Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА УЧАЩИХСЯ СТАРШИХКЛАССОВ В ТЕОРИИ И ПРАКТИКЕ 14
1.1. Основы развития технического творчества учащихся 14
1.2. Критерии определения развития творческих способностей учащихся в технической деятельности 20
1.3. Факультативный курс как одно из средств развития творческой технической деятельности учащихся 42
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА УЧАЩИХСЯ В ФАКУЛЬТАТИВНОМ КУРСЕ «ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА» 56
2.1. Программа и содержание факультативного курса Практическая электродинамика 56
2.2. Виды заданий, направленных на развитие технического творчества учащихся в рамках факультативного курса «Практическая электродинамика)) 80
2.3. Основные этапы методики развития технического творчества учащихся на факультативе «Практическая электродинамика)) 97
Выводы по главе 123
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 125
3.1. Организация и методика проведения педагогического эксперимента, его основные этапы 125
3.2. Критерии эффективности разработанной методики развития технического творчества учащихся старших классов на факультативе «Практическая электродинамика» 127
3.3. Результаты дидактического эксперимента по развитию технического творчества учащихся старших классов на факультативе «Практическая электродинамика» 137
Выводы по главе 156
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 157
БИБЛИОГРАФИЯ 161
- Основы развития технического творчества учащихся
- Программа и содержание факультативного курса Практическая электродинамика
- Организация и методика проведения педагогического эксперимента, его основные этапы
Введение к работе
В настоящее время мы наблюдаем стремительный процесс бурного развития науки. Изменение социально-экономических условий в стране привело к переоценке приоритетов в государственном строительстве. На первый план вышли потребности общества в специалистах, которые умеют самостоятельно решать самые сложные научно-технические проблемы.
В законе Российской Федерации об образовании [84] говорится о том, что содержание образования является одним из факторов экономического и социального прогресса общества и должно быть ориентировано на обеспечение самоопределения личности, создание условий для ее самореализации. Содержание образования должно обеспечивать формирование у обучающегося адекватной современному уровню знаний и уровню образовательной программы картины мира, адекватный мировому уровень общей и профессиональной культуры общества.
Тенденции развития современного общества способствуют более активному и массовому внедрению новых технологий, информатизации и компьютеризации во все сферы жизни. Число источников информации постоянно возрастает, накопление ее происходит очень быстро. В настоящее время приобретает особое значение способность человека найти и выделить для себя нужные научно-технические идеи, затратив как можно меньше времени. Наилучшие возможности будут иметь личности, обладающие умением анализировать и сравнивать свойства технических объектов, оценивающие перспективы развития техники, способные совершенствовать аппаратуру. Естественно, что это возможно при организации самостоятельного развития личности в области технического творчества в условиях образовательного учреждения.
Проблема развития творческих способностей человека интересовала исследователей. Исследованиями различных аспектов этой проблемы занимались Д.Б. Богоявленская, А.В. Брупшинский, Дж. Гилфорд, З.И. Калмыкова, Б.М. Кедров, Д.М. Комский, Т.В. Кудрявцев, А.С. Майданов, Н.А. Менчинская, С.А. Новоселов, Н.С. Пигров, Я.А. Пономарев, Т. Рибо, С.Л. Рубинштейн, O.K. Тихомиров, А.Т. Шумилин, Б.Д. Эльконин, П.К. Энгельмейер, А.Ф. Эсаулов, П.М. Якобсон, Л.В. Яценко и др. [32-34,96,100,107-108,112,121,131,144,151,158-160,173,175-176,240,242-245,247-248]. В работах этих авторов приводятся различные определения понятия «творческая деятельность», строятся модели структуры и механизмов творческой деятельности, выделяются особенности технической творческой деятельности.
Проблема развития технического творчества учащихся тесно связана с вопросами изучения структуры личности, природной, социальной и культурной обусловленности развития личности, что нашло отражение в трудах педагогов и психологов: Л.С. Выготского, В.П. Зинченко, А.З. Иоголевича, А.Н. Леонтьева, A.M. Матюшкина, B.C. Мерлина, Н.М. Яковлевой и др. [60,87,93,115,129,249-250]. Разработкой методов и приемов реализации творческой деятельности в педагогическом процессе занимались И.Я. Ланина, Р.И. Малафеев, В.Г. Разумовский, А.В. Усова, Т.Н. Шамало и др. [114,123-127,165-169,209-218,230-232].
