Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ ЯВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИИ ВОЛН В КУРСЕ ФИЗИКИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ..15
1.1. Аналитический обзор научно-методических исследований традицион ных подходов к изучению явления дифракции 15
1.2. Демонстрационный эксперимент при изучении волновой механики и оптики в средней школе 34
1.3. Возможности применения аудиовизуальных технологий при изучении явления дифракции.. 55
1.4. Применение ПК при изучении явления дифракции 67
Выводы по главе 1 80
Глава 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ ДИФРАКЦИОН НЫХ ЯВЛЕНИЙ В РАЗДЕЛАХ «ФИЗИЧЕСКАЯ ОПТИКА» И «КВАНТОВАЯ ФИЗИКА» НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (СОЧЕТА НИЯ) НАТУРНОГО И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТОВ 82
2.1. Психолого-педагогические аспекты применения ТСО и ЭВТ при поста новке демонстрационного эксперимента 82
2.2. Натурный эксперимент при изучении явления дифракции волн 92
2.3. Описание мультимедийного педагогического программного пакета «Дифракция» 114
2.4. Методика организации уроков с применением натурного и вычисли
тельного экспериментов при изучении явления дифракции в 11 классе 119
Выводы по главе 2 148
Глава 3. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО РЕЗУЛЬТАТЫ 150
3.1. Организация и проведение педагогического эксперимента 150
3.2. Содержание поискового и констатирующего этапов педагогического эксперимента 156
3.3. Формирующий эксперимент и его итоги 166
Выводы по главе 3 178
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 180
БИБЛИОГРАФИЯ 182
ПРИЛОЖЕНИЯ 201
- Аналитический обзор научно-методических исследований традицион ных подходов к изучению явления дифракции
- Психолого-педагогические аспекты применения ТСО и ЭВТ при поста новке демонстрационного эксперимента
- Организация и проведение педагогического эксперимента
Введение к работе
Раздел «Колебания и волны» является одним из тех ярких разделов курса физики, который позволяет сформировать у школьников представления о физической картине мира на основе сочетания материала изучаемого в различных отраслях физики. Изучение особенностей механических, оптических и квантовых явлений целесообразно осуществлять с точки зрения выявления общих закономерностей, свойственных этим явлениям. При изучении колебаний и волн различной физичеркой природы необходимо показать единство подхода к анализу явлений сходных по понятиям и терминам, что способствует развитию у школьников умения делать более широкие обобщения и осуществлять перенос знаний из одной области явлений на Другие.
Важность изучения явлений дифракции определяется необходимостью формирования в сознании школьника образа единства дискретности и непрерывности, что способствует раскрытию смысла понятия «корпускулярно-волновой дуализм».
Задачами изучения явления дифракции в курсе физики средней школы являются: ~ определение границ применимости законов прямолинейного распространения
света (геометрической оптики); - доказательство существования волновых свойств света с тем, чтобы в будущем сформировать у учащихся ясные представления о корпускулярно-вол новом дуализме электромагнитного излучения, вещества и материи.
Рассматривая совокупность явлений, на основе волновых и квантовых представлений, входящих в круг вопросов изучаемых физической оптикой, становится возможным более четкое и правильное формирование представлений о физической
картине мира, опирающееся на усвоение учащимися фундаментальных физических
понятий и теорий.
Анализ научно-методических исследований и учебной литературы показал, что в школьном курсе явление дифракции несет наибольшую учебную нагрузку в оптике, где оно выступает в качестве доказательства волновой природы света, дает возможность измерить длину световой волны. Однако объяснение этого явления наиболее доступно на примере механических волн, поскольку в этом случае у школьников имеется возможность наглядно представить условия возникновения и развития данного явления в динамике.
