния («дидактической эволюции») информационно-образовательной среды учения
соответствуют природе феномена самостоятельности личности, учитывают осо
бенности ее проявления в деятельности и закономерности развития.
Этот процесс следует определить как целедостигающий, если будут обеспечены в комплексе социальный и психолого-дидактический планы его организации, а именно:
а должны быть объективированы и представлены на соответствующих носителях информации предмет и процесс учения физике как социокультурной деятельности через описание их обобщенных концептуальных и процессуальных моделей; должна быть разработана соответствующая система средств учения, поддерживающая внешние и внутренние планы самостоятельной учебной деятельности; должны быть созданы необходимые организационные условия для самостоятельного учебного труда; и, наконец, должен быть обозначен смысл самостоятельной учебной деятельности, должен цениться и использоваться ее продукт {социальный аспект);
а должна быть введена в действие система средств и способов комплексной («фронтальной») поддержки структурных элементов процесса сознательной саморегуляции учебной активности ребенка (мотивации, целеполагания, исполнения, контроля), отражающая в своей последовательной модификации закономерности становления процессов устойчивой саморегуляции его учебной активности и определяющая развитие высших форм проявления самостоятельности личности в учении (психолого-дидактический аспект).
4. Модель развития самостоятельности школьников в учении может быть востребована и реализована в массовой практике при условии объективации в сознании учителя ее обобщенной структуры и системы обобщенных процедур проектирования учебного процесса по предмету данной образовательной ориентации. Такой подход к разработке методического приложения теории развития самостоятельности школьников в учении обеспечивает необходимые условия для персонификации предлагаемой модели в профессиональной практике учителя физики - ее трансформации в «персональную технологию обучения» (А.А. Машиньян) - без разрушения стержневых идей теоретической концепции обучения, технологических принципов и правил их реализации. Результативность освоения учителем общих подходов к проектированию учебного процесса возрастет, если обобщенная модель технологии обучения и обобщенные процедуры проектирования учебного процесса (дидактические «шаблоны») будут представлены в виртуальной информацион-
ной среде. Это позволит преподавателю удерживать в поле зрения необходимые для планирования учебного процесса массивы профессиональной информации, которые своим содержанием будут обеспечивать соблюдение технологического режима проектирования.
Общая цель и гипотеза исследования определили содержание его конкретных задач:
Проанализировать сложившийся в массовой практике опыт обучения физике и его результативность в плане развития самостоятельности школьников в ученой деятельности. Изучить теоретические подходы к решению поставленной проблемы. Рассмотреть обозначенные в методике преподавания физики направления ее прикладной разработки.
Выполнить информологический анализ образовательного процесса и построить его информационную метамодель. Проанализировать социальную и психологическую модели образовательной деятельности и определить их составляющие на метауровне моделирования. Уточнить в итоге обобщенную дидактическую модель учебного процесса.
Исходя из анализа природы феномена самостоятельности, определить направления модификации обобщенной дидактической модели, обеспечивающие развитие самостоятельности учащихся в учении. Дать развернутую характеристику ее элементов для области естественнонаучного образования, в частности для процесса обучения физике.
Разработать технологию проектирования учебных занятий по физике в рамках концепции развития самостоятельности школьников в учении. Исследовать возможности использования виртуальной информационной среды в проектировании учебных занятий по данному предмету.
5. Выявить в педагогическом эксперименте результативность предложенной модели обучения, ориентированной на развитие самостоятельности школьников в изучении физики.
Методологическую основу исследования составляют фундаментальные работы в области философии образования; современные теоретические концепции личности, сознания и деятельности субъекта; идеи структурно-интегративного подхода к анализу личности и составляющих ее качеств; концепции творческого разви-
тия и саморазвития личности в обучении; методология системного подхода к анализу педагогических явлений; информологический подход к анализу структуры образовательной среды учения; основы теории учения и обучения {философский, психологический и дидактический аспекты)', концептуальные разработки в области методики преподавания физики.
Методы исследования включают методы педагогической науки:
эмпирические: сбор научных фактов (анализ нормативных образовательных документов, определяющих содержание учебного процесса; изучение педагогического опыта учителей; анализ системы источников информации, задействованных в школьной практике, и дидактических средств обучения; изучение результатов экспериментальной работы по проблеме исследования в психологии, дидактике, методике преподавания физики; педагогическое наблюдение и педагогический эксперимент в их различных формах); систематизация педагогических фактов и их обобщение;
теоретические: анализ теоретических моделей обучения в психологии и дидактике, их объясняющего и прогностического потенциалов, противоречий в системе теоретического знания; выдвижение гипотез и теоретическое моделирование учебного процесса как целостной системы на языке метаэлементов информационной, социальной и психологической моделей обучения; разработка практических приложений теории {получение следствий) для проверки ее справедливости в педагогическом эксперименте.