В школе физика как учебный предмет оказывает определяющее влияние на формирование научного мировоззрения, личностных качеств учащихся, технической направленности обучения [99,151,122,222,230-232]. Физика соединяет в себе достоверность экспериментальных и строгость теоретических методов исследования реального мира, поэтому является базовой учебной дисциплиной естественнонаучных циклов школы и вуза.
В учебных стандартах школ России [219] общими целями, стоящими перед курсом физики, являются формирование и развитие у ученика научных знаний и умений, необходимых для понимания явлений и процессов, происходящих в природе, технике, быту, для продолжения образования, а именно: знание основ современных физических теорий (научных фактов, понятий, теоретических моделей, законов), составляющих ядро содержания физического образования; формирование умений систематизировать наблюдения явлений природы и техники, планировать и проводить экспериментальные исследования; приобретение элементарных практических умений пользования измерительными приборами и приспособлениями в результате самостоятельного выполнения широкого круга экспериментов, исследовательских работ.
Решение частных проблем развития физико-технического творчества учащихся на современном этапе отражено в трудах авторов: Г.С. Алышуллер, Г .Я. Буш, Б.Т. Войцеховский, М.А. Галагузова, П.П. Головин, В.А. Горский, Б.М. Игошев, Д.М. Комский, А.А. Михайлов, С.А. Новоселов, В.Г. Разумовский, Ю.П. Саламатов, Ю.С. Столяров, В.А. Тайнищшй, С.А. Хорошавин и др. [8-9,41-44,58,61-62,65-70,91-92,106-108,144,165-169,187,193-196,226]. Однако, они касались внешкольного и внеклассного обучения с использованием некоторых элементов методики при обучении физике.
Исследованию вопросов научно-технического творчества и экспериментальной деятельности в учебно-воспитательном процессе по физике посвящены диссертационные исследования А.В. Агеева, Д.В. Ананьева, З.В. Андреевой, Л.И. Анциферова, Т.Д. Бердалиевой, Н.П. Бойко, Ю.А. Варицкого, М.А. Галагузовой, В.Е. Казенаса, Р.В. Майера, А.В. Никишиной, С.А. Новоселова, М.С. Слепцовой, В.А. Тайницкого, Е.Г. Трофимова, В.М. Яворского и др. [1,10,14,19,29,35,50,61-62,95,122,143-144,185,195,207,246].
В этих работах указывается на положительное влияние предлагаемых методик развития творческих способностей учащихся на их познавательную активность, самостоятельность в творческой поисковой работе, на формирование практических умений и навыков в технической деятельности.
В настоящее время в методике преподавания физики проблема развития технического творчества учащихся разрабатывается в следующих направлениях:
1. Обучение учащихся приемам и методам решения
исследовательских и конструкторских задач, управление процессом
технического творчества учащихся [8-9,41-44,55,64,179,182].
2. Рассматриваются виды экспериментально-исследовательской
деятельности учащихся по физике [10,19,29,45,73,101,137,230-232].
Обучение техническому творчеству учащихся младших классов [61-62,92,163].
Развитие технического творчества в старших классах [15,24,31].
Формы и методы организации политехнического обучения [64,157,222].
Организация внеклассной и кружковой работы учащихся [36,56,67-70,79,106,204].
Вопросы проведения факультативных занятий по физике и технике [31,157,168,222].
Реализация политехнического образования при проведении факультативных занятий по физике [157,222].
Организация физико-технического моделирования на факультативных занятиях [195,226].
Экспериментальные задания по электродинамике для факультатива [65-66].
Проведенный анализ научных исследований показывает, что программа организации факультативного курса по физике, целью которой было бы создание системы заданий, направленных на развитие технического творчества учащихся, еще не разработана. Трудности в организации факультатива по развитию технического творчества учащихся заключаются в отсутствии методики организации факультативных занятий, направленных на развитие технического творчества учащихся, определения способов управления творческой деятельностью школьников на факультативных занятиях.