Проблемам разработки и внедрения в практику методики изучения явления дифракции в средней школе посвящены работы Агибовой И.М., Башкатова М.Н., Ванеева А.А., Деминой К.М., Дурасевича Ю.Е., Знаменского ПА, Каменецкого С.Е., Макаровой И.Я., Огородникову Ю.Ф., Резникову Л.И., Шаповаловой Т.И., Флуерару О.С. и др. Все перечисленные авторы единодушно сходятся во мнении, что при изучении явления дифракции предпочтение должно отдаваться экспериментальным методам обучения, а не теоретическим. Данное предположение является следствием того, что при рассмотрении дифракционных явлений важно установить оптимальное соотношение использования математических и экспериментальных методов изложения. Поскольку математический подход, используемый в вузовском курсе, недоступен для школьного курса физики, и решение уравнений, описывающих сложные проявления дифракции, выходит за рамки школьного курса математики, то, следовательно, рассмотрение этих вопросов в школьном курсе физики возможно только на экспериментальной основе.
Однако при постановке и проведении демонстрационного эксперимента в средней школе возникает ряд трудностей;
не все явления и процессы можно показать в условиях школы из-за сложности, громоздкости и высокой стоимости оборудования;
непосредственное наблюдение учениками некоторых опытов оказывается затруднительным, и из-за невозможности самостоятельно проследить за ходом эксперимента и результатами опыта, школьники не всегда могу объяснить суть физического явления, которое лежит в основе эксперимента;
натурный эксперимент не всегда позволяет учащимся осмыслить механизм изучаемых явлений или продемонстрировать на динамической модели теоретические предпосылки, положенные в основу опыта.
Анализ состояния оснащения школьных физических лабораторий показал, что имеющееся оборудование для проведения демонстрационных опытов не отвечает современным требованиям, технически и морально устарело, и не может полноценно выполнять свои функции.
Выход из сложившегося положения учителя пытаются найти в применении аудиовизуальных технологий. Однако, несмотря на очевидные достоинства применения статических и динамических экранных пособий, перечислим ряд характерных для них недостатков:
Картина дифракции стационарна. Для ее изменения необходимо время. Достаточно трудно быстро и оперативно, поменяв источник излучения или некоторые элементы, входящие в установку, перенастроить систему транслирующую изображение;
Невозможно контролировать и вносить поправки в получаемые промежуточные результаты;
Высокая стоимость использования и обслуживания технических средств, составляющих основу предложенного метода;
4. Преобладающее воздействие аудиовизуальных пособий на первую сигнальную
систему, что способствует восприятию явлений и процессов, но не всегда побуждает к мышлению и пониманию содержания; зритель является пассивным на-блюдателем;
При использовании готовых видеоматериалов отсутствует возможность влиять на содержание и темпы подачи материала;
Низкая оперативность поиска необходимой учебной информации.
Все выше сказанное не адекватно определившейся на сегодняшний день в обществе тенденции к усилению фундаментализации образования (Политика в области образования и новые информационные технологии: национальный доклад Российской Федерации // Международный конгресс ЮНЕСКО "Образование и информатика", Москва, 1-5 июля 1996. // Информатика и образование. -1996, № 5.-с.1-20). Фундамента л изация образования проявляется в способности не только вооружать знаниями обучающегося, но и вследствие постоянного и быстрого обновления знаний формировать:
потребность в непрерывном самостоятельном овладении знаниями;
умения и навыки самообразования.
В образовательном процессе должны прежде всего фигурировать такие образовательные технологии и методики, которые способны отражать:
фундаментальные проявления двуединого процесса интеграции и дифференциации в науке;
достижения информатики и других областей знания, возникающих на стыке наук;
условия, позволяющие выходить на системный уровень познания действительности.
В этой связи можно выделить новые информационные технологии обучения (НИТО), включающие в себя информационно-вычислительную технику, аудио- и ви-
деосистемы, системы мультимедиа, программные средства, вычислительные и информационные среды, средства телекоммуникаций и др., а также информационные технологии обучения, управление системами, процессами, объектами.
Развитость и совершенство методов и средств современных НИТ позволяют последним успешно войти в среду образования и научных исследований. Именно информатизация образования открывает реальные возможности построения открытой системы образования, позволяющей каждому учащемуся выбрать собственную траекторию в образовательном процессе. Это обстоятельство создает необходимость введения инноваций в процесс обучения, выход за рамки традиционного подхода. В последние годы интерес к данной проблеме приобрел особую значимость в связи с техническими и технологическими инновациями в образовании, в частности распространением НИТО.
