Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ДИДАКТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ...20
1.1. Синергетический подход к решению основных противоречий современного образования 21
1.2. Основные синергетические закономерности саморазвития учащихся..29
1.3. Развитие дидактической системы как кибернетический, функциональный и синергетический процессы 49
1.3.1. Цели функционирования дидактической системы с позиций классической кибернетики и теории информации 50
1.3.2. Саморегуляция образовательных процессов как функциональное свойство дидактической системы 70
1.3.3. Сравнительные характеристики кибернетического, синергетического и функционального подходов к объяснению свойств дидактической системы 77
Выводы по главе 1 92
ГЛАВА 2. СОЗДАНИЕ УСЛОВИЙ ДЛЯ САМОРАЗВИТИЯ УЧАЩИХСЯ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ 95
2.1. Анализ взаимосвязи понятий «развитие» и «саморазвитие» с позиций синергетической теории 95
2.2. Информационная модель дидактической системы 103
2.3. Принципы управления саморазвитием учащихся в процессе обучения физике 115
2.4. Дидактическая модель оптимального управления саморазвитием синергетических систем 133
2.5. Основные направления деятельности учителя физики по созданию условий для саморазвития учащихся 149
Выводы по главе 2 164
ГЛАВА 3. УПРАВЛЕНИЕ САМОРАЗВИТИЕМ МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ 166
3.1. Мышление учащихся как саморазвивающаяся когнитивная структура 166
3.2. Управление саморазвитием мышления учащихся на основе комплексного использования средств наглядности 198
3.3. Реализация синергетических принципов управления саморазвитием мышления школьников в обучении решению физических задач 218
3.4. Активизация саморазвития учащихся в процессе формирования физических понятий 242
В ыводы по главе 3 248
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ СОЦИАЛЬНОЙ САМОРЕГУЛЯЦИИ ШКОЛЬНОГО КОЛЛЕКТИВА В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ 249
4.1. Механизмы социальной саморегуляции в классе 249
4.2. Формирование социальной мотивации учебно-познавательной деятельности учащихся по физике 270
4.2.1. Создание малых социальных групп учащихся на уроках физики 278
4.2.2. Формирование коллектива класса в процессе внеурочной деятельности по физике 285
4.2.3. Организация саморегуляции учебного процесса по физике в рамках общеобразовательного учебного учреждения 289
Выводы по главе 4 292
ГЛАВА 5. УПРАВЛЕНИЕ САМОРАЗВИТИЕМ МОТИВАЦИОННОИ СФЕРЫ УЧАЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ 294
5.1. Мотивация обучения как комплексный параметр внутренней и внешней саморегуляции 294
5.2. Формы и методы развития мотивационной сферы школьников в единой урочной-внеурочной системе обучения физике 314
5.3. Организация контрольно-оценочной деятельности субъектов обучения
как средство развития коллективной и индивидуальной мотивации 330
Выводы по главе 5 338
ГЛАВА 6. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И АНАЛИЗ ЕГО РЕЗУЛЬТАТОВ 340
6.1. Этапы организации педагогического эксперимента 340
6.2. Динамика мотивации учащихся при формировании положительного социально-психологического климата в классе 342
6.3. Комплексный анализ процессов саморазвития личности школьника в ходе педагогического эксперимента 347
Выводы по главе 6 361
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 362
БИБЛИОГРАФИЯ 368
- Синергетический подход к решению основных противоречий современного образования
- Анализ взаимосвязи понятий «развитие» и «саморазвитие» с позиций синергетической теории
- Мышление учащихся как саморазвивающаяся когнитивная структура
Введение к работе
Развитие современной системы российского образования характеризуется диалектически противоречивым движением в двух важнейших стратегических направлениях. Первое направление определяется гуманистической парадигмой, приоритеты которой связаны с учетом индивидуальных особенностей ученика и удовлетворением его познавательных потребностей. Основной задачей учителя в рамках гуманистической парадигмы становится создание наиболее благоприятных условий для саморазвития личности обучаемого.
Второе направление обусловлено последующим переходом отечественной экономики на рыночное регулирование. Этот переход заметно повлиял на сферу образования и определил ее движение в направлении интенсификации и технологизации образовательных процессов. Основное внимание стало уделяться повышению эффективности обучения за счет сокращения траты материальных ресурсов и максимально быстрого выполнения постоянно меняющихся требований рынка труда.
Условия движения образовательного процесса в каждом из направлений зачастую являются взаимоисключающими, так как каждый учащийся является уникальной и неповторимой личностью, что требует от педагога творческого подхода и исключает полную алгоритмизацию его деятельности.
Противоречие между различными требованиями общества к системе образования является особенно острым при обучении учащихся естественнонаучным дисциплинам и, в первую очередь, физике: постиндустриальное общество, с одной стороны, требует от выпускника школы фундаментальных физических знаний, необходимых работнику любой современной производственной сферы, а с другой стороны, гуманизация и гуманитаризация образования определяют приоритетность удовлетворения индивидуальных потребностей ученика, иногда совершенно не связанных с физикой, что часто приводит к недостаточной естественнонаучной подготовке выпускника, негативно влияющей на его дальнейший социальный рост.