Кроме того, в законе Российской Федерации об образовании [84] указывается на то, что образовательное учреждение в соответствии со своими уставными целями и задачами имеет право реализовывать дополнительные образовательные программы, направленные на развитие творческого потенциала личности.
Таким образом, имеется противоречие между необходимостью развития технического творчества учащихся в процессе использования дополнительных образовательных программ по физике - с одной стороны, и отсутствием соответствующего современной программе физики факультативного курса «Практическая электродинамика» - с другой стороны.
Все вышесказанное позволило определить направление нашего исследования, а именно создание научных основ построения факультативного курса «Практическая электродинамика» как средства развития технического творчества учащихся.
Итак, актуальность данной темы обусловлена:
Ролью, которую играют творческие способности человека в адаптации в современном мире при овладении и эксплуатации техники, совершенствовании технологий в различных сферах деятельности людей.
Повышением значимости мира техники во всех сферах жизнедеятельности человека.
Недостаточной разработанностью проблемы развития технического творчества учащихся в теории и практике обучения физике.
Необходимостью создания научно обоснованной программы факультативного курса по развитию технического творчества учащихся.
Необходимостью проведения исследования, предметом которого явилась бы методика использования программы факультативного курса «Практическая электродинамика» как средства развития технического творчества учащихся.
Выбор раздела физики «Электродинамика» для разработки
факультативного курса предполагает возможность использования в
обучении школьников основных направлений НТП: автоматизация
производства; цифровые технологии при обработке, хранении и
передаче информации; использование компьютерной и
микропроцессорной техники; развитие средств связи.
Основы развития технического творчества учащихся
Современная человеческая деятельность основывается на новых требованиях к человеку как к личности. Чтобы человек был востребован обществом, он должен непрерывно самосовершенствоваться, чтобы уметь применить результаты технического прогресса в своей деятельности.
Только сформировавшаяся личность может действовать независимо, принимать самостоятельные решения. Возможности самосовершенствования личности раскрываются при анализе процесса ее развития и изучения ее структуры.
В современном определении личности данный термин обозначает «человека в единстве его индивидуальных способностей и выполняемых им социальных функций». При этом личность - это «человек со своими социально обусловленными индивидуально выраженными качествами» [186. С. 38]. На основе этого понимания индивида как личности выделяются две стороны этого понятия: социальная и индивидуальная.
Под социальной стороной личности подразумевается вся сфера связей личности и общества, их взаимодействия и взаимовлияния. Индивидуальные качества личности даны ей от природы. Обе стороны личности тесно взаимосвязаны и не могут рассматриваться абсолютно независимо друг от друга вследствие того, что они обе присутствуют в любом моменте жизнедеятельности человека. И чем дальше развивается личность, тем больше размывается граница между этими ее сторонами.
Именно культура определяет социальную сторону личности. Это отметил А.Н. Леонтьев, выделивший «три основных параметра личности: широту связей человека с миром, степень их иерархизированности и общую их структуру» [115. С. 223-224]. Нет сомнения, что индивидуальные стороны или качества личности в значительной мере определяют направление и характер развития личности. Нельзя не согласиться с оценкой А.Н. Леонтьева, который пишет: «Что же касается таких психологических «подструктур личности», как темперамент, потребности и влечения, эмоциональные переживания и интересы, установки, навыки и привычки, нравственные черты и т.д., то они, разумеется, отнюдь не исчезают. Они только иначе открывают себя: одни -в виде условий, другие - в своих порождениях и трансформациях, в сменах своего места в личности, происходящих в процессе ее развития». Эти индивидуальные черты, определяя характер развития, в то же время сами изменяются под влиянием изменяющейся культуры.