Информационные технологии обучения позволяют:
автоматизировать процесс обучения;
конструировать его на основе интерактивного диалога обучаемого с комплексом технических средств;
информационно насытить процесс обучения, что обеспечивает не только повышение уровня усвоения материала, но и увеличение интереса к самому учебному процессу;
индивидуализировать познавательную деятельность учащихся и т.д.
Концептуальные исследования подходов информатизации образования отражены в трудах Г.А. Бордовского, В.А. Извозчикова, Л.И. Анциферова, А.П. Ершова, В.В. Лаптева, И.А. Румянцева, Е.З. Власовой. Практическое решение проблемы с привлечением компьютерной техники содержится в трудах Э.В. Бурсиана, В.А. Гор-баренко, И.Б. Готской, В.П. Ионкина, СЕ. Каменецкого, А.С. Кондратьева, Н.Н. На-
9 рыковой, АА Немцева, И.М. Низамова, О.Г. Смоляниновой и ряда западных ученых-методистов таких как Atneosen R., Harter W.G., Rebbi С, Wiison J.M., Wallon I., Zollman D.A.
Успешность внедрения новых технологий обучения в среднюю школу во многом связана с тем, как технические особенности и возможности используемого средства (отображение учебной информации, управление и система коммуникации) адаптированы к специфике формирования конкретных знаний, закономерностям формирования и развития способностей учащихся. Решение этих вопросов требует разработки методов конструирования средств предъявления учебной информации и способов организации познавательной деятельности учащихся при их использовании.
Введение компьютера в систему дидактических средств обучения оказывает существенное влияние на обогащение интеллектуальной основы развития ученика, положительно сказывается на развитии интереса учащихся к содержанию преподаваемого предмета и позволяет:
повысить наглядность и интерес к изучению физики;
осуществить индивидуализацию обучения;
инициировать процесс качественного анализа полученных результатов при решении задач;
развивать логическое мышление;
интенсифицировать учебный процесс;
совершенствовать использование традиционных технических средств обучения (ТСО) и т.д.
Компьютерные детализации реальных натурных экспериментов особенно полезны при изучении явлений, где появляется возможность показать изменение наблюдаемых учащимися явлений во взаимосвязи. Компьютерная детализация, со-
10 провожающаяся контролем за усвоением сущности изучаемого, увеличивает методическую эффективность эксперимента, усиливает его наглядность и позволяет каждому учащемуся в нужное время перейти к самостоятельной работе по дальнейшему изучению вопроса.
Кроме того, в некоторых случаях постановка натурных экспериментов в условиях средней школы просто невозможна. Например, при выявлении волновых свойств микрочастиц. Для передачи информации остаются два способа: первый -аудиовизуальный видеокомпьютерный модуль и второй - моделирование процесса или явления с помощью компьютера. С учетом перечисленных выше ограничений, накладываемых на использование аудиовизуальных технологий обучения, второй способ является более предпочтительным.
Делая общее заключение по возможностям применения ПЭВМ при изучении дифракции, можно сделать следующие выводы:
Методически обоснованное применение ПЭВМ позволит устранить ряд трудностей, возникающих при использовании традиционных технических средств обучения;
Использование компьютера в сочетании с идеей математического моделирования является предпочтительным, по сравнению с использованием видеокомпьютерных аудиовизуальных модулей (они могут применяться в качестве дополнения), разработка и создание которых требует больших финансовых и временных затрат;
Применение только лишь одного численного эксперимента недостаточно для повышения качества обучения, следовательно, необходимо вести поиск оптималь-' ного использования ПЭВМ в сочетании с натурным экспериментом;
Сочетание натурного и вычислительного экспериментов при изучении явления дифракции волн различной физической природы, представляет собой научно-методическую проблему, слабо разработанную в исследованиях по теории и ме-
тодике обучения физике, и поэтому является актуальным и рассматривается в настоящем исследовании.
