Обучение учащихся средних общеобразовательных учреждений эмпирическим методам познания физических явлений 13. 00. 02 теория и методика обучения и воспитания (физика, уровень общего образования)

Вид материала

Автореферат

Содержание В пятой главе Задание 1. Известно, что все тела независимо от массы падают в вакууме с одинаковым ускорением. В процессе выполнения какой деят Основные выводы и результаты исследования Учебные и учебно-методические пособия Статьи в журналах, сборниках научных трудов

Подобный материал:

• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 13. 00. 02 «Теория и методика, 154.39kb.
• Дифференцированное обучение географии учащихся разных когнитивных стилей 13. 00., 399.48kb.
• Программа вступительных экзаменов по специальности 13. 00. 02 теория и методика обучения, 42.2kb.
• Методика дифференцированного обучения решению математических задач с использованием, 253.93kb.
• Методика создания и использования системы повторительных математических диктантов как, 452.55kb.
• Обучение физике в условиях постнеклассического развития естествознания 13. 00. 02 Теория, 735.99kb.
• Развитие интереса учащихся к математике через эстетический потенциал исторических задач, 468.64kb.
• Теоретико-методологические основы развития естественнонаучного мышления учащихся, 858.43kb.
• Системность и преемственность в пропедевтической и предпрофильной подготовке к изучению, 397.4kb.
• Методика обучения решению математических задач учащихся основной школы в условиях дифференциации, 489.79kb.

Такая же программа реализуется для переподготовки учителей на факультете повышения квалификации Астраханского государственного университета в форме «предметного семинара» с 2002 года. Как видно из тематического плана со студентами и учителями проводятся в основном практические занятия; большая часть времени отводится на самостоятельную работу и консультации. Это объясняется тем, овладение деятельностью происходит при её многократном выполнении в конкретных ситуациях.

В пятой главе «Педагогический эксперимент» приведено описание организации проведения и анализа результатов экспериментальной работы по проблеме исследования. Педагогический эксперимент осуществлялся в период с 1997 по 2007 г. В нем участвовали 78 учителей физики, 235 студентов и магистрантов педагогических университетов, более 1000 учащихся общеобразовательных учреждений разного типа гг. Астрахани, Москвы, Нижнего Новгорода, Санкт-Петербурга, Элисты. Эксперимент осуществлялся в три этапа: констатирующий, поисковый и обучающий. Таблица 3 дает представление о проведенной экспериментальной работе в целом.

Таблица 3

Организация педагогического эксперимента

Этапы эксперимента	Число участников	Цели
Констатирующий (1997-2000 гг.)	943 учащихся	Установить, какова результативность сложившихся способов обучения эмпирическим методам познания на уроках физики
Поисковый (2001-2004 гг.)	67 учащихся; 38 учителей физики; 93 студента	Установить возможности обучения эмпирическому методу познания физических явлений при работе по разным программам и учебникам Апробировать методику обучения эмпирическому методу познания на материале конкретных тем школьного курса физики Разработать методическую систему подготовки учителя к деятельности по формированию у школьников эмпирического метода познания физических явлений и апробировать её
Обучающий (2004-2005 уч. год; 2005-2006 уч. год; 2006-2007 уч. год)	928 учащихся	Получить учащихся овладевших способами получения физических знаний всех видов с использованием эксперимента и осознавших содержание эмпирических методов познания физических явлений
	52 учителя физики 130 студентов; 12 магистрантов	Обучить методам выполнения всех видов деятельности, входящих в систему работы учителя по формированию у школьников эмпирических методов познания физических явлений

Цель констатирующего эксперимента состояла в том, чтобы установить овладевают ли школьники эмпирическими методами познания физических явлений без специального обучения. Для этого учащимся разных возрастных групп и студентам младших курсов университетов предлагались задания, результаты выполнения которых позволяют установить: 1) осознают ли учащиеся способ получения отдельных видов физических знаний; 2) владеют ли учащиеся эмпирическими методами познания физических явлений. Приведем примеры заданий, предлагаемых испытуемым:

Задание 1. Известно, что все тела независимо от массы падают в вакууме с одинаковым ускорением. В процессе выполнения какой деятельности Вы получили это знание?