В этой ситуации становится важным вопрос о потребностях человека, сфере его интересов, характере его мотивов, определяющих направленность личности. Педагогический опыт показывает, что в процессе развития направленность личности может претерпевать значительные изменения, обусловленные особенностями ее развития или целенаправленным воздействием на процесс развития. Это подтверждают исследования А.Н. Леонтьева, утверждающего: «Формирование личности предполагает развитие процесса целеобразования и, соответственно, развития действий субъекта» [115. С. 210]. В процессе деятельности претерпевают изменения потребности и установки человека: движение «... начинается с того, что субъект действует ради поддержания своего существования; оно приводит к тому, что субъект поддерживает свое существование ради того, чтобы действовать - делать дело своей жизни» [115. С. 225].
Уровень развития личности может быть оценен по степени сформированности его способностей, которые складываются в процессе овладения той деятельностью, для которой она необходима. В настоящее время сложилось понимание способности как психологического свойства личности, являющегося условием успешного выполнения тех или иных видов деятельности. Способности не являются врожденными. Врожденными являются так называемые задатки, или природные анатомо-физиологические особенности организма. Оценка способностей человека является основным способом определения уровня развития личности. Об этом говорит С.Л. Рубинштейн, считая, что «Развитие человека, в отличие от накопления «опыта», овладения знаниями, умениями, навыками, - это и есть развитие его способностей, а развитие способностей человека - это и есть то, что представляет собой развитие как таковое, в отличие от накопления знаний и умений» [176 . С. 220].
Механизм развития способностей предлагается теорией интериоризации (Гальперин П.Я.), согласно которой материальное действие определяет состав умственного действия, что умственное действие воспроизводит, как-то видоизменяя, состав тех материальных действий, из которых оно происходит. С.Л. Рубинштейн добавляет к этому: «Способности людей формируются не только в процессе усвоения продуктов, созданных человеком, в процессе исторического развития, но также и в процессе их создания; процесс же создания человеком предметного мира - это и есть вместе с тем развитие им своей собственной природы» [176. С. 222].
Возможность развития способностей позволяет намечать направления и корректировать развитие личности по ходу обучения, т.е. целенаправленно формировать личность. Эти направления определяются согласно учению Л.С. Выготского о зоне ближайшего развития.
Программа и содержание факультативного курса Практическая электродинамика
Для создания условий подготовки учащихся к творческой технической деятельности по физике нами были проведены следующие исследования:
-анкетирование учащихся и учителей, которым задавались вопросы, позволяющие определить их отношение к различным элементам экспериментальной деятельности, наиболее распространенные трудности, возникающие в ходе практической работы, уровень интереса учащихся к творческой технической деятельности;
-анализ контрольных работ учащихся, оценка уровня выполнения лабораторных работ и работ физического практикума.
Влияние экспериментальной работы в школе на развитие творческих способностей показывают ответы учащихся на вопрос: «Помогает ли вам эксперимент усвоить материал урока?».
В опросе принимало участие более 150 учащихся 10-11 классов. Школьники выделяют такие преимущества эксперимента как наглядность при изучении нового материала; лучшее запоминание теоретической информации, если она усвоена в процессе практической деятельности; приобретение навыков работы с приборами (ответы А-3, рис. 3, табл. 1).
Однако экспериментальная работа учащихся нуждается в улучшении. В этом вопросе нами были выявлены направления, которые необходимо корректировать и развивать.
Так, значительно слабее практическая работа в школе влияет на способности учащихся по овладению бытовой техникой и другими приборами и аппаратами (ответы И,К,Л), с которыми они встречаются в домашних и повседневных условиях.
Рис. 3. Результаты изучения значения физического эксперимента для учащихся в их учебно-практической деятельности Школьники не находят связи материала, изучаемого в школе с возможностями его использования в быту. Незначительно и число учащихся, обладающих возможностями по переносу полученных знаний об изученной технике для применения к другим техническим устройствам. Экспериментальная деятельность способствует большей эмоциональности восприятия, ведет к активизации мышления и фантазии, что отмечает подавляющее большинство опрошенных (ответы М,Н,0). Вместе с тем, результаты опроса показывают, что проведение физического эксперимента не вызывает интереса учащихся к изучению дополнительной литературы по физике и технике (ответы П,Р,С).
