Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4-12
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРУКТУРИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО
' МАТЕРИАЛА И ЗНАНИЙ ПО ФИЗИКЕ 13-69
I. Аспекты структурирования учебного материала
в методологии, дидактике и психологии 13
1.1. Методологические предпосылки к трансформации
научной теории в учебную 13
1,с. Психолого-педагогические предпосылки формирова
ния структурно-системных обобщенных знаний 21
2. Особенности процесса обучения на подготовитель
ных отделениях 36
3. Подходы к структурированию материала в учебниках
и учебных пособиях для ПО и школ СССР, лицеев,
гимназий и училищ социалистических стран 41
4. Состояние обучения на ПО /цели, задачи и резуль
таты констатирующего эксперимента/ 48
5. Совершенствование процесса обучения на основе
структурирования 56
ГЛАВА П. ПУТИ И СРЕДСТВА ПОВЫЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБУЧЕ
НИЯ ФИЗИКЕ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ОТДЕЛЕНИЯХ. 70-169
6. Конструирование этапов деятельности преподавателя
по осуществлению общего /многоуровневого/ подхода
к изучению физических теорий 71-126
-
Подготовительный этап деятельности преподавателя.. 71
-
Организация нормативной творческой деятельности учащихся /исполнительный, трансформирующий этап/.. 73
-
Организация контроля учебной работы по структурированию учебного материала /контролирующий этап/.. 94
7. Методика структурирования молекулярно-кинетиче
ской теории 99-126
7.1. I этап систематизации и обобщения. Основные гипо
тезы м.-к. теории и ее опытное обоснование 103
-
Взаимодействие молекул. Характер движения молекул в газообразном, твердом и жидком состоянии вещества...І06
-
Свойства газов. Модельные представления. Идеальный газ ПО
-
П-й этап систематизации и обобщения на основе мо-лекудярно-кинетической теории 117
-
Ш-й этап обобщения и систематизации. Реальные
газы. Границы применения м.-к. теории 119
7.6. Предварительные результаты экспериментального изу
чения молекулярно-кинетической теории 123
8. Структурный подход к изучению электродинамики 126
-
Электромагнитное поле. Исходные идеи теории Максвелла 132
-
Электростатическое поле 135
-
Электромагнитное стационарное поле 139
-
Магнитное поле постоянного тока 144
-
Вихревое электрическое поле. Единое электромагнитное поле 147
-
Квазистационарное электромагнитное поле 154
-
Свободное электромагнитное поле. Теория Максвелла...155
-
Электронная теория Друде-Лоренца 160
-
Предварительные результаты экспериментального изучения теории Максвелла 165
ГЛАВА Ш. ОРГАНИЗАЦИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО
ЭКСПЕРИМЕНТА 170
9. Вопросы организации и проведения педагогического
эксперимента 170
10.Анализ результатов экспериментального обучения 172
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 180
ЛИТЕРАТУРА 185
ПРИЛОЖЕНИЯ 213
_ 4 -
Введение к работе
Актуальность проблемы. В решениях июньского /1983 г./ Пленума ЦК КПСС поставлена задача "значительно улучшить подготовку в вузах и техникумах специалистов для ведущих отраслей народного хозяйства, идейно-политическую закалку студенчества" /17, с.78/.
Важность и жизненная необходимость качественной подготовки специалистов к активной трудовой и общественно-политической деятельности вытекает также из решений НУ и ХХУ1 съездов КПСС /13, 14/> ноябрьского /1982 г./ и декабрьского /1983 г./ Пленумов ЦК КПСС, Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О дальнейшем развитии высшей школы и повышении качества подготовки специалистов" /июнь 1979 г./. Особое внимание должно уделяться формированию у будущих специалистов прочных, глубоких знаний на базе фундаментальных наук /15/ и творческих навыков решения профессиональных задач.
В системе подготовки инженера физике принадлежит авангардная роль. В условиях интенсивного внедрения в промышленное производство новых физических технологий, использования многообразных физических процессов в приборо- и машиностроении, широкого проникновения физических представлений и методов в устоявшиеся области производства необходимым становится приобретение современным инженером физико-математических знаний.