Все выше сказанное определяет необходимость и своевременность проведенного исследования.
Актуальность темы обусловлена необходимостью разработки научно обоснованной методики изучения темы «дифракция» на основе сочетания натурного и вычислительного экспериментов с использованием НИТО, что позволит вести изучение раздела «Колебания и волны» на качественно новом уровне в триаде « экспериментальная физика - теоретическая физика - вычислительная физика».
Объектом исследования является процесс изучения дифракции в средней школе, рассматриваемый как важное звено в формировании физического мышления и развития представлений о естественнонаучной картине мира.
Предмет исследования составляют методы изучения основ теории дифракции в курсе физики средней школы на основе использования НИТО.
Цель исследования - разработка и теоретическое обоснование методики изучения дифракции в курсе физики средней школы на основе применения НИТО.
Гипотеза исследования: эффективность обучения, улучшение качества знаний, развитие самостоятельности, гибкости и устойчивости мышления учащихся может быть существенно повышено, если в основу методики изучения темы «дифракция» в курсе физики средней школы положена идея выбора оптимального сочетания между натурным и вычислительным экспериментами на основе применения НИТО.
Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать состояние проблемы методики преподавания темы «дифракция» в средней школе в педагогической литературе и практике обучения;
2. Провести критический обзор отечественного и зарубежного опыта использования
НИТ при изучении раздела «Колебания и волны»;
3. Определить роль и место НИТО в проведении эксперимента:
при изучении явления дифракции механических волн;
при изучении явления дифракции оптических волн;
при изучении явления дифракции микрообъектов в разделе «Квантовая физика»;
Разработать методику изучения дифракции механических, оптических волн и микрообъектов на основе применения НИТО.
Проверить эффективность влияния предлагаемой методики на качество знаний учащихся и их готовность к применению полученных знаний на практике.
Методологическую основу исследования составляют:
философские, психологические и педагогические концепции познавательной деятельности (Бабанский Ю.К., Волковыский Р.Ю., Гальперин П.Я., Панина И.Я., Лернер И.Я., Мощанский В.Н., Талызина Н.Ф., Фридман Л.М., Щукина ПИ. и др.)
достижения и тенденции развития теории и методики обучения физике (Анциферов Л.И., Ванеев А.А., Извозчиков В.А., Кондратьев А.С., Ланина И.Я. и
ДР-)
- разработанные подходы к использованию НИТО в образовании (Ваграменко Я.А.,
Власова Е.З., Горбаренко В.А., Готская И.Б., Гребенев И.В., Данильчук В.И., Жда
нов С.А., Извозчиков В.А., Кузнецов АА, Кузнецов Э.И., Лаптев В.В., Лапчик М.И.,
Немцев А.А., Румянцев И.А., Смолянинова О.Г., Феофанов С.А. и др.)
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
- теоретический анализ проблемы на основе изучения психолого-педагогической,
методической и учебной литературы;
обобщение передового педагогического опыта, анкетирование и интервьюирование учителей, наблюдение за реальным учебным, тестирование учащихся;
проведение педагогического эксперимента и использование методов математической статистики для обработки его результатов с целью определения эффективности предлагаемой методики.
Достоверность и обоснованность результатов обеспечиваются:
использованием серии методик, адекватных поставленным задачам;
выбором обоснованных показателей определения эффективности предложенной методики использования НИТО при изучении темы «дифракция»;
итогами опытно-экспериментальной работы, которые на качественном и количественном уровне подтвердили эффективность разработанной нами методики;
- непротиворечивостью результатов исследования с учетом современных дости
жений в области дидактики, педагогики, психологии, теории и методики обучения
физике;
- согласованностью предполагаемых результатов исследования и достижений в
экспериментальных школах г. С.-Петербурга.
Научная новизна заключается в разработке методики применения НИТО для реализации комплексного использования натурного и вычислительного экспериментов при изучении явления дифракции.