Полученные результаты позволяют сделать выводы о том, что нужно включить в программу факультативного курса:
-необходимо дополнять изучаемый технический материал примерами, с которыми школьники встречаются в повседневности, особенно рассмотрением современной измерительной и компьютерной техники;
-необходима выработка общего подхода для изучения любого технического объекта и формирования умений по самостоятельному изучению технических устройств.
Организация и методика проведения педагогического эксперимента, его основные этапы
Проблема организации и проведения педагогического эксперимента по оценке развития творческих способностей и технического творчества заключается в определении критериев, по которым можно отслеживать их развитие и производить количественный анализ. Данной проблемой занимались в своих исследованиях ученые: А.В. Агеев, Н.П. Бойко, В.Е. Казенас, С.А. Новоселов, В.А. Тайницкий, А.В. Усова и др. Методы статистической обработки результатов исследований в педагогическом эксперименте нашли отражение в работах М.И. Грабаря и К.А. Краснянской, В.И. Журавлева, А.А. Кыверялга, П.М. Жучка.
В нашем педагогическом эксперименте применялись различные методы педагогического исследования: наблюдение, анкетирование и тестирование учащихся, проведение контрольных письменных работ и заданий творческого характера.
В ходе организации и проведения педагогического эксперимента были поставлены следующие задачи:
1. Определить критерии оценки развития технического творчества учащихся.
2. Выделить уровни развития технического творчества учащихся в каждом из предложенных критериев.
3. Провести констатирующий эксперимент с целью изучить состояние проблемы развития технического творчества учащихся старших классов при изучении раздела физики «Электродинамика».
4. Проверить эффективность разработанного факультативного курса «Практическая электродинамика» по развитию технического творчества учащихся.
Педагогический эксперимент проводился на протяжении периода с 1997 по 2000 г.г. Проведение педагогического эксперимента происходило в три этапа.
На первом этапе (1997 - 1998 учебный год) проводился констатирующий эксперимент, в ходе которого изучалось состояние проблемы развития технического творчества учащихся, определение уровня развития технического мышления учащихся, заключающееся в диагностике всех элементов структуры их технического мышления. Проводилось анкетирование учителей и учащихся, целью которых было определение интереса учащихся к различным видам экспериментальной деятельности, в том числе и к работе с техническими устройствами, выяснение характера затруднений, которые испытывают школьники при проведении практической работы. Учащимися школ № 80 и № 55 г. Челябинска выполнялись тесты Р. Кэтгела по диагностике уровня интеллектуального развития учащихся, в которых определялись способности учащихся по работе с графическими геометрическими объектами и тесты методики «техническое мышление» по работе с техническими изображениями.
На втором этапе (1998 - 1999 учебный год) осуществлялся пробный эксперимент, проходивший в школе № 55 г. Челябинска. В его проведении осуществлялось обучение учащихся экспериментальных классов с использованием разработанной программы факультативного курса по разделу физики «Электродинамика». Проверка методики развития технического творчества учащихся включала в себя следующие основные формы обучения: использование новой методики на уроках при изучении раздела «Электродинамика» в школьном курсе физики, организация и проведение факультатива «Практическая электродинамика», индивидуальная работа с учащимися.
На третьем этапе педагогического эксперимента (1999 - 2000 учебный год) проводился систематический эксперимент, в ходе которого производилось расширение формирующего эксперимента в школах № 41, № 55, № 69 г. Челябинска. На этом этапе проводилось внедрение разработанного курса «Практическая электродинамика», направленного на развитие технического творчества учащихся.
В ходе проведения педагогического эксперимента экспериментальная и контрольная группы определялись по пршщипу равного уровня подготовки учащихся, оцениваемого по результатам констатирующего эксперимента; для экспериментальных и контрольных классов были созданы равные условия обучения, заключающиеся в том, что методика предлагаемого курса «Практическая электродинамика», использовалась при изучении некоторых тем соответствующего раздела школьного курса физики в экспериментальных классах и сравнивалась с результатами изучения этих тем по традиционной методике в контрольных классах. Кроме этого, эффективность предлагаемого факультативного курса оценивалась в сравнении с аналогичным факультативным курсом в школе, для чего были выделены занятия с общей тематикой.