Задание 2. Вы столкнулись с новым явлением: когда в жаркую погоду едешь на автомобиле, можно видеть, что впереди на некотором расстоянии асфальт мокрый. Подъезжая к этому месту, обнаруживается, что асфальт сухой. Составьте план исследования этого явления и реализуйте его действия.

Анализ работ учащихся и студентов показал, что подавляющее большинство из них не осознает содержание способов получения физических знаний и не пытается применить их при выполнении конкретных заданий. В качества вида деятельности, приводящего к получению нового знания, 97% школьников указывают на «объяснение учителя», либо «чтение учебника, энциклопедии». Менее 3% формулирует некоторые конкретные вопросы для поиска решения задания и только 1% испытуемых планирует некоторые действия для проведения экспериментального исследования.

Таким образом, можно утверждать, что эмпирические методы познания физических явлений без специального обучения не формируются, поэтому сравнение традиционной методики с разработанной не предпринималось.

Поисковый эксперимент осуществлялся с двумя группами обучаемых: учителями и школьниками. В поисковом эксперименте с учащимися проверялись все элементы методики обучения эмпирическим методам познания физических явлений, отрабатывались ее этапы. В ходе эксперимента был отобран материал школьного курса физики, при изучении которого целесообразно и возможно обучить учащихся обобщенным способам получения физических знаний отдельных видов, разработаны формы организации уроков по изучению этого материала. Экспериментально установлено, что для успешного овладения эмпирическими методами познания физических явлений, учащиеся должны выделить их содержание самостоятельно, на основе возникшей у них потребности и применить для исследования ряда новых явлений. Поэтому в разрабатываемой методике потребовалось выделить четыре этапа, определить место в школьном курсе физики для проведения каждого из них и разработать ориентиры для учителя по организации деятельности учеников на каждом этапе. В процессе личного преподавания был накоплен банк познавательных задач, гипотез, идей экспериментальной проверки гипотез, схем и рисунков экспериментальных установок, предложенных учащимися для экспериментального исследования конкретных явлений. Это позволило разработать сценарии уроков по получению физических знаний разных видов, методологических уроков и накопить опыт по организации познавательной деятельности учащихся. На заключительном этапе поискового эксперимента были проведены лекции и практические занятия с учителями школ разного типа в Астраханском институте повышения квалификации работников образования и в Республиканском Центре развития образования Калмыкии, с целью подготовить их к проведению обучающего эксперимента.

В обучающем эксперименте тоже были две группы обучаемых. Целью обучающего эксперимента с учителями, студентами и магистрантами явилось формирование умений, которые позволяют грамотно подготовить учебный процесс на основе основных положений концепции обучения школьников эмпирическим методам познания физических явлений. В ходе обучения учителей и студентов контролировались:

1. сформированность умения формулировать конкретные познавательные задачи и разрабатывать методы их решения на основе обобщенных способов получения физических знаний определенных видов;
   
2. сформированность умения выстраивать логику получения физических знаний, разрабатывать систему познавательных задач и соответствующую ей систему эксперимента по теме школьного курса физики;
   
3. сформированность умения разрабатывать стратегию обучения школьников эмпирическим методам познания физических явлений.
   

Результаты обучающего эксперимента с учителями и студентами и магистрантами (всего 194 человека) таковы: 93% (180 человек) правильно конкретизируют характерные познавательные задачи, разрабатывают методы их решения; 91% (176 человек) успешно осуществляют подготовку темы школьного курса физики к преподаванию, осознано выстраивают последовательность изучения тем; 94% (183 человека) грамотно планирует свою деятельность и деятельность учащихся на каждом этапе обучения школьников, разрабатывает сценарии уроков.

Цель обучающего эксперимента с учащимися состояла в том, чтобы научить их применять эмпирические методы для познания конкретных явлений при изучении различных тем школьного курса физики и при выполнении работ физического практикума.

В ходе обучающего эксперимента проверялась гипотеза о том, что учащиеся смогут осознать содержание эмпирических методов познания физических явлений и овладеть ими, если организовать обучение в соответствие с предлагаемой концепцией.