Таким образом, создание непротиворечивой концепции обучения физике, позволяющей одновременно технологизировать и гуманизировать учебный процесс, является актуальным.
Разработка такой концепции связана с разрешением ряда противоречий. Так, например, технологизация образования требует от ученых-методистов постановки диагностичных целей обучения, позволяющих алгоритмизировать деятельность учителя и за счет этого значительно повысить эффективность его работы. При разложении общих образовательных целей на частные диагностичные целевые компоненты и определении механизмов, позволяющих установить степень их достижения, начинает проявляться случайный, вероятностный характер педагогического процесса, приводящий к тому, что конечный результат не «попадает» в узкий диапазон четко определенной цели. Возникает противоречие между необходимостью постановки диагностичной образовательной цели и вероятностным характером получаемого результата.
Внедрение любой технологии требует унификации основных производственных операций, возможной только при одинаковых технологических свойствах предметов труда. Неповторимость каждого ученика сохраняет актуальность проблемы индивидуального подхода и делает проблематичным появление универсальной педагогической технологии, всесторонне описывающей алгоритм деятельности учителя. Компьютерная диагностика и дифференциация учащихся на ее основе еще раз убедительно доказывает, что сколь угодно алгоритмизированная, с каким угодно количеством ветвлений алгоритма педагогическая технология все же принципиально не устраняет необходимости творческого подхода учителя к своему труду. Поэтому можно сказать, что существует противоречие между требованиями унификации действий учителя, неизбежной при реализации педагогических технологий, и необходимостью разнообразия его деятельности при учете индивидуальных особенностей учащихся.
Взаимодействия только внутри системы «учитель - ученик» не могут привести к достижению общих образовательных целей, требующих обмена информационными и энергетическими потоками с окружающей социальной,
технической и природной средой. Расширение открытости дидактической системы приводит к уменьшению ее управляемости педагогом до полной утраты контроля за процессом развития как отдельных учащихся, так и социальных учебных групп. Становится очевидным противоречие между увеличением открытости дидактических систем и необходимостью управления их развитием.
Сформулированные выше противоречия при дальнейшем развитии образовательной системы начинают проявляться особенно отчетливо. Обнаруживается их принципиальная неразрешимость в рамках алгоритмизированного управления субъектами образования.
Кибернетика и теория управления, ограниченные областью исследования однозначно заданных и неизменных по структуре управляемых систем, не могут являться опорой при изучении спонтанных процессов самоорганизации. Невозможность использования математического аппарата и моделей, находящихся на уровне методологического обобщения, является одной из причин появления методик, описываемых преимущественно на эмпирическом уровне и требующих при своей реализации интуитивных творческих действий со стороны учителя. Это приводит к тому, что большинство идей по формированию механизмов саморазвития учащихся так и остается нереализованным. Дальнейшее внедрение новых информационных технологий в образовательный процесс не снижает остроты существующих противоречий, а напротив, все больше показывает ограниченность явно или неявно применяемых в дидактике кибернетических подходов, наиболее эффективных в управлении замкнутыми равновесными линейными системами.
Самоорганизующиеся открытые неравновесные системы являются предметом изучения синергетики. Рассматриваемые закономерности развития сложных систем и спонтанной кооперации их отдельных элементов приобретают фундаментальный, методологический характер, так как обнаруживаются в различных по своей природе системах, в том числе и в дидактических. Эти системы, так же как и синергетические, обладают свойствами открытости, нелинейности, стохастичности и способностью к самоорганизации. Однако, при переносе методов точных наук в гуманитарную область возни-
кают значительные проблемы, связанные с формализацией понятий и процессов развития дидактических систем. Поэтому дидактические системы целесообразно относить к синергетическим лишь условно, используя при их исследовании только общие методологические идеи и принципы синергети-ческой парадигмы.
С позиций синергетики перечисленные выше противоречия развития дидактической системы обучения физике определяются одним общим противоречием— противоречием между синергетической природой развития личности учащегося в процессе обучения и кибернетическим управлением этим развитием.
Это противоречие вызывает вопрос, составляющий проблему исследования: какими должны быть основные пути, способы и средства обучения, позволяющие учителю управлять процессами саморазвития учащихся при обучении физике?
Объект исследования: процесс обучения физике в средней школе.
Предмет исследования: управление саморазвитием учащихся в процессе обучения физике.
Цель исследования: научное обоснование и разработка концепции методики управления саморазвитием учащихся в процессе обучения физике.
Основные идеи исследования
Саморазвитие учащегося в процессе обучении физике в основном характеризуется его мотивационными и мыслительными аспектами, которые определяют интенсивность, направленность и характер учебно-познавательной деятельности учащихся.
Мышление учащегося, его мотивационная сфера являются самоорганизующимися системами, которым присущи нелинейность, стохастичность и открытость. В своем развитии они проходят ряд устойчивых и неравновесных состояний, зависящих от случайных внутренних и внешних флуктуации.
В дидактической системе можно выделить два вида информационных сигналов: кибернетические (системные, управляющие), направляемые учителем к объекту обучения, и хаотические, которые поступают к ученику
как субъекту обучения из всего внешнего мира и непосредственно не связаны с достижением образовательной цели, поставленной учителем.