Исследование строилось с использованием основ общей и специальной методологии наук, связанных с педагогикой {философии, социологии, психологии, кибернетики, синергетики, физики, математической статистики и др.).
Этапы исследования
Первый этап (1988-1994 гг.) связан с изучением опыта преподавания физики в средней общеобразовательной школе, выявлением и анализом основных противоречий учебного процесса, формулировкой проблемы исследования, поиском новых подходов и ведущих идей концепции ее решения. Был проведен констатирующий эксперимент; в пробных обучающих педагогических экспериментах исследовалась результативность отдельных теоретических идей, велась разработка их практических приложений.
Второй этап (1995-1999 гг.). На этом этапе сформулирована целостная концепция обучения и разработана соответствующая дидактическая модель учебного процесса, ориентированного на развитие самостоятельности школьников в учении. Дано технологическое описание основных составляющих модели обучения, определяющих развитие самостоятельности школьников в работе с отдельными источниками информации образовательной области «физика». Разработан и проведен обучающий педагогический эксперимент, доказывающий результативность предложенной модели профессиональной деятельности учителя.
Основные положения концепции обучения обсуждались на региональных,
всесоюзных и всероссийских научных конференциях. Были подготовлены учеб
ные программы спецкурсов для учителей и студентов по проблеме исследования,
изданы учебные пособия, методические рекомендации и дидактические мате
риалы, в которых раскрывается содержание основных положений теории и мето
дики обучения физике, обеспечивающего становление самостоятельности
школьников в учении. Проводилась апробация практических приложений кон
цепции в рамках курсов повышения квалификации учителей физики и профес
сиональной подготовки студентов физического факультета педагогического ву
за, -і
Третий этап (2000 -2003 гг.) связан с внедрением результатов научной работы в практику школьного обучения, с организацией экспертно-контрольной экспериментальной работы в школах и педагогических вузах на основе предоставленных методических и дидактических материалов по проблеме исследования. Результаты исследования были апробированы на региональных, всесоюзных, всероссийских и международных научных конференциях и семинарах, в центральной педагогической печати.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
1. Построена информационная метамоделъ образовательного процесса. В абстрактных категориях метаязыка отражены сущность образовательного процесса, содержание, свойства и функции составляющих его элементов. Дана оценка прогностического и объяснительного потенциалов информационной ме-тамодели образования. Представлены социальная и психологическая метамодели образовательного процесса.
На основе информационной, социальной и психологической метамоделей учебного процесса уточнена его обобщенная дидактическая модель.
Сформулирована концепция развития самостоятельности учащихся в системе школьного обучения. Содержание ведущих положений концепции определено на основе системного моделирования структуры, функций и стратегии совершенствования информационно-образовательной среды учения в соответствии с природой феномена самостоятельности и закономерностями его становления в учебной деятельности.
Разработана как модификация обобщенной дидактической модели учебного процесса модель обучения физике, реализующая концепцию развития самостоятельности школьников в учении.
Представлено описание основных компонентов предметной дидактической модели, а именно: модели информационно-образовательной среды учения физике, обобщенной модели предмета учения в области физического образования; универсальной бинарной модели системы методов обучения физике и взаимосвязанной с нею модели системы организационных форм обучения; обобщенной модели учебного занятия; модели матричного способа определения системы заданий для самостоятельной работы учащихся и диагностики качества освоения учащимися предмета учения, в том числе качества приобретенного опыта самостоятельной учебной деятельности.
Структура и содержание предложенной модели обучения отражают комплексный подход крешению проблемы самостоятельности учения в системе школьного физического образования
В рамках предложенной модели обучения дано системное описание основ технологии развития самостоятельности учащихся в работе с отдельными источниками информации образовательной области «физика» {природа, книга, виртуальная среда ЭВМ). Представлены обобщенные структурные элементы этих технологий обучения.
Определены обобщенные процедуры проектирования учебных занятий по физике, реализующих концепцию развития самостоятельности школьников в учении.
7. Разработана организационная структура и основное содержание виртуальной среды моделирования и проектирования учебных занятий по физике, ориентированных на развитие самостоятельности учащихся.