В качестве показателя эффективности созданной концепции был выбран следующий: если большинство учащихся (более 60%) овладевает эмпирическими методами познания физических явлений, т.е. ученики могут самостоятельно поставить познавательные задачи, разработать метод их решения и решить их, то методику можно считать эффективной.

Для оценки результативности обучающего эксперимента учащимся предлагались задания, позволяющие контролировать сформированность эмпирических методов познания физических явлений. Пример одного из заданий, предлагаемых обучаемым:

Задание. Отдыхая летом на берегу реки, Вы обнаружили, что у Вашего друга, зашедшего в воду по пояс, ноги стали короче. Разработайте и реализуйте свой способ изучения этого явления.

Результаты выполнения задания приведены на диаграмме 1.

Результаты выполнения учащимися серии заданий свидетельствовали о том, что методика, выстроенная в соответствии с разработанной концепцией, приводит к достижению запланированных целей обучения учащихся классов разного профиля общеобразовательных учреждений разного типа (средних школах, лицеях, гимназиях). Это позволило сформулировать вывод о том, что гипотеза исследования подтвердилась.

Диаграмма 1.

Результаты обучающего эксперимента с учащимися

Номер действия	Условное обозначение на диаграмме	Действия, составляющие содержание эмпирических методов познания физических явлений	Число учащихся, правильно выполнивших действия
			абсолютное число (всего 928 чел.)	в процентах к общему числу
1		Формулирование характерных познавательных задач	817	88
2		Разработка метода решения познавательных задач	863	93
3		Разработка конструкции экспериментальной установки	835	90
4		Планирование действий с экспериментальной установкой	807	87
5		Выбор средств описания результатов экспериментов	770	83
6		Проведение экспериментов	742	80
7		Формулирование ответов на познавательные задачи и выводов	640	69

Основные выводы и результаты исследования

1. В результате анализа работ ученых, проводивших естественнонаучные исследования, выявлены характерные познавательные задачи, решаемые с применением эксперимента.
   
2. Выделены обобщенные способы решения характерных познавательных задач, которые составляют содержание эмпирических методов познания физических явлений.
   
3. Сформулирован вывод о том, что для их формирования у учащихся «универсальных способов познания», необходимо в цели обучения физике включить овладение школьниками эмпирическими методами познания физических явлений.
   
4. Разработана концепция обучения школьников эмпирическим методам познания физических явлений.
   
5. На основе концепции сконструирована модель деятельности учителя физики, позволяющая разработать вариант методики обучения школьников эмпирическим методам познания физических явлений в соответствии с любой программой и учебником по физике.
   
6. Основные положения концепции, предложенная модель деятельности учителя физики и разработанная методика обучения школьников прошли экспериментальную проверку средних общеобразовательных учреждения и вузах пяти городов России. Результаты педагогического эксперимента показали, что: учителя физики после специального обучения могут успешно подготовить и реализовать учебный процесс, позволяющий получить учащихся, овладевших эмпирическими методами познания физических явлений; учащиеся овладевают эмпирическими методами познания физических явлений, т.е. способны самостоятельно поставить познавательные задачи, разработать метод их решения и реализовать его.
   
7. Предложенная концепция может быть применена для формирования обобщенных способов деятельности при изучении любого другого школьного предмета.
   
8. Для реализации концепции необходима специальная подготовка учителя. Разработана методическая система подготовки студентов – будущих учителей физики и программа подготовки учителей физики.
   

На основании сказанного можно утверждать, что цель исследования достигнута и найдено решение проблемы обучения школьников эмпирическим методам познания физических явлений.


Идеи и результаты исследования нашли отражение в 96 публикациях автора, среди которых основными являются 70 работ, общим объемом 99 п.л., из них авторских 64,5 п.л., в соавторстве – 34,5 п.л.

Монографии

1. Крутова, И.А. Организация познавательной деятельности учащихся по овладению эмпирическими методами познания физических явлений: монография / И.А. Крутова; Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2006. – 193 с. 12 п.л.
   
2. Крутова, И.А. Обучение эмпирическим методам познания физических явлений в школьном физическом образовании и в подготовке учителя физики: монография / И.А. Крутова; Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2007. – 216 с. 13,5 п.л.
   