Теоретическая значимость исследования состоит в разработке современного подхода к изучению темы «дифракция», позволяющего последовательно опираться на такие дидактические принципы, как принципы научности, наглядности и доступности учебного материала на основе включения НИТ при изучении теоретических основ исследуемого явления и проведении эксперимента.
Практическая значимость заключается:
- в разработке и внедрении в учебный процесс методических рекомендаций для
14 учителей физики по изучению темы «дифракция»;
- в разработке авторского мультимедийного программного пакета «Дифракция» и
внедрении его в практику работы школ (№9,10,491 и др.) г. С.-Петербурга.
На защиту выносятся следующие положения:
Эффективность изучения темы «дифракция» существенно повышается при выборе оптимального сочетания между натурным и вычислительным экспериментами.
Разработанная методика комплексного использования натурного и вычислительного экспериментов на основе применения НИТО позволяет изучать дифракцию механических, электромагнитных волн оптического диапазона и дифракцию микрочастиц не только на качественном, но и на количественном уровне.
Использование НИТО в учебном процессе позволяет обеспечить наглядность изучаемых дифракционных явлений в средней школе.
Апробация результатов исследования
Результаты работы внедрены в учебный процесс ряда школ города Санкт-Петербурга, излагались на Герценовских чтениях (С.-Петербург 1995, 1996, 1998, 1999г.), опубликованы в 8 статьях, сборниках докладов и тезисов. Педагогическая работа автора данного исследования отмечена в 1997 году Дипломом лауреата конкурса премии Главы администрации Василеостровского района.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений. Общий объем диссертации 206 страницы, включая 42 рисунка и 13 таблиц. Список литературы включает 214 наименований, в том числе 15 на иностранном языке.
Аналитический обзор научно-методических исследований традицион ных подходов к изучению явления дифракции
В педагогических исследованиях [113], [111], [187], [29], [194], [70] справедливо утверждается, что формирование научного мировоззрения на основе обучения физике состоит в том, что физика - это наука «о формах материи..., которые входят в состав сложных материальных систем, о взаимодействии этих форм материи...» [178,с.312]. Следовательно, она рассматривает в естественнонаучном плане такие общие категории, как материя, взаимодействие, пространство и время, причинность и закономерность. Все эти категории являются мировоззренческими, поэтому, раскрывая представления физической науки по этим проблемам на уроках физики, мы формируем у учащихся научное понимание мира [112], [113], [70].
Существует ряд фундаментальных физических идей, которые лежат в основе физической картины мира - идея атомизма, идея корпускулярно-волнового дуализма, идея относительности и др. Их доказательство позволяет сделать обоснованными общие мировоззренческие идеи, раскрываемыми в курсе физики, такие как материальность мира, объективность наших знаний и познаваемость мира и проч. [138], [112], [ИЗ].
Раздел «Колебания и волны» является одним из тех ярких разделов курса физики, который позволяет сформировать у школьников представления о физической картине мира на основе сочетания материала изучаемого в различных отраслях физики. В исследованиях [176], [1], [148], [180], [16], [186], [25], [42], [47], [147], [53], [98], [72], [12], [124], учебных пособиях [189], [192], указывается на важность изучения этого раздела в курсе физики средней школы. В связи с этим наряду с изучением особенностей механических, оптических и других явлений, возникает целесообразность изучения всех этих явлений с точки зрения выявления общих закономерностей, свойственных этим явлениям. Учение о колебаниях и волнах охватывает материал, рассматриваемый в разделах механики, электромагнетизма и оптики, и, таким образом, является тем характерным разделом физики, который позволяет осуществить описанный выше подход.
Такое объединение учебного материала вызвано необходимостью показать единство подхода к анализу явлений сходных по понятиям и терминам. Так, например, понятия интерференции и дифракции относятся к волнам различной физической природы.
Использование единого подхода к изучению колебаний и волн различной физической природы отражено в работах [12], [79], в которых обосновывается следующий тезис: единый подход продолжая начатую в обучении механике и молекулярной физике методическую линию анализа родственных по природе или аналогичных по проявлениям процессов и рассмотрение их с общих физических идей, будет способствовать развитию у школьников умений приходить к более общим широким обобщениям, осуществлять перенос знаний из одной области явлений на другие.