Теоретическая значимость полученных результатов:
Реализован информологический подход к анализу структуры и функций образовательного процесса. Сформулированы общие принципы моделирования организованного образовательного процесса на основе информационной метамодели образования личности, указаны направления разработки его возможных информационных модификаций. Определено новое направление анализа эффективности образовательных систем, связанное с выявлением используемых ими модификаций информационной метамодели обучения.
На основе информологического подхода к анализу образовательного процесса уточнены сущность важнейших педагогических категорий и категорий дидактики {образование, развитие, воспитание, обучение, метод обучения, форма учебной деятельности, организационная форма учебных занятий). В исследовании выявлена новая составляющая их содержания, отражающая их более общий смысл (информационный дериват).
Введены понятия «информационная метамодель учебного процесса», «информационно-образовательная среда учения», «интегральный образ процесса обучения», раскрыто их содержание и обосновано место в понятийном аппарате дидактики.
Дано обновленное толкование сущности учения как социокультурной деятельности субъекта. Раскрыто содержание понятия «учение» через описание концептуальной и процессуальной составляющих его предмета, макро- и микроуровней процесса функционирования, средств и планируемых компонентов результата учения.
Обоснована необходимость уточнения модели целостного учебного процесса в условиях обновления информационной культуры общества. Доказана целесообразность многомерного (информологический, социальный и психологический планы) и уровневого (макро-, мезо- и микроуровни) подходов к его моделированию.
5. Предложена уровневая обобщенная модель организованного обучения, соответ
ствующая современному этапу развития информационного обеспечения образования.
Уточнено содержание элементов обобщенной модели учебного процесса для предметной области «физика».
6. В исследовании проблемы развития самостоятельности школьников в уче
нии обозначена и обоснована необходимость интеграции в целостное научное зна
ние результатов разработки ее отдельных аспектов. Итогом комплексного теорети
ческого исследования проблемы выступают:
а многоплановое толкование сущности самостоятельности как особого свойства интегральной индивидуальности, в том числе системная трактовка самостоятельности как качества личности субъекта и стиля его деятельности {высший уровень иерархии), в которой отражены информационная и социальная природа феномена, а также психические механизмы его функционирования;
а определение форм проявления самостоятельности личности в деятельности, этапов и уровней развития самостоятельности, критериев уровневои диагностики данного качества;
о выявление условий и факторов становления различных форм проявления самостоятельности в учении: операционной самостоятельности, самостоятельности действий и самостоятельности деятельности;
о разработка концепции развития самостоятельности учения в школьной информационно-образовательной среде.
Рассмотрены направления модификации обобщенной модели учебного процесса по физике с целью его ориентации на развитие самостоятельности школьников в изучении предмета. Выделены метакомпоненты предметной информационно-образовательной среды обучения: «Среда коммуникаций» «Учебная книга», «Среда объектов «второй» природы», «Виртуальная информационная среда», «Игровая среда обучения», «Учебная Эврика!», задающие своим составом основные направления управляемого развития информационной культуры учащихся и культуры их самообразования в предметной области «физика».
Продемонстрирована возможность описания технологии развития самостоятельности школьников в изучении физики с помощью обобщенных процедур профессиональной деятельности учителя по организации учебной работы детей в различных информационных средах.
9. Выявлена система критериев экспертной оценки качества планирования и практической организации учебного процесса по предмету, ориентированного на развитие самостоятельности школьников в учебной деятельности.
На защиту выносится концепция развития самостоятельности школьников в учении и реализующая ее модель учебного процесса по физике. В основу концепции положены следующие утверждения:
1. Моделирование образовательного процесса носит многомерный характер и осуществляется на основе использования его информационной, социальной и психологической метамоделей. Такой подход к процессу моделирования образовательного процесса обеспечивает в результате наиболее адекватную его сущности и целевой ориентации дидактическую модель.
Информологический подход к исследованию образовательного процесса по отношению к социальному и психологическому подходам является более общим и в силу высокого уровня абстракции анализа сущности обучения как процесса информационного взаимодействия («субъект - объект», «субъект - субъект») позволяет выделить универсальные компоненты его структуры {источник информации, субъекта учения как потребителя информации, информационное взаимодействие «источник - потребитель» и условия информационного взаимодействия). Эти компоненты образуют информационную метамодель процесса приобретения субъектом любого опыта, в том числе и опыта учения. Их свойства и функции {исходные и специально назначенные), а также их возможные комбинации определяют результат информационного потребления {качество присваиваемого опыта). Последующее моделирование образовательного процесса на основе социальной и психологической метамодели позволяет осуществить содержательное наполнение блоков информационной метамодели, соответствующее: социальной природе образования, природе психики человека, особенностям социального статуса и психического развития конкретных учащихся.