4. Практическая реализация управления саморазвитием учащихся в процессе обучения физике возможна при условии регулирования хаотических взаимодействий учащегося с окружающей средой.
Гипотеза исследования:
В современных условиях информационного открытого общества управление процессами формирования мотивации учащихся к учебно-познавательной деятельности по физике и развития их мышления будет эффективным, если его реализовывать в соответствии с методикой обучения физике, построенной с учетом открытости, стохастичности и нелинейности внутренних процессов изменения мыслительных структур учащихся и их мо-тивационной сферы, включающей:
организацию внеурочной и внеклассной познавательной деятельности школьников по физике в единстве с классно-урочными методами и формами обучения;
использование массовых информационных источников, хаотично действующих на учеников во внеучебное время;
осуществление процесса обучения физике преимущественно по принципу «от общего к частному»; использование средств наглядности по принципу «от абстрактного к конкретному».
Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи:
Провести анализ научно-методической литературы по проблеме использования синергетических идей в развитии дидактических систем обучения физике.
Выявить синергетические закономерности развития мышления учащихся, их мотивационной сферы, а также социальных групп, возникающих при совместной учебной деятельности школьников, и обосновать необходимость их учета в процессе обучения физике.
Разработать концептуальные положения методики обучения физике, реализация которой позволит осуществлять эффективное управление
саморазвитием учащихся с учетом синергетических свойств мыслительных и мотивационных структур школьника.
Создать модель деятельности учителя физики по управлению саморазвитием мыслительных структур учащихся и их мотивации.
Создать методическую систему управления саморазвитием учащихся при обучении физике.
Разработать комплекс средств наглядности и физических задач для развития мышления учащихся в процессе обучения физике.
Провести педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования, апробацию разработанной концепции и основанных на ней моделей и учебно-методических материалов.
Методы исследования
Теоретические: анализ философской, естественнонаучной, научно-методической, технической, психолого-педагогической, научно-популярной литературы и средств массовой информации, имеющих отношение к теме исследования; обобщение массового и передового педагогического опыта, классификация, конструирование содержания учебного материала, моделирование дидактической системы и информационных процессов мышления; моделирование педагогических ситуаций, математические и статистические методы обработки результатов.
Экспериментальные: беседы с учащимися, родителями, студентами, учителями физики; их анкетирование и тестирование; наблюдение учебного процесса; изучение школьной документации и продуктов деятельности учащихся; рейтинговая оценка; педагогический эксперимент; личное преподавание в вузе и школе, на курсах повышения квалификации учителей физики.
Методологическую основу исследования составляют труды, посвященные:
- проблеме мышления (С.Л. Рубинштейн, Л.С. Выготский, Б.М. Велич-ковский, А.Н. Леонтьев, П.Я. Гальперин, Б.Г. Кедров) и проблеме его развития в учебной деятельности (В.В. Давыдов, Н.М. Зверева, И.Я. Лернер, А.В.Усова, Т.Н. Шамало, И.С. Якиманская);
проблеме организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся при изучении физики (СЕ. Каменецкий, И.С. Карасова, Р.И. Малафеев, В.П. Орехов, Е.В. Оспённикова, Н.С. Пурышева, В.Г. Разумовский, Ю.А. Сауров, Н.Н. Тулькибаева, А. В. Усова) и проблеме ее активизации (И.Я. Панина, А. К. Маркова, Г.И. Щукина, Г.П. Стефанова, А. П. Тряпицы-на, Л.А. Иванова);
вопросам формирования научного мировоззрения учащихся и отражения методологии научного познания в процессе обучения физике (Г.А. Бордовский, СВ. Бубликов, В.А. Извозчиков, А.С Кондратьев, В. Н. Князев, Н.В. Кочергина, В.В. Лаптев, А.Н. Мансуров, В.Н. Мощанский, В.В. Мулта-новский, Л.В. Тарасов, Н.В. Шаронова, Б.М. Яворский);
теории информации (С. Голдман, В. И. Корогодин, А. Д. Урсул, Ю. А. Шрейдер, К.ЦІЄШЮН, У. Р.Эшби);
кибернетике и теории управления (Н. Винер, В. М. Глушков, Э. Б. Ли) и, в частности, управлению системами образования (Г. А. Бордовский, В. Н. Калинин, Н. В. Кузьмина, Н.Ф. Талызина, Т. И. Шамова);
теории функциональных систем (Н. М. Амосов, П. К. Анохин);
синергетике (В.И. Аршинов, В.Г. Буданов, В.В. Василькова, А. Е. Ге-рович, И. В. Пригожий, Ю. М. Романовский, Е.Н. Князева, СП. Курдюмов, А.Ю. Лоскутов, Д. С. Чернавский, Г.Хакен);
проблемам групповой саморегуляции (Дж. Аткинсон, В. Г. Асеев, Л.И. Божович, Е. П. Ильин, Р. Л. Кричевский, А. Маслоу, X. Хекхаузен, П.М. Якобсон).