Важность общего курса физики в создании фундамента для получения знаний в специальных областях состоит в том, что он способствует выработке единого подхода к разным классам явлений, способствует развитию интеллектуальных инженерных умений: анализировать, синтезировать, обобщать, систематизировать, классифицировать и т.д. В соответствии с этим одной из основных задач изучения физики в вузах является раскрытие вопросов методологии научного познания, организация творческой активной деятельности студентов, направленной на целосгное, обобщенное усвоение физического знания, формирование у них научного мировоззрения. "Когда я говорю, чїо инженеру нужна физика, я этим хочу сказать, что ему нужно широкое владение этим предметом в его совокупности... как цельной дисциплины" - писал академик Л.И.Мандельштам /151, с.355/.
Качество обучения специалистов в значительной степени зависит от уровня подготовки молодежи к обучению в вузе. В связи с этим в настоящее время уделяется много внимания совершенствованию подготовки выпускников школ к продолжению обучения в вузе. Около 1Щ состава студентов первого курса вузов составляют ныне выпускники подготовительных отделений /ПО/ - рабочие, колхозники и демобилизованные из рядов Вооруженных Сил СССР, имеющие опыт самостоятельной трудовой деятельности.
Практика работы подготовительных отделений показывает, однако, что знания слушателей имеют ряд недостатков, связанных в основном с фактуально-эмпирическим уровнем изучения основ физики, усвоением фактов, понятий, законов без систематизации, обобщения их на уровне физических теорий, физической картины мира. Между тем, как подчеркивал П.В.Копнин, "Не будучи обобщенными, факты находятся еще за пределами логической структуры науки" /117, с.502/. Изучение физики на эмпирическом уровне означает, что не все элементы знания входят в системное, целостное представление курса как совокупности физических теорий. Об этом свидетельствуют данные методических и дидактических исследований проблем формирования системных, обобщенных знаний учащихся на уровне физических теорий /Л.А.Зорина, В.Г.Разумовский, В.В.Мултановский, В.А.Кондаков и др./.
Изучая опыт работы преподавателей физики подготовительных отделений г.Киева и ряда городов Украинской ССР, мы установили, что сложившаяся в технических вузах практика обучения не способствует формированию структурно-организованного знания, не ориентирована vv/--^ на анализ связей между ком'понентным составом физических теорий, не направлена на упорядочение и "уплотнение" учебного материала вокруг наиболее существенных связей, не использует возможности системно-структурного метода для управления познавательной деятельностью и развитием мышления учащихся, не выделяет ориентиры для самостоятельного обновления и пополнения знаний.
Анализ исследований процесса обучения на подготовительных отделениях /Р.В.Кантор, Е.С.Клос, Т.Лутфуллаева, Т.Махмудов, П.А.Михайлов, Ю.А.Селезнев и др./ и литературы, синтезирующей опыт работы преподавателей, показал, что вопросы совершенствования теоретической подготовки слушателей ПО еще не нашли должного освещения в педагогических исследованиях.
В научных исследованиях вопросы системносги научного знания рассматриваются как выражение целостности множества разнородных предметов на основе общего свойства /В.Г.Афанасьев, И.В.Блауберг, В.П.Кузьмин, В.Н.Садовский, А.Н.Уемов, Э.Г.Юдин и др./, при трансформации научного знания в учебное, как осознание состава учебной теории, адекватно отражающей структуру научной /Л.Я.Зорина, П.М.Эрдниев, И.Д.Зверев, Л.М.Перминова, М.А.Ушакова и др./, как результата деятельности по усвоению теоретического знания /Э.Э.Карпова, А.С.Шепетов/, способа формирования научного мировоззрения и методологических знаний /Е.Ш.Абдугалимов/ и при некоторых других подходах.
Разработке различных способов структурирования учебного материала, способствующих систематизации знаний учащихся на разных уровнях общности, уделяли большое внимание советские психологи П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина, Н.А.Менчинская, Е.Н.Кабанова-Меллер, А.Н.Леонтьев, дидакты Т.А.Ильина, Ю.К.Ьабанский, М.Н.Скаткин, Й.Я.Лернер, А.М.Сохор, П.И.Пидкасистый, Б.И.Коротяев, методисты В.Г.Разумовский, Л.И.Резников, А.П.Рымкевич, Е.В.Савелова, П.А.Зна- менский, А.В.Усова, Л.С.Хижнякова,,А.И.Бугаев, посвятили свои диссертационные исследования С.С.Оущенко, Е.Т.Коробов, К.К.Колодяжный, М.С.Кюльджиева и др.
Высоко оценивая значение этих разработок для теории и практики совершенствования процесса обучения на основе структурирования учебного материала, необходимо, однако, отметить, что ряд аспектов исследуемой проблемы ждут своего рассмотрения.
Учитывая актуальность ее решения в связи с необходимостью повышения качества знания будущих инженеров, объектом исследования мы избрали процесс обучения физике на подготовительных отделениях, а предметом - структурирование учебного материала курса физики как средство генерализации и систематизации знаний слушателей ПО. Цель нашего исследования мы видим в определении методических условий повышения эффективности процесса формирования системных, обобщенных знаний учащихся.
Мы предполагаем, что достижение цели возможно при:
I/ структурировании курса физики как совокупности физических теорий;
2/ целостной трансформации научных теорий в учебные;
3/ включении учащихся в активную познавательную теоретическую деятельность, содержание и последовательность действий которой соответствует творческому уровню.
Для достижения намеченной цели и доказательства выдвинутых предположений потребовалось решение следующих задач:
I/ определение дидактических форм и конструирование средств рациональной организации учебного материала, обеспечивающих целостное, системное его усвоение;
2/ выявление путей целенаправленного формирования системно-генерализованных знаний, способствующих развитию творческого, теоретического мышления учащихся;
3/ изучение методических условий, необходимых для осуществления корреляции трех сторон учебного процесса: деятельности преподавателя, системы изучаемого знания и структуры и механизмов творческой деятельности учащихся; V выделение психологических*предпосылок для обоснования решения вышеприведенных задач с учетом интеллектуальных особенностей слушателей ПО и особенностей их будущей инженерной деятельности.
Методологическую основу настоящего исследования составили основные положения марксистско-ленинской теории познания; Материалы ХХУ и ХШ съездов КПСС, ноябрьского /1982 г./, июньского и декабрьского /1983 г./ Пленумов ЦК КПСС, Постановлений ЦК КПСС и Совета Министров СССР по вопросам совершенствования учебно-воспитательного процесса в высших учебных заведениях и общеобразовательных школах; документы партии и правительства по вопросам образования.
Для решения выдвинутых задач использовались такие методы и средства исследования: метод теоретического анализа проблемы на основе изучения философской, психолого-педагогической, дидактической, учебно-методической и специальной физической литературы; учебных пособий для подготовительных отделений, советских и зарубежных учебников по молекулярной физике и электродинамике; дидактический анализ философских работ по методологии научного познания, исследованию проблем структурного состава и функций научных теорий; анализ учебно-программной документации для инженерно-технических специальностей высших учебных заведений и подготовительных отделений при них; анализ результатов деятельности слушателей ПО по усвоению ими физических знаний, овладению умениями и навыками познавательной, творческой работы; моделирование учебного материала рассматриваемых физических теорий, структуры и механизмов творческой /нормативной/ деятельности учащихся, этапов деятельности преподавателя; эмпирические методы исследования: констатирующий, поисковый и обучающий эксперимент, наблюдение педагогического процесса, изучение опыта работы преподавателей ПО, анкетирование учащихся и преподавателей физики; статистический анализ результатов экспериментального обучения.
Экспериментальное исследование осуществлялось на базе ПО Киевских институтов: инженеров гражданской авиации, инженерно-строительного, автодорожного, политехнического, технологического института пищевой промышленности, Винницкого политехнического института, Черкасского и Житомирского филиалов Киевского политехнического института.
Первый, подготовительный этап /1979-1981 гг./ позволил на основе анализа литературных источников и состояния практики обучения на подготовительных отделениях выделить предмет, разработать гипотезу и сформулировать задачи исследования. В результате были определены исходные теоретические позиции, сущность структурного подхода к изучению учебного материала курса как совокупности физических теорий, выделены необходимые и достаточные для достижения поставленных задач дидактические функции теорий и условия их реализации, проведен констатирующий эксперимент.