Моделирование образовательного процесса носит уровневый характер. Последовательное уровневое моделирование образовательного процесса (на его макро-, мезо- и микроуровнях) позволяет построить такую его модификацию, которая будет наилучшим образом обеспечивать развитие заданных качеств личности субъекта образования.
2. Моделирование учебного процесса по физике, ориентированного на развитие самостоятельности школьников в учении, предполагает системную модификацию свойств и функций компонентов его информационной, социальной и психологической метамоделей, учитывающую информационную составляющую природы феномена самостоятельности, особенности психических «механизмов» его проявления и развития в деятельности и социокультурное содержание учебной деятельности в области естественнонаучного образования. Ключевыми направлениями модификации учебного процесса по физике являются:
а представление в предметной информационно-образовательной среде полного состава источников учебной информации;
а объективация на носителях информации предмета учения физике, в том числе собственно опыта учения в форме его обобщенных деятельностных моделей;
а создание арсенала дидактических средств самостоятельного учения - дидактического аппарата поддержки самостоятельной учебной деятельности, - встроенного в источник или являющегося приложением к нему и обеспечивающего соответствующее этому источнику развитие у учащихся идеальных средств учения -ЗУН и СУД;
а изменение соотношения образовательных функций учителя физики в сторону увеличения «удельного веса» организации непосредственного информационного взаимодействия учащихся с источниками-объектами адаптированного социокультурного опыта в области естественнонаучного образования;
а обеспечение в учебном процессе по физике видового разнообразия взаимодействий обучаемого с источниками информации, реализующего весь состав объективированных в общественном сознании способов учения;
а создание условий для персонификации технологии работы учащегося с учебной информацией по предмету, формирования у обучаемого на основе обеспечения свободного доступа ко всем типам источников информации индивидуальной интегральной технологии информационного потребления;
а обеспечение деятельностной сферы учебного информационного взаимодействия адекватными ее содержанию организационными формами обучения физике, определяющими необходимые условия результативного информационного потребления.
3. Модель учебного процесса по физике как предметная дидактическая модификация информационной метамодели включает семь информационно-образовательных блоков: «Учебные коммуникации», «Учебная книга», «Учебные аудио- и видеофонды», «Виртуальная предметная среда», «Учебный предметный комплекс «вторая природа», «Учебную Эврику! (исследование природы)», «Игровую предметную среду» (как объединение игровых компонентов названных информационных блоков), каждому из которых соответствует определенный тип источника информации и определенная система способов учения. Самостоятельность в учении и научении в информационно-образовательной среде развивается в двух направлениях: с одной стороны, повышается уровень самостоятельности в работе с отдельным источником информации (от простых видов социокультурной деятельности к ее более сложным видам), с другой - идет процесс освоения учащимися все более сложных, с точки зрения способа приобретения знания, источников информации.
К ведущим целям организации взаимодействия учащихся с источником информации в процессе их обучения физике относятся:
а формирование у школьников навыков сознательной саморегуляции всех элементов их учебной активности {мотивации, целеполагания, исполнения, контроля);
а комплексное развитие основных форм проявления самостоятельности личности в учении: операционной самостоятельности, самостоятельности действий, самостоятельности деятельности;
а формирование у учащихся самостоятельности как стиля учения.
Практическая значимость исследования:
Представлена обобщенная модель учебного процесса по физике, ориентированного на развитие самостоятельности школьников в учении. Ее содержание определяет стратегию профессиональной деятельности учителя в системе школьного физического образования.
Дано описание технологических блоков предметной модели обучения, раскрывающее содержание учебной работы школьников с отдельными источниками информации («Учебная Эврика!», «Учебная книга», «Учебная предметная вир-
туальная среда») и содержание деятельности учителя физики, направленной на развитие их учебной самостоятельности в данных информационных средах.
Определены типы матриц для построения различных систем учебных заданий для самостоятельной работы учащихся по физике. Предложены обобщенные структуры матриц, охватывающие совокупностью своих ячеек все элементы предмета учения в области физического образования. Матричный способ описания предмета учения позволяет учителю формировать завершенные комплексы заданий для самостоятельной работы конкретной образовательной направленности. Представленные в исследовании обобщенные модели матриц планирования самостоятельной работы могут быть успешно использованы в экспертной оценке авторских систем учебных заданий по физике.