Учебные и учебно-методические пособия

3. Крутова, И.А. Методика разработки уроков по изучению физических явлений: учебное пособие (с грифом УМО) / И.А. Крутова – Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2005. – 86 с. 5 п.л.
   
4. Крутова, И.А. Система демонстрационного эксперимента для исследования явлений, изучаемых в школьном курсе физики: методические рекомендации / И.А. Крутова, М.А. Фисенко. – Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2007. – 22 с. 1,5 п.л. (авторских 1 п.л., 75%).
   
5. Прояненкова, Л.А. Поурочное планирование по физике: 7 класс: к учебнику С.В. Громова, Н.А. Родиной «Физика: учеб: для 7 кл. общеобразоват. учреждений»: учебное пособие. / Л.А. Прояненкова, Г.П. Стефанова, И.А. Крутова. – М.: Издательство «Экзамен», 2006. – 319с. 16,8 п.л. (авторских 5,2 п.л., 30%).
   
6. Прояненкова, Л.А. Сборник задач и упражнений по физике: 7 класс: к учебнику С.В. Громова, Н.А. Родиной «Физика: 7 класс» / Л.А. Прояненкова, Г.П. Стефанова, И.А. Крутова. – М.: Издательство «Экзамен», 2006. – 158с. 8,4 п.л. (авторских 3,2 п.л., 30%).
   
7. Крутова, И.А. Уроки физики по теме «Тепловые явления»: материалы к спецкурсу для студентов физико-матем. факультетов вузов. / И.А. Крутова, Г.П. Стефанова, Л.А. Прояненкова. – Астрахань: Изд-во АГУ, 2003, – 132с. 8,5 п.л. (авторских 3,8 п.л., 40%).
   
8. Воржева, И.А. Экспериментальные задачи по физике: учебное пособие. / Под ред. Стефановой Г.П. Астрахань: изд-во АГПИ, 1994, – 63 с. 2,6.п.л. (авторских 0,8 п.л., 31%).
   
9. Стефанова, Г.П. Рабочая тетрадь по физике для учащихся 7 класса: пособие для учащихся / Г.П. Стефанова, И.А. Воржева. – Астрахань: изд-во АГПУ, 1996, 130с. 8,1п.л. (авторских 4 п.л., 50%).
   

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

10. Крутова, И.А. Обучение учащихся методам исследования физических явлений при изучении школьного курса физики / И.А. Крутова //Наука и школа. № 2. 2007. С.55-58. 0,5 п.л.
    
11. Крутова, И.А. Обучение учащихся научному методу исследования физических явлений / И.А. Крутова, Г.П. Стефанова // Физическое образование в вузах. Т.13, № 2, 2007., С. 51-58. 0,5 п.л. (авторских 0,25 п.л., 50%).
    
12. Крутова, И.А. Обучение учащихся обобщенному методу исследования физических явлений при выполнении лабораторных работ физического практикума / И.А. Крутова, Г.П. Стефанова // Сборник трудов IX Международной учебно–методической конференции «Современный физический практикум», г. Волгоград, 19- 21 сентября 2006 г. М.: Издательский дом Московского физического общества, 2006, С. 47. 0,1 п.л. (авторских 0,05 п.л., 50%).
    
13. Крутова, И.А. Формирование познавательной компетентности учащихся основной школы при изучении физических явлений / И.А. Крутова // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. Гуманитарный выпуск. Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2006, № 8 (21), С. 184-187. 0,4 п.л.
    
14. Крутова, И.А. Развитие познавательных способностей учащихся в процессе выполнения экспериментальных исследований при изучении физических явлений / И.А. Крутова, М.А. Фисенко // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. Гуманитарный выпуск. Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2006, № 8 (21), С. 181-183. 0,3 п.л. (авторских 0,2 п.л., 70%).
    

Статьи в журналах, сборниках научных трудов

15. Крутова, И.А. Методы научного познания как средство подготовки учащихся к исследовательской деятельности/ И.А. Крутова, Г.П. Стефанова // Фундаментальные исследования, № 3, 2007 г., С. 59-63. 0,4 п.л. (авторских 0,2 п.л., 50%).
    
16. Крутова, И.А. Основные направления использования компьютера в процессе «создания» и усвоения школьниками понятий о физических явлениