Разработка видеолекций по теоретической механике
| Вид материала | Документы |
- Физико-метематические науки Шифр специальности, 4696.85kb.
- Опроведении видеолекций методической службой издательства бином для учителей информатики,, 71.62kb.
- 22 Физико – математические науки, 497.41kb.
- Ф. Г. Шигабутдинов Зам председателя А. З. Камалов Секретарь А. М. Тартыгашева Первое, 261.12kb.
- Физические основы механики, 237.04kb.
- Лекций: 24 Практических: 0 Лабораторных 10 Вариационные методы в механике деформируемого, 18.67kb.
- Лекций: 20 Практических: 14 Лабораторных 0 Основы математического и компьютерного моделирования, 32.86kb.
- Задачи по теоретической механике из методичек Тарга для заочников: Решения по термеху, 27.16kb.
- Ессам управления (В 2011 году Российский семинар по механике и процессам управления, 19.4kb.
- Контрольная работа по теоретической механике на тему «Элементы строительной механики, 452.34kb.
К.Ю. Сушкин
Субъектный опыт учителей физики:
методика формирования понятий
Сегодня идеи смыслообразования в учебном процессе приводят многих исследователей к использованию личностно-смысловой модели обучения (по классификации тех же ученых). Эта модель усматривает «смысл обучения в смыслообразовании» и предпочитает «матрицу объективированных смыслов знаниевой или другой матрице как основу содержания учебного процесса». Одной из идей этой модели следует считать окультуривание смыслами субъектного опыта учащегося, причем «в смысловом поиске учащемуся отдается предпочтение».
«Признание субъектного опыта важнейшей ценностью образования ставит перед образовательным процессом, по крайней мере, две основные задачи: 1) раскрыть содержание, функции, источники субъектного опыта ребенка, формы его репрезентации; 2) максимально опираясь на субъектный опыт через обучение, выявить индивидуальность, спроектировать и организовать условия для ее проявления, становления в процессе развития, т.е. определить индивидуальную образовательную траекторию ученика» [1, 6-7]).
В структуру содержания субъектного опыта И.С. Якиманская относит: «1) предметы, представления, понятия; 2) операции, приемы, правила выполнения действий (умственных и практических); 3) эмоциональные коды (личностные смыслы, установки, стереотипы). Все эти составляющие могут быть представлены по-разному, но обязательно во взаимосвязи».
В данной статье речь пойдет об изучении одного аспекта субъектного опыта учителя физики, связанного с методическим объектом «определение угловой скорости». Обращение к субъектному опыту именно учителя вызвано, прежде всего, пониманием этого опыта в качестве результата и педагогической деятельности, и методической подготовки в педвузе в бытность студентом.
Задачами изучения профессиональной составляющей субъектного опыта молодых и опытных учителей являются: 1) понимание психологических этапов формирования физических понятий, в частности последовательности основных понятий механики в текстах школьных учебников физики; 2) выявление знаний о содержании (трактовки, последовательность, методики и др.) школьных учебников физики; 3) выяснение, используют ли школьные учителя методические рекомендации, разработанные авторами для разъяснения методических замыслов собственных учебников.
Для достижения указанных задач проводилось анкетирование учителей физики 34 из 36 школ г. Таганрога. Сразу отметим, что полученные результаты вызвали интерес к распределению ответов в зависимости от педагогического стажа учителя физики.
Задача - понимание психологических этапов формирования физических понятий, в частности последовательности основных понятий механики в текстах школьных учебников физики – решалась нами на двух уровнях: на уровне распознавания и на уровне действия.
Результаты выполнения первого задания позволили понять, могут ли учителя распознать в разных текстах школьного учебника физики описания физических понятий в соответствии с разными психологическими этапами их формирования.
Задание № 1. Формирование любого понятия используется в соответствии с психологическими этапами формирования понятий: 1) вводится образ восприятия (первое впечатление), 2) представление (набор значимых образов), 3) предпонятие, 4) собственно понятие – формулируется определение и организуется работа по его применению.
Учителям предлагалось изучить конкретизирующий пример (здесь его не приводим), а затем предлагалось выполнить следующее задание.
Ниже приведены 6 текстов, имеющие отношение к теме «Кинематика твердого тела». Прочитайте их и распределите по психологическим этапам формирования понятия угловая скорость (укажите порядок их следования соответствующей нумерацией). Лишний текст зачеркните.
1.1. Пусть тело вращается равномерно, т.е. за любые равные промежутки времени поворачивается на одинаковые углы. Быстрота вращения тела зависит от угла поворота радиуса вектора, определяющего положение одной из точек твердого тела за данный промежуток времени; она характеризуется угловой скоростью (правильный ответ 3).