Логика и основные этапы исследования
Диссертационная работа является итогом многолетних исследований автора, проведенных с 1991 по 2006 год. В этот период автор работал учителем физики в средней школе с. Ольховка Курганской области Шадринского района, затем в школе № 66 г. Екатеринбурга, преподавателем на кафедре методики преподавания физики и ТСО Уральского государственного педагогического университета, лектором на курсах повышения квалификации учителей физики при УрГПУ, преподавателем факультета довузовского образо-
вания Уральского государственного технического университета (УГТУ-УПИ).
Первый этап исследования (1991 - 1998г.г.) заключался в методологическом и теоретическом обосновании предмета и объекта исследования, в анализе литературы по философии, психологии, дидактике, педагогике, методике преподавания физики, теории информации, теории функциональных систем, кибернетике, теории управления.
Этот этап включал в себя:
составление библиографии исследования и анализ основных аспектов проблемы с точки зрения ее разработанности в базисных науках;
обоснование центральных идей, постановку основных целей и конкретных задач исследования;
разработку стратегии исследования, определяющей организацию и проведение поискового эксперимента;
изучение и обобщение массового и передового опыта работы школ и педагогов, отражающего состояние обучения физике в рамках исследуемой проблемы;
выявление дидактических возможностей содержания курса физики для создания методики по управлению саморазвитием мышлением школьников и их мотивационной сферы.
Второй этап (1999 - 2003 г.г.) заключался в изучении проблемы учета синергетических свойств развиваемых субъектов обучения в школьной практике и в создании концепции методики управления саморазвитием школьников в процессе обучения физике.
В ходе выполнения этого этапа исследования было проведено:
анкетирование, тестирование учителей, учеников и их родителей с целью выявления внутренней мотивации школьников к учебной деятельности и характеристик внешней мотивации социальных групп учащихся;
социометрическое и референтометрическое изучение школьных коллективов для определения средней референтности социальных групп с позитивными установками к учебной деятельности;
анализ возможностей и средств для изучения закономерностей процесса формирования теоретического мышления школьников при обучении физике;
создание модели дидактической системы, позволяющей учитывать синергетический характер взаимодействия ее элементов;
создание информационной модели мышления для объяснения процессов появления мыслительных новообразований и определения путей для их интенсификации;
формулировка основных принципов управления саморазвитием си-нергетическими элементами дидактической системы с учетом их кибернети-чески-синергетической двойственности и противоречивости;
разработка методики обучения физике на основе созданной синерге-тической концепции управления саморазвитием учащихся.
Третий этап исследования (2004 - 2007 г.г.) включал в себя изучение эффективности предлагаемой методики и ее основных теоретических предпосылок при постановке формирующего и контрольного экспериментов.
Целью проведения этого этапа явилось:
создание дидактических материалов, требуемых для практической реализации разработанной методики (создания сборника физических задач на основе художественных сюжетов, учебных видеофильмов, компьютерных моделей и т.д.);
определение влияния разработанной методики обучения физике в средней школе на развитие теоретического мышления школьников, на их внутреннюю мотивацию, на социальные установки общественных групп школьников;
разработка методических рекомендаций и курсов для студентов и учителей физики по созданию условий для саморазвития школьников в процессе обучения физике.
Научная новизна работы заключается в следующем. 1. Обоснована необходимость учета и использования нелинейности, стохастичности, открытости дидактических систем при создании условий для
управления саморазвитием мышления учащихся, их мотивационной сферы в процессе обучения физике.
2. Разработана концепция методики обучения физике, в соответствии с которой результат развития и обучения школьника определяется его вероятностными, стохастичными и нелинейными внутренними процессами, а управление саморазвитием учащегося заключается в создании организационно-педагогических условий.
Основные положения разработанной концепции формулируются следующим образом:
- непосредственное управление саморазвитием мышления ученика и
его мотивацией к изучению физики, которое однозначно обусловливает ко
нечный результат, целесообразно только на начальных стадиях развития
мыслительных структур и мотивации учащихся при ограничении внешних
информационных потоков и малоэффективно при дальнейшем расширении
социальных взаимодействий обучающихся, что означает целесообразность
преимущественного использования фронтальных форм и репродуктивных
методов при начальной организации учебно-познавательной деятельности
учащихся и необходимость применения групповых, коллективных форм и
творческих методов на последующих этапах обучения физике;
- достижение конечной образовательной цели процесса обучения физи
ке осуществляется при поэтапном снятии информационных ограничений и
обеспечении конечного максимального разнообразия действий внешней сре
ды, включающего средства массовой информации и социальные взаимодей
ствия;
- процессы саморазвития когнитивно-репрезентативных структур
мышления учащихся, их мотивационной сферы при создании соответствую
щих условий приводят к появлению внутренних структур саморегуляции. В
этом случае развиваемые системы становятся функциональными, саморегу
лирующимися системами, так как они переходят в новое качество, характе
ризующееся способностями к преобразованию внешней среды для поддер
жания своих жизненно важных параметров.
3. Предложена модель деятельности учителя физики по управлению саморазвитием мыслительных структур учащихся и их мотивации. В модели предлагаются цели, средства, действия и результат на ориентировочно-мотивационном, поисково-исследовательском, практическом и рефлексивно-оценочном этапах целостного учебного цикла.