Личный опыт преподавания этого раздела физики в средней школе и методические исследования [111], [98], [124], [25], [1], посвященные исследованию данной проблемы, свидетельствуют, что в большинстве случаев школьники формально, неглубоко и не полно понимают дуализм природы света. Для того чтобы учащиеся осознали смысл корпус кул ярно-вол нового дуализма природы света, они должны, на основе конкретного материала, отчетливо представлять возможность естественного
и закономерного сочетания в одном объекте или явлении противоположных характеристик или проявлений [24], [62], [113], [151], [63]. Таким материалом может служить раздел «Колебания и волны», изучение которого может стать предпосылкой для формирования в будущем в сознании школьника образа единства дискретности и непрерывности, например, потока электронов или светового пучка. Именно поэтому, изучая в школе в разделе «электромагнитные колебания и волны» физическую оптику, на основе волновых и квантовых представлений, становится возможным более четкое и правильное формирование представлений о физической картине мира, опирающееся на усвоение учащимися фундаментальных физических понятий и теорий [138], [113], [180], [47], [60], [160].
В процессе обучения учащиеся должны приобрести не совокупность, а систему знаний. В работах [113], [101], [194], [29], [91], [74], [46] указывается на то, что систему знаний дает только теория, а не отдельные понятия, модели или законы. Поэтому в ряде исследований [148], [100], [53], [188] выдвигается и обосновывается тезис о том, что в качестве целостного объекта, подлежащего усвоению, должны быть избраны не отдельные факты, .не набор понятий или законов правильно и полно характеризующих явление, а научная теория. Однако, как показывает практика, отсутствие у учащихся знаний о том, что каждая теория или закон имеют свои границы применимости, что новая теория не отвергает старую, а включает ее как предельный случай, вызывает у школьников определенного "рода трудности: почему, например, в одних случаях исходят из прямолинейности распространения света, а в других необходимо учитывать его дифракцию? В работах ученых-методистов [113], [21], [188], [29], [46], [112] подчеркивается, что совокупность подобных вопросов затрудняет у школьников формирование представлений о процессе научного познания и единой картины мира.
Психолого-педагогические аспекты применения ТСО и ЭВТ при поста новке демонстрационного эксперимента
Бурное развитие науки и техники, значительно изменившее многие аспекты существования общества, привело к необходимости повышения эффективности обучения, улучшения качества учебного процесса.
Перестройка учебно-методической работы в учебных заведениях, в первую очередь, связана с развитием научно-технической революции, поступлением в систему образования современной вычислительной техники, внедрением компьютерных и аудиовизуальных технологий обучения.
Распространение новых методов и форм обучения является следствием, как постоянного увеличения объемов учебной информации, так и ограниченным временем обучения.
Сегодня значительное место в мировой педагогике продолжает отводиться развитию ТСО и максимальному использованию их образовательных возможностей: охвату аудиторий учащихся, увеличение информационной емкости и пропускной способности технических средств, индивидуализация подачи учебной информации. Сторонники технизации учебного процесса видят широкое использование этих средств как путь повышения эффективности обучения. Соответствующие разработ ки направлены на создание своего рода технической среды или на применение технологии в обучении [174].
М. Вульман указывает, что технология образования - это целенаправленное использование, в комплексе или отдельно предметов, приемов, средств, событий или отношений для повышения эффективности учебного процесса ". [207, C.39J.
С. Сполдинг считает, что "...настоящая технология обучения включает целостный процесс постановки целей, постоянное обновление учебных планов и программ, ...оценивание педагогических целей и установление их заново, как только становится известной новая информация об эффективности системы"[206, с.247].
Данное определение иллюстрирует переход от "технологии образования" к "педагогической технологии", т.к. содержит все признаки педагогической технологии в ее современном понимании. В международном ежегоднике по технологии и образованию [206] подчеркивается, что педагогическая технология - это "...не просто использование технических средств обучения или компьютеров, это выявление принципов и разработка приемов оптимизации образовательного процесса на основе анализа факторов, повышающих образовательную эффективность".