1.2. Скорость любой точки окружности точильного круга при неизменном числе оборотов в единицу времени меняется только по направлению, оставаясь постоянной по модулю. Если бросить камень под углом к горизонту, то его скорость меняется и по модулю, и по направлению.
1.3. Вращательное движение вокруг неподвижной оси – еще один частный случай движения твердого тела. Вращательным движением твердого тела вокруг неподвижной оси называется такое движение, при котором все точки тела описывают окружности, центры которых находятся на одной прямой, называемой осью вращения, при этом плоскости, которым принадлежат эти окружности, перпендикулярны оси вращения (правильный ответ 1).
1.4. Угловой скоростью тела при равномерном вращении называется величина, равная отношению угла поворота тела
к промежутку времени 
, за который этот поворот произошел (правильный ответ 4).1.5. В технике такой вид движения встречается очень часто: например, вращение валов двигателей и генераторов, турбин и пропеллеров самолетов (правильный ответ 2).
1.6. Движение точки по окружности или дуге окружности довольно часто встречается в природе и технике. Приблизительно по окружности движется Луна вокруг Земли; дуги окружности описывают различные точки самолета во время виража, автомобиля при повороте, поезда с закруглением дороги и т.д. поэтому знакомство с таким движением имеет большое значение.
1.7. Не могу выполнить это задание.
Тексты 1.2 и 1.6 не относятся к понятию «угловая скорость», а поэтому при выполнении задания их необходимо было исключить. Их выбор учителем говорит о низком уровне понимания смысла «этапов», «не выбор» этих текстов рассматривается нами как распознавание со знаком «минус». Пункт 1.7 предлагал учителю отказаться от ответа на первое задание, такого выбора учителя не сделали.
В таблице 1 систематизированы результаты ответов учителей физики.
Анализ полученных данных позволил сделать следующие выводы.
1. Большинство школьных учителей физики не устанавливают взаимосвязи между текстами описания физических понятий и психологическими этапами формирования понятия. Поскольку учителя физики активно работают с текстами школьного учебника физики, то делаем вывод о пассивном использовании ими учебных пособий по курсу теории и методики обучения физике.
2. Этап собственно понятия распознается большинством учителей физики (85,3 %). Хуже всего распознается этап представления (11,8 %). Эти выводы могут быть объяснены следующим образом. Не редко учителя под процессом формирования понятия имеют в виду «произнесение определения понятия», как бы забывая о других этапах. Лишь опытные или вдумчивые учителя осознают необходимость создания образа восприятия понятия, а, иногда и представления, но организуют соответствующую деятельность, пользуясь интуитивными представлениями о формировании понятия.
3. На уровне полного распознавания всех психологических этапов формирования понятий находятся лишь 2,9 % всех проанкетированных учителей физики, распознают большинство этапов – 17,6 %. Складывая эти данные, получаем: имеют представление о процессе формирования понятий 20,5 %. Считаем, что они справились с данным заданием.
Таблица 1
Распределение ответов учителей физики по распознаванию психологических этапов формирования
физических понятий в зависимости от педагогического стажа
| Психологические этапы формирования понятия «угловая скорость» | с заданием не справились | выполнение менее 30 % | 54,5% (6) | 20% (3) | 0% (0) | 0% (0) | 26,5% (9) | |
| выполнение от 30 % до 60 % | 27,3% (3) | 46,7% (7) | 100% (5) | 100% (3) | 52,9% (18) | |||
| с заданием справились | частич но, более 60% | 9,1% (1) | 33,3% (5) | 0% (0) | 0% (0) | 17,6% (6) | ||
| полностью | 9,1% (1) | 0% (0) | 0% (0) | 0% (0) | 2,9% (1) | |||
| распознаны по отдельности | со знаком «-» | образ восприятия «центростремительное ускорение» | 18,2% (2) | 26,7% (4) | 0% (0) | 0% (0) | 17,6% (6) | |
| образ восприятие «ускорение» | 45,5% (5) | 60% (9) | 40% (2) | 0% (0) | 47,1% (16) | |||
| со знаком «+» | собственно понятие | 72,7% (8) | 100% (15) | 60% (3) | 100% (3) | 85,3% (29) | ||
| предпонятие | 36,4% (4) | 66,7% (10) | 40% (2) | 66,7% (2) | 52,9% (18) | |||
| пред став ление | 9,1% (1) | 6,7% (1) | 40% (2) | 0% (0) | 11,8% (4) | |||
| образ восприятия | 9,1% (1) | 6,7% (1) | 40% (2) | 33,3% (1) | 14,7% (5) | |||
| Стаж работы | 0-15 (11) | 16-30 (15) | 31-45 (5) | Не указали стаж (3) | все вместе (34) | |||
4. Учителя были условно разделены на три категории в соответствие с педагогическим стажем работы. Учителя физики, имеющие стаж от 16 до 31 года, в целом лучше других (33,3 %) категорий учителей распознают психологические этапы формирования понятия - видимо, они и действуют в соответствии с ними. Ниже приведены характеристики этих категорий учителей физики.