Основными особенностями предложенной модели являются:
комплексное использование средств наглядности и учебного физического эксперимента по принципу «от абстрактного к конкретному», тематическое планирование учебного материала преимущественно по принципу «от общего к частному», опережающее использование информационно-структурных обобщающих блоков учебного материала, системное применение физических задач с использованием абстрактных компьютерных моделей, натурного эксперимента, художественных произведений и популярных видеофильмов;
целостность всей учебно-познавательной системы обучения физике, которая обеспечивается комплексом классно-урочных форм обучения и широким спектром внеклассных, внеучебных мероприятий, позволяющим реализовать последовательное повышение креативности познавательной деятельности учащихся от выполнения репродуктивных заданий до творческих проектов;
создание высокой внешней мотивации учащихся к изучению физики, определяемой зависимостью социального статуса ученика в классе и в школьном коллективе от успехов в изучении физики, пониманием школьником значения физической науки в прогрессе человечества, в повышении обороноспособности и конкурентоспособности государства, зависимости успехов своей профессиональной деятельности от качества физического образования;
организация интенсивного кооперативного и конкурентного взаимодействия между учащимися и их социальными группами в ходе всего учебно-воспитательного процесса при обучении физике, стимулирующая переход внешней мотивации во внутреннюю.
Теоретическая значимость работы заключается в следующем:
Кибернетические принципы управления дидактической системой, сформулированные В.П. Беспалько, дополнены новыми принципами (первоначального ограничения информационного взаимодействия обучаемой системы с внешней средой; повышения значимости устойчивых состояний системы в процессе ее развития, обеспечения максимального разнообразия действий обучающей среды), учет которых при практической учебно-воспитательной деятельности учителя физики позволяет обеспечить эффективное саморазвитие учащихся в процессе обучения физике.
Выделены виды информационных сигналов (кибернетические и хаотические), воспринимаемых субъектами обучения; определено их место в процессах саморазвития учащихся при обучении физике.
Предложена интерпретация развития мотивации учебно-познавательной деятельности учащихся по физике как синергетического процесса формирования направленности мотивации, имеющего внутреннюю и внешнюю составляющие. Это позволяет определять средства для эффективного развития мотивации учащихся к изучению физики.
Расширены основания для классификации физических задач по их целевому использованию: при первоначальном ограничении информации и при обеспечении максимального конечного разнообразия действий окружающей среды на субъекта обучения.
Предложены новые приемы использования средств массовой информации для формирования критического мышления учащихся при обучении физике, основанные на применении художественной литературы, кинофильмов, компьютерных игр и Др.
Обоснована необходимость планирования и реализации целостной открытой системы классно-урочных, внеурочных и внеклассных форм обучения физике для эффективного саморазвития учащихся с учетом воздействия на них окружающей информационной среды.
Практическая значимость работы определяется тем, что в результате выполненного исследования:
предложена методика обучения физике, разработанная в соответствии с концепцией управления саморазвитием учащихся, применение которой позволяет интенсифицировать процессы саморазвития мышления учеников и их мотивации к изучению физики;
разработаны методические рекомендации учителям физики по реализации методики управления саморазвитием школьников;
- разработана программа «Методика управления саморазвитием
школьников при обучении физике» для курсов повышения квалификации
учителей физики и для студентов педагогических вузов;
- разработан и опубликован сборник физических задач на основе лите
ратурных сюжетов и созданы учебные видеофильмы по физике на основе по
пулярных художественных фильмов и компьютерных игр, использование ко
торых позволяет активизировать самостоятельную познавательную деятель
ность учеников во внеурочное время.
Внедрение предложенных разработок в практику работы школ, педагогических вузов и курсов повышения квалификации учителей физики имеет большое практическое значение, так как позволяет повысить эффективность образовательного процесса по физике в средней школе.
Апробация и внедрение результатов исследования Основные результаты диссертации были представлены и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и симпозиумах: на межвузовской научно-методической конференции «Естественные науки в педвузе и школе» (Екатеринбург, 1995), на XXIX зональном совещании преподавателей педвузов Урала, Сибири и Дальнего Востока «Инновационные процессы в подготовке будущего учителя физики» (Екатеринбург, 1996), на всероссийской конференции «Проблемы учебного физического эксперимента» (Глазов, в 1996, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005г.г.), на научно-практической конференции «Пути повышения прочности знаний и развитие учащихся в процессе обучения физике» (Курган, 1997), на XXXII зональной конференции педвузов Урала, Сибири и Дальнего Востока «Воспитание патриотизма, гражданственности и нравственности в профессиональной подготовке учителя физики» (Екатеринбург, 1999), на XXXIII зональном семинаре-
совещании преподавателей физики, астрономии и технологических дисциплин педвузов Урала, Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 2000), на международной научно-практической конференции «Повышение эффективности подготовки учителей физики, информатики, технологии в условиях новой образовательной парадигмы» (Екатеринбург, в 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 г.г.), на республиканской научно практической конференции «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов» (Челябинск, 2001), на VI международной конференции «Физика в системе современного образования» (Ярославль, 2001), на международной научно-практической конференции «Содержательно-знаковая наглядность в системе креативного обучения физике» (Самара, 2003), на всероссийской научно-методической конференции «Обучение физике в школе и вузе в условиях модернизации системы образования» (Н. Новгород, 2004), на Восьмой международной конференции «Физика в системе современного образования (ФССО-05)» (Санкт-Петербург, 2005), на международной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» (Москва, 2006), на всероссийской научно-методической конференции «Фундаментальные науки и образование» (Бийск, 2006) и др.