На втором, основном этапе /І98І-І982 гг./ продолжалось изучение философской, специальной физической, учебной вузовской и школьной литературы, пособий для ПО, анализировались программы по физике для ПО и младших курсов втузов с целью выяснения возможного научного уровня изучения курса на ПО и построения системы знаний по физике, отвечающей запросам современного научно-технического прогресса. С учетом психологических особенностей поэтапного, поуров-невого усвоения знаний и интеллектуального развития взрослых по показателям развития памяти и мышления разрабатывались методические пособия, дидактические модели физических теорий, комплекс за- ^ даний для проверки усвоения знаний и приемов творческой деятель- ности учащихся. Уточнялись объем и содержание изучаемого материала и средств контроля, проверялись эффективность предлагаемой комплексной методики и рациональность путей ее включения в процесс обучения, анализировались затраты учебного времени на составление и использование структурно-логических схем, выполнение заданий по отношению к временным границам, определенным программой, проверялась доступность методики для учащихся и их отношение к новому для них построению изложения и выполнению заданий.
На третьем, заключительном этапе /1982-1984 гг./ проводилось экспериментальное обучение и проверялась его оптимальность по выделенным параметрам.
Статистический анализ результатов эксперимента показал эффективность внедрения предлагаемого комплекса средств по критериям системности, обобщенности, осознанности и глубины знаний; подтвердил повышение уровня систематизации знания и развития способности учащихся к самообразованию.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
I/ выявлены уровни структурирования, обоснована целесообразность принципов связи и отношений элементов учебного материала этих уровней при подходе к курсу физики как совокупности теорий;
2/ усовершенствован путь формирования системных знаний учащихся за счет повышения их содержательной емкости на основе теоретических обобщений;
3/ усовершенствована процессуальная сторона обучения на основе переконструирования, части учебного материала в учебные задания, что позволило интенсифицировать учебный процесс и активизировать познавательную деятельность учащихся;
4/ конкретизованы последовательность и содержание приемов творческой /нормативной/ деятельности учащихся, необходимых при изучении и самостоятельной систематизации учебного материала; - II -
5/ выделены и апробированы методические условия для структурирования курса физики ПО и знаний учащихся, с учетом которых разработана методика обобщения и систематизации молекулярно-кинетичеекой теории, теорий Максвелла и Друде-Лоренца.
Практическая значимость исследования состоит в том, что: разработаны общие и частные методические рекомендации по генерализации разделов молекулярной физики и электродинамики; разработана методика изучения основ молекулярной физики и электродинамики на основе концепции многоуровневого структурирования учебного материала; сконструирован комплект структурно-логических схем, системно-обобщающих матриц и комплекс специальных заданий, охватывающих материал молекулярной физики и электродинамики, который может быть использован учителями общеобразовательных школ при проведении обобщающих уроков и организации итоговых контрольных работ.
На защиту выносятся: положение о том, что осуществление структурного подхода к изучению курса физики ПО способствует генерализации курса, системности знаний учащихся, развитию их теоретического мышления и приобретению навыков творческой /нормативной/ деятельности; методическая концепция многоуровневого структурирования учебного материала и знаний учащихся в процессе изучения физических теорий; разработанная на базе этой концепции методика изучения молекулярно-кинетической и классической электродинамической теорий, эффективность которой подтверждается результатами педагогического эксперимента.
Апробация и внедрение результатов исследования Основные положения настоящего исследования апробировались преподавателями физики на подготовительных отделениях г.Киева и ряда городов Украинской ССР в ходе обучающего эксперимента. Материалы проведенного исследования докладывались и обсуждались на отчетных научных конференциях НИИ педагогики УССР /1983, 1984 гг./, на заседаниях отдела методики преподавания физики и математики НИИ педагогики УССР /1982-1984 гг./, на научно-практических отчетных конференциях Киевского политехнического института в секции теоретической физики /1981 г./ и секции философских проблем естествознания /1983 г./.
По материалам исследования имеется 5 публикаций общим объемом 9,4 п.л. - ІЗ -