Педагогический стаж работы до 15 лет включительно.
9,1 % учителей (стаж 13 лет) полностью распознают методический объект «методика формирования физического понятия», а следовательно, понимают смысл психологические этапы формирования понятия.
18,2 % учителей (стаж работы от 13 до 15 лет) с данным заданием в целом справились – считаем, что они понимают поэтапные задачи процесса формирования понятий.
Частично выполнили задания, но целиком с заданием не справились – 27,3 % (стаж работы 14, 11 и 0, где стаж работы 0 учитель имеет диплом с отличием квалификации «физика с дополнительной специальностью математика»).
Задание не выполнили 54,5 % учителей данной категории (18,2 % не выполнили ни одного задания (стаж 0 и 12), а 36,3 % – порог правильных ответов не превысил 30 % (стаж 4, 10, 12, 15)).
Педагогический стаж работы от 16 до 30 лет включительно.
Никто из учителей этой возрастной категории полностью не распознали методический объект, выраженный в психологических этапах его формирования (0 %). Частично с заданием справились 33,3 % (стаж 21, 23, 23, 30, 30 лет), считаем, что они понимают смысл психологических этапов формирования понятия. Объяснить, почему никто из учителей данной категории – опытных и энергичных – не справились с полностью с данным заданием, можно, во-первых, отсутствием в учебниках по «методике», по которым эти учителя учились «методике» будучи студентами, описаний психологических этапов формирования понятий – этапы были организационные и не отражали сути формирования понятия. Во-вторых, 0 % объясняем отсутствием необходимости у учителей обращения к современной учебно-методической литературе, где представлены этапы формирования понятия. В-третьих, опыт данной категории учителей таков, что интуитивно они понимают, как надо формировать понятия (см. данные в таблице 2), а вот теоретическое осмысление «методики» дается им с трудом.
С заданием не справились: а) частично – 46,7 % (стаж работы 16, 17, 19, 19, 19, 20, 29), б) полностью 20 % (стаж 26, 28, 29 верхняя граница).
Педагогический стаж работы более 31 года.
Эта категория была выбрана, так как практически полностью представляет собой учителей достигших пенсионного возраста – опытных, но не энергичных.
Полностью с заданием не справился никто, все частично выполнили задания, и попали в интервал от 30 до 60 % правильных ответов (стаж работы 37, 38, 38, 43, 45).
5. Сделаем несколько предположений, связанных с вышеприведенными выводами.
А. Обучение всегда связано с изменением содержания субъектного опыта обучающегося. А если в процессе формирования понятия отсутствуют этапы создания образа восприятия понятия и его представления, то предполагаем, что обращение большинства учителей к субъектному опыту ученика, связанного с физическими понятиями, происходит эпизодически, и, видимо, по (косвенному) требованию ученика. Наши наблюдения за учениками на уроках подтверждают предположение. Учителя физики считают, что они всегда начинают уроки с изучения субъектного опыта учеников, заменяя это понятие понятием «проверка домашнего задания».
Б. Учителя физики не владеют методиками изучения субъектного опыта.
В. Традиционное изучение теории и методики обучения физике предполагает понимание методики формирования понятий в качестве более общего понятия по сравнению с методиками изучения конкретных физических понятий (с методическими объектами). Последние как бы полностью «подчинены» общей методике и не являются самостоятельными. На самом деле правильнее говорить и о «подчинении», и о содержательной специфике каждого конкретного методического объекта, а, значит, и о некоторой важной степени его «самостоятельности». Учитывая сказанное, предполагаем, что большинство учителей физики при разработке конкретных методик целенаправленно и сознательно не изменяют «вектор» обращения к общей или частной методикам. В частной методике не выделяется общая, а в общей не реализуется специфика содержания частной методики.
Г. Большинство учителей в текстах школьных учебников физики целенаправленно не выделяют текстов, описывающих каждый этап формирования физического понятия. Следовательно, возникает вопрос: могут ли учителя физики устанавливать взаимосвязи между текстами общей, частной методик и текстами школьного учебника? Предполагаем, что – нет.
Итак, учителя физики способны распознавать психологические этапы формирования понятия, а, значит, они понимают смысл общей методики формирования понятия и, видимо, методики изучения определения. Способны ли они действовать так, чтобы были реализованы психологические этапы формирования понятия. На этот вопрос был получен ответ на основе анализа результатов выполнения учителями физики следующего задания (вторая задача данной статьи).