Применение новых информационных технологий обучения дает возможность существенно сократить время обучения при изучении теоретического материала, отработке практических навыков, проводить занятия с индивидуальным темпом работы для каждого обучаемого, использовать различные способы изложения, адаптироваться к специфическому способу формирования понятий каждого отдельного индивидуума [108].
Такие технологии позволяют построить учебный процесс на принципиально новой основе, приблизить деятельность обучаемого к деятельности исследователя, открывают широкое поле деятельности для преподавателя [43].
Одной из актуальных задач, стоящих перед современной школой, является развитие активно мыслящей личности. Необходимым условием для решения такой задачи является многообразие методов работы. В частности, таким методом является использование различных средств наглядности.
Использование средств наглядности служит не только для создания у обучаемых образных представлений, но и для формирования понятий, для понимания отвлеченных связей и зависимостей - одно из важнейших положений дидактики. Дидактический принцип наглядности находится в тесной связи с другими принципами дидактики, такими как: доступностью, сознательностью, простотой, дополнительностью. Первая ступень процесса познания для школьника осуществляется через наглядное обучение.
В процессе познания ученик под руководством учителя с помощью средств наглядности познает окружающий его мир. Следовательно, для него процесс обучения является процессом познания, а его деятельность - познавательная.
Л.М. Фридман в работе [181] трактует современный дидактический принцип наглядности следующим образом:
1. Наглядность есть свойство, особенность психических образов объектов;
2. Наглядность есть показатель простоты и понятности для данного человека того психического образа, который он создает в результате процесса восприятия, памяти, мышления и воображения;
3. Наглядность зависит от уровня развития познавательных особенностей человека, его интересов и склонностей.
Организация и проведение педагогического эксперимента
Экспериментальная проверка эффективности изучения явления дифракции волн в курсе физики средней школы при использовании сочетания натурного и вычислительного экспериментов проводилась в течение 1995-1998 годов.
В ходе педагогического эксперимента выявились новые качественные стороны, формирующиеся у учащихся при сочетании натурного и вычислительного экспериментов, проверялись и отрабатывались возможные оптимальные формы и методы использования методики сочетания натурного и вычислительного экспериментов при изучении явления дифракции, а так же изучались методы осуществления межпредметных связей физики и информатики.
В процессе проведения педагогического эксперимента использовались следующие методы исследования:
1. Анализ учебных и учебно-методических пособий по физике;
2. Анкетирование и интервьюирование учителей;
3. Наблюдение за учебным процессом;
4. Анализ личного опыта преподавания;
5. Анализ передового педагогического опыта [78], [194], [138], [187], [29], [139], [4], [177], [3], [1], [8], [97], [6], [46], [113], [63].
Эксперимент преследовал следующие цели:
1. Изучение состояния проблемы исследования и ее теоретический анализ;
2. Установление первоначального уровня знаний и умений учащихся в контрольном и экспериментальном обучении (подбор контрольного и экспериментального классов с одинаковым уровнем подготовки по предмету);
3. Поиск оптимального сочетания и выявление путей диагностики развития мышления обучающихся при использовании сочетания натурного и вычислительного экспериментов.
В задачи педагогического эксперимента входило:
1. Изучение возможностей применения НИТО при изучении физики;
2. Обоснование необходимости использования электронно-вычислительной техники при изучении явления дифракции волн в курсе физики средней школы;
3. Определение эффективности сочетания вычислительного и натурного экспериментов при изучении явления дифракции.
В соответствии с поставленными целями и задачами, педагогический эксперимент проводился в три этапа: поисковый, констатирующий, формирующий. Каждый их них определялся своими целями и задачами, средствами и методами их достижения, полученными результатами, которые приведены в таблицах 5-7.
Всего в эксперименте принимало участие 569 учеников, 10 учителей и методистов.
Похожие диссертации на Совершенствование методики преподавания явления дифракции на основе новых информационных технологий