Создана компьютерная программа для проектирования учебных занятий по физике. Организованный в своей первой версии как «Виртуальный мастер-класс учителя физики» данный программный продукт позволяет преподавателю совершенствовать опыт своей работы в подготовке учебных занятий, ориентированных на развитие самостоятельности школьников в изучении физики, накапливать и оформлять его конкретные результаты в виде проектов учебно-методических комплексов (УМК) занятий по предмету. Задействованные в виртуальной среде дидактические «шаблоны» создают необходимые условия для успешного освоения учителем физики обобщенных процедур проектирования учебного процесса и реализации в рамках осваиваемой технологии обучения собственного профессионального стиля деятельности.
Подготовлены и опубликованы учебные пособия и методические рекомендации, дидактические материалы для студентов педвузов и учителей физики, в которых изложены научные основы технологии развития самостоятельности школьников в учении и содержание структурных элементов этой технологии. Представлена система заданий для самостоятельной профессионально-методической работы учителя физики по освоению содержания данной технологии («Творческая мастерская молодого учителя»).
Разработаны программы спецкурсов для студентов и курсов переподготовки и повышения квалификации учителей по проблеме развития самостоятельности школьников в учении. Материалы исследования могут быть использованы в препо-
давании курса общей дидактики и в курсе методики преподавания физики как в его общих разделах, так и разделах, связанных с изучением содержания конкретных обучающих технологий.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены: всесторонним анализом поставленной проблемы; применением современной научной методологии ее исследования и выбором методов исследования, адекватных его предмету; длительностью педагогического эксперимента и использованием его разнообразных видов, контролируемостью условий проведения эксперимента и воспроизводимостью его результатов, критической оценкой полученных результатов и их сопоставлением с уже имеющимися результатами педагогических экспериментов по данной проблеме; применением методов математической статистики с целью определения надежности и достоверности полученных количественных показателей результативности обучения.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования были представлены на региональных семинарах и совещаниях, всероссийских и международных конференциях: в Челябинске «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов», «Педагогическая практика в условиях современного педагогического образования», «Подготовка учителя в системе реформирования системы образования» (1986, 1993, 1994, 1997, 2001,2002 гг.), в Абакане (1992 г.), в Перми «Региональные проблемы информатизации образования» (1992, 1999 гг.), в Глазове «Проблемы учебного физического эксперимента» (1998, 2000-2003 гг.), в Екатеринбурге «Повышение эффективности подготовки учителей физики, информатики и технологии в условиях новой образовательной парадигмы» (2001, 2002 гг.), в Бирске «ЭВТ в обучении и моделировании» (2001 г.), в Нижнем Тагиле «Методологические аспекты в профессиональной подготовке учителя физики» (2001 г.), «Информатизация образования» (2002 г.), в Москве «Электронные учебники и электронные библиотеки в открытом образовании» (2001 г.), «Информационные технологии в образовании» (ИТО-2001, ИТО-2002), «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз» (НТПФ - III, 2002 г.), в Санкт-Петербурге «Современный физический практикум» (2002 г.).
Материалы исследования использовались при организации курсовой подготовки учителей в Институте повышения квалификации работников образования
при ПГПУ, в деятельности Центра развития образования г. Перми, в работе районных методических объединений учителей физики школ г. Перми (1996- 2002 гг.). Технология развития самостоятельности школьников в учебном процессе по физике внедрена в практику работы ряда школ г. Перми (средние общеобразовательные школы № 22, 47,125, гимназии № 1, лицей № 7). Апробация и внедрение материалов исследования осуществлялись в созданном соискателем при ПГПУ образовательном центре «Учебная Эврика» для учащихся средних школ г. Перми, основной задачей которого является развитие творческих способностей учащихся и их исследовательской самостоятельности в образовательной области «физика» (1994-2003 гг.). Материалы диссертационного исследования используются в преподавании методических курсов в ряде педагогических вузов России.
Подготовленные соискателем дидактические материалы вошли в систему электронных учебных пособий «Виртуальная физика», «Молекулярная физика», «Виртуальная школа» (на CD ROM), организованных на базе операционной системы «STRATUM 2000» (Д.В. Баяндин, О.И. Мухин, РЦИ ПГТУ г. Пермь).
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, включающего 437 источников и приложения. Рукопись содержит 549 страниц текста, 54 рисунка, 49 таблиц, 5 приложений.