Задание № 2. Приведите последовательность подачи материала «Центростремительное ускорение. 2.1. Образ восприятия. 2.2. Представление. 2.3. Предпонятие. 2.4. Определение или понятие. 2.5. Не могу выполнить это задание.
Приведем пример, как это делается в учебнике 10 класса авторов Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский [2]. Естественно не смотрелось полное совпадение с текстом учебника, достаточно было высказать правильное направление мысли по формированию понятия.
2.1. Образ восприятия. Движение точки по окружности или дуге окружности довольно часто встречается в природе и технике. Приблизительно по окружности движется Луна вокруг Земли; дуги окружности описывают различные точки самолета во время виража, автомобиля при повороте, поезда с закруглением дороги и т.д. поэтому знакомство с таким движением имеет большое значение.
2.2. Представление. Рассмотрим равномерное движение тела по окружности. Это такое движение, при котором скорость и ускорение не меняются по модулю, а изменяется лишь по направлению.
2.3. Предпонятие. В пределе, т.е. при стремлении промежутка времени
к нулю модуль вектора 
, будет не чем иным, как модулем ускорения 
точки в момент времени t, а модуль вектора 
будет представлять собой модуль вектора мгновенной скорости 
. Тогда в равенстве 
так как v и R постоянны, то модуль вектора ускорения при равномерном движении точки по окружности остается неизменным.Вектор ускорения направлен так, как вектор
в пределе при стремлении промежутка времени к нулю.2.4. Определение или понятие. Предел вектора мгновенного ускорения направлен к центру окружности, поэтому ускорение точки при её равномерном движении по окружности называют центростремительным.
2.5. Не могу выполнить это задание. В отличие от первого задания 26,5% учителей согласились и именно с этой формулировкой второго задания.
Анализ полученных данных в таблице 2 позволяет сделать следующие выводы:
1. Учителя физики в большей мере готовы действовать (35,3 %, табл. 2) методически грамотно, чем теоретически рассуждать об этом (20,5 %, табл. 1). Большинство школьных учителей физики не устанавливают взаимосвязи между собственными действиями по формированию физических понятий и психологическими этапами формирования понятия.
2. Почти четверть учителей (23,5 %) потенциально могут действовать в соответствие с каждым психологическим этапом формирования физического понятия. 11,8% учителей частично справились с этим заданием.
3. Этап собственно понятие на уровне действия готовы реализовывать большинство учителей 52,9 %. Наиболее трудным в реализации для всех категорий учителей является этап создания образа восприятия физического понятия – минимальный процент выполнения 32,4 %.
Рассмотрим, как распределились ответы в зависимости от педагогического стажа учителей.
Педагогический стаж работы до 15 лет включительно.
36,4 % учителей (стаж 0, 10, 14, 15 лет) полностью создали образ методического объекта, соответствующий психологическим этапам формирования понятия.
Остальные учителя 63,6 % с заданием не справились, частично – 18,2 % (стаж 4, 15), полностью – 45,4 % (0, 11, 12, 12, 13).
36% учителей этой категории сказали, что не могут выполнить эти задания.
Таблица 2
Распределение ответов учителей физики по потенциальной способности действовать
в соответствие с психологическими этапами формирования физических понятий
(на уровне действия) в зависимости от педагогического стажа
| Психологические этапы формирования понятия «центростремительное ускорение» | Не сформировали понятие | выпол- нение менее 30% | 63,6% (7) | 40% (6) | 60% (3) | 66,7% (2) | 52,9% (18) |
| выполнение от 30% до 60% | 0% (0) | 20% (3) | 0% (0) | 33,3% (1) | 11,8% (4) | ||
| Сформировали понятие | частично, более 60% | 0% (0) | 13,3% (2) | 40% (2) | 0% (0) | 11,8% (4) | |
| полностью | 36,4% (4) | 26,7% (4) | 0% (0) | 0% (0) | 23,5% (8) | ||
| Сформированы по отдельности со знаком «+» | собственно понятие | 54,5% (6) | 81,8% (9) | 40% (2) | 33,3% (1) | 52,9% (18) | |
| предпонятие | 36,4% (4) | 53,3% (8) | 20% (1) | 33,3% (1) | 41,2% (14) | ||
| представление | 36,4% (4) | 46,7% (7) | 20% (1) | 0% (0) | 35,3% (12) | ||
| образ восприятия | 36,4% (4) | 33,3% (5) | 40% (2) | 0% (0) | 32,4% (11) | ||
| Стаж работы | 0-15 (11) | 16-30 (15) | 31-45 (5) | Не указали стаж (3) | все вместе (34) | ||