Практические результаты исследования были апробированы в ходе работы автора и студентов физического факультета в школах г. Екатеринбурга, Свердловской, Курганской и Пермской областей, при работе с учителями физики г. Екатеринбурга, Свердловской, Курганской областей, ХМАО и ЯМАО.
На защиту выносятся следующие положения:
Саморазвитие учащихся при обучении физике в основном характеризуется процессами формирования новообразований личности в мотиваци-онной и мыслительной сферах, которые достаточно полно определяют интенсивность и характер сознательных преобразовательных действий учащегося по изменению окружающей внешней среды в ходе учебно-познавательной деятельности.
Мотивационная и мыслительная сферы развития личности учащихся являются открытыми нелинейными и стохастичными системами, изменяю-
щимися в условиях хаотичных интенсивных информационных воздействий внешней среды (в том числе средств массовой информации и окружающего социума).
В процессе обучения физике, направленном, на саморазвитие учащихся, можно выделить два этапа: на первом предполагается осуществлять кибернетическое управление развитием ученика, возможное только при информационном ограничении взаимодействий обучаемого с внешней средой, на втором - создавать максимально благоприятные условия для интенсификации синергетических процессов саморазвития личности обучаемого, заключающиеся в повышении разнообразия обучающей среды. При этом должны реализоваться требования к использованию средств, форм и методов обучения физике, соответствующие специфике каждого этапа.
Использование сочетания абстрактных моделей и учебного физического эксперимента на основе современных мультимедийных средств и компьютерных технологий, осуществляемое по принципу «от общего к частному» и «от абстрактного к конкретному» в последовательности «абстрактная модель явления —> знаковая наглядность -> натурный эксперимент -» явления природы» позволяет обеспечить постепенное повышение разнообразия действий обучающей среды на учащихся и более эффективно формировать их мышление.
Формирование физических понятий у учащихся при решении физических задач осуществляется эффективно, если после первоначального решения предложенного учителем комплекса абстрактных задач, направленного на формирование обобщенного алгоритма действия, обеспечить учащимся возможность самостоятельного выбора самого широкого спектра задач, созданных на основе жизненного опыта, содержания видеофильмов, художественных произведений и других средств массовой информации, хаотично действующих на учеников во внеучебное время (телевидение, кинофильмы, книги, газеты, радио, компьютерные игры).
Повышение внутренней мотивации учащегося к изучению физики возможно только при высокой внешней мотивации к учебно-познавательной деятельности, во многом определяемой окружающим его социумом. Пози-
тивное воздействие этого социума на ученика в процессе обучения физике осуществляется в процессе организации интенсивных внутригрупповых кооперационных взаимодействий и постоянного расширения общественных взаимодействий коллектива школьного класса на основе кооперации и конкуренции с другими учебными коллективами в последовательности: индивид -> диада (парные лабораторные работы) -» группа (групповые проекты и задания, соревнования) -» референтная группа (конференция, диспут) -> коллектив (КВН, физическая олимпиада) -> школа (физический вечер, викторина, слет исследователей природы и т.д.) -> общество (интернетшколы, физические олимпиады, экскурсии).
7. Для эффективного саморазвития учащихся в современных условиях процесс обучения физике должен быть организован как целостная открытая система классно-урочных, внеурочных и внеклассных форм обучения с учетом воздействия на субъектов обучения окружающей информационной среды.
Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и библиографии. Общий объем составляет 386 страниц и содержит 17 таблиц, 58 рисунков. Библиография включает 398 источников, из которых 55 (с 278 по 333) опубликовано автором.
Главы 1 и 2 посвящены вопросам создания концепции методики обучения физике по управлению саморазвитием учащихся.
В главах 3, 4 и 5 описывается реализация концепции управления саморазвитием мышления учащихся, и их мотивационной сферой в процессе обучения физике.
Синергетический подход к решению основных противоречий современного образования
В современном образовании существует противоречие между требованиями общества к подготовке выпускника и возможностями образовательной системы. Это противоречие лежит в основе диалектического движения образовательной системы, оно обусловливает ее постоянное изменение и развитие. Разумный консерватизм системы образования до недавнего времени позволял произвести проверку жизнеспособности различных инноваций. Большая «инерционность» системы устраняет опасность резкого изменения направления ее развития в соответствии с модными, но нежизнеспособными и поэтому ко-роткоживущими педагогическими инновациями. Однако возрастание темпов развития общества, связанное с «информационной революцией», привело к ситуации, когда отставание сферы образования от общих темпов развития других сфер человеческой деятельности приближается к опасной границе, после перехода которой противоречия из движущей силы развития образования превращаются в тормоз развития всего общества.
В современных исследованиях системы российского образования выделяются три группы противоречий: противоречия ресурсов, противоречия несоответствия и противоречия сознания [41,42].
Противоречия ресурсов проявляются в процессе финансово-экономического, правового, кадрового обеспечения образования: требуемые обществом изменения в системе образования материально не подкрепляются, а развитие образовательной системы предполагается за счет ее внутренних ресурсов, что, естественно, значительно замедляет темпы этого развития. Углубление этого противоречия является индикатором общей недооценки российским обществом и его политическими институтами огромного значения образования (особенно естественнонаучного) в решении как современных, так и будущих экономических, политических, оборонных и других проблем. Рассмотрение путей разрешения этого противоречия не входит в задачи нашего исследования, но все же отметим, что проблема материально-технического, кадрового обеспечения является сверхактуальной.
Противоречия несоответствия возникают при взаимодействии системы образования с социальными институтами: обнаруживается невозможность удовлетворения образовательных потребностей общества традиционными методами и формами обучения.
Противоречия сознания являются внутренними противоречиями самой образовательной системы: они возникают при изменении отдельных ее элементов. Эти подвергшиеся инновации элементы вступают в конфликт с более консервативными или изменяющимися в другом направлении элементами. Так, например, цели развивающего и личностно ориентированного обучения вступают в противоречие с формами оценки знаний выпускников, предлагаемыми в центральном тестировании (ЦТ) и едином государственном экзамене (ЕГЭ).
На противоречиях несоответствия и сознания остановимся более подробно. Среди основных из них можно отметить противоречия между увеличением объема информации, составляющего содержание обучения, и ограниченным ресурсом времени на его усвоение; между необходимостью организации творческой деятельности учащихся и репродуктивным характером сложившихся форм и методов обучения; между происходящим бурным внедрением новых информационных технологий в процесс обучения и консервативностью образовательной системы; между массовым характером обучения и необходимостью учета индивидуальных особенностей учащихся и т. д.
Дальнейшее обобщение позволяет нам объединить эти противоречия в единое несоответствие между стремлением образовательной системы к статическому состоянию и динамической природой поставленных целей.
Действительно, содержание образования стремится охватить некий конечный информативный инвариант, усвоение которого позволит сформировать требуемые качества личности ученика, а образовательные технологии будут содержать алгоритм усвоения этого содержания, тогда как цель образования (воспитание творческой личности и ее развитие, удовлетворение потребностей) непрерывно меняется. Понятно, что алгоритм достижения «динамической» цели не может быть застывшей последовательностью однозначно описанных действий.
Анализ взаимосвязи понятий «развитие» и «саморазвитие» с позиций синергетической теории
В соответствии с современными тенденциями развития образования происходит смещение образовательных целей с усвоения конечного объема знаний на создание условий для развития способностей учащегося и удовлетворение его индивидуальных потребностей. В соответствии с новыми целями ведется большое количество исследований, посвященных развитию каких-либо личностных качеств, способностей, свойств (мышления, познавательного интереса, креативности, творческих способностей, воображения и т.д.). Под «развитием» чаще всего понимается конечный результат. В том случае, когда речь идет о «развитии» как процессе, он априори понимается авторами как управляемый, однозначно зависящий от управляющего субъекта. В реальности изменения личностных внутренних качеств обучаемого зависят от множества внешних случайных, непредсказуемых факторов и внутренних, принципиально ненаблюдаемых и не проявляющихся извне процессов.
Таким образом, развитие понимается как закрытый процесс, описываемый понятиями классической кибернетики и теории управления, тогда как полученный результат всякий раз доказывает свою зависимость не только от внешней среды, но и от внутренних процессов, и более точно описывается через понятия синергетики, изучающей открытые, неравновесные системы.
Зависимость изменений личности от внутреннего состояния, определяющего характер и интенсивность ее взаимодействий с внешним миром, наводит на мысль о целесообразности замены понятия «развитие» понятием «саморазвитие», как более точно характеризующим образовательные процессы.
Однако, без установления четкого отличия между понятиями такая безоговорочная замена не только ничего не дает, но и вводит в заблуждение (как модная замена слова «учащийся» словом «обучающийся» без всяких изменений позиции ученика в учебном процессе).
Уточним определение понятия «саморазвитие».
Как отмечают А.Н. Макарова и И.А. Шаршов, «исчерпывающей трактовки понятия «саморазвития» не дается ни в философских, ни в психолого-педагогических словарях и энциклопедиях» [167, с.П], тогда как понятие «саморазвитие» встречается в огромном количестве трудов, посвященных самым различным аспектам образовательного процесса. А.Н. Макаровой и И.А.Шаршовым сделан краткий обзор идей научных педагогических и психологических школ, так или иначе рассматривающих проблемы саморазвития учеников [Там же]. В этом обзоре упоминается свыше 30 исследователей, среди которых можно назвать П.П. Блонского, Л.И. Божович, Л.С. Выготского, А.Н. Леоньтьева, А.В. Петровского, С.Л. Рубинштейна, Р. Бернса, А. Маслоу.
На основе анализа, сделанного А.Н. Макаровой и И.А.Шаршовым, и собственного анализа работ, нами выделено две основные характеристики процесса личностных изменений, по которым большинство исследователей определяет отличия между развитием и саморазвитием:
1. Осознание учащимися процесса самоизменения.
2. Соотношение внешних и внутренних сил, вызывающих изменение учащегося.
Рассмотрим каждую из этих характеристик более подробно.
Т. Грининг, Н.Ш. Чинкина, А.Н. Макарова, И.А.Шаршов считают, что саморазвитие является осознаваемым процессом: «саморазвитие личности -это сознательный процесс личностного становления с целью эффективной самореализации на основе внутренне значимых устремлений и внешних влияний» [167. с.19]. Если же изменения качеств личности ею не осознаются, то они характеризуются понятием «развитие».
Можно согласиться, что если самоизменение осознается личностью, то это свидетельствует о саморазвитии, но нельзя считать, что саморазвития нет, если процесс изменения идет на подсознательном уровне. Действительно, если ученик активно интересуется, например, космонавтикой, и при удовлетворении этого интереса он учится работать с литературой, делать обобщения, приобретает опыт социального общения, то такой процесс, наверное, можно назвать саморазвитием, так как при этом осуществляется самореализация на основе «внутренне значимых устремлений». Но эти внутренние устремления могут быть, и чаще всего являются, неосознаваемыми, ребенок занимается именно этим делом не потому, что приобретенные в результате умения и знания могут оказаться ему полезными в дальнейшей жизни, а потому, что «это просто интересно».
Мышление учащихся как саморазвивающаяся когнитивная структура
В настоящее время возможности синергетического подхода к изучению когнитивных процессов наиболее интенсивно рассматриваются на двух уровнях, сформулированных Е.Н. Князевой как «уровень нейрофизиологических механизмов деятельности мозга, уровень материально-сигнальный» и «уровень исследования продуктов, результатов деятельности мозга - перцептуальных и ментальных образований» [121, с.91]. В контексте нашего исследования предметом изучения является процесс формирования «перцептуальных и ментальных образований», возникающих в сознании учащегося в виде физических понятий и представлений.
Основное принципиальное отличие «учебных» новообразований от любых других перцептуальных и ментальных образований заключается в том, что в ходе обучения рассматривается не процесс самоорганизации мозга сам по себе, а самоорганизации под воздействием внешней среды, целенаправленно использующей материальные, энергетические и информационные потоки. Е.В. Оспенникова отмечает, что «вне обогащающего сознание индивида информационного обмена с окружающей его средой и систематической практики этого обмена прогрессивных изменений в его личности быть не может» [205, c.95]. Далее она пишет, что «информационная активность индивида (потребление и осмысление новой информации, ее систематизация и обобщение, процессуальное освоение) - источник и причина развития его личности» [Там же].
Отмечая далее, что причинно-следственные отношения процессов обучения, развития и воспитания носят сложный характер, Е.В. Оспенникова не рассматривает дальнейшее развитие системы, когда воспитание и развитие как внутреннее состояние системы определяет характер ее дальнейшего информационного взаимодействия, что свидетельствует о циклической взаимосвязи информационных, воспитательных и развивающих процессов. Дальнейшее рассмотрение изменения обучаемых систем свидетельствует, что наличие информационного взаимодействия с окружающей средой является необходимым, но совсем недостаточным условием для развития обучаемого.
Приведем пример формирования понятия «взаимодействие тел» в курсе физики 7 класса- Несомненно, что это понятие складывается в сознании (и/или в подсознании) ребенка и без обучения в ходе жизнедеятельности, из средств массовой информации и т.д. Процесс формирования понятия имеет синергетический характер и зависит от случайных воздействий внешней среды и внутренних флуктуации мыслительных процессов. Но будет ли в этом случае формируемое понятие научным, окажет ли оно значительное развивающее действие, и повлияет в дальнейшем на формирование научного мировоззрения подростка? Скорее всего - нет.
В том случае, когда формирование понятия «взаимодействие» осуществляется целенаправленно в ходе изучения физики, синергетический характер этого процесса, конечно же, сохраняется. Учитель, так же как средства массовой информации, товарищи, родители и т. д., является для мыслительной системы ученика всего лишь одним из воздействующих на нее внешних факторов. По интенсивности и времени непосредственного действия на ученика обучающее влияние учителя никак нельзя назвать самым большим. Поэтому воздействие учителя может быть просто не замечено, проигнорировано учеником как внешний, малозначительный шум. Тем не менее, несмотря на свою энергетическую ничтожность по сравнению с действием остальной внешней среды, действия учителя могут значительно изменить вектор дальнейшего саморазвития учащегося, но только в том случае, если они не будут конкурировать с другими внешними информационными потоками, а будут перестраивать саму мыслительную, когнитивную систему ученика.
Уже в 7 классе, задолго до изучения законов Ньютона, необходимо сформировать у школьника существенные признаки понятия взаимодействия, связанные с наличием обязательно двух взаимодействующих материальных объектов и симметричности их действия друг на друга. В этом случае формирование понятия взаимодействия приводит к усложнению взаимосвязей между многими другими понятиями в сознании учащегося, так как способствует пониманию фундаментальных свойств материи, проявляющихся во всех формах ее движения. Такое обучение будет изменять ученика, увеличивать его возможности по осмыслению и переработке всей дальнейшей поступающей информации. Воздействие учителя в данном случае ведет не столько к увеличению сведений, известных ученику, сколько к усложнению внутренней структуры мыслительной системы учащегося, к увеличению количества внутренних связей между уже имеющимися сведениями.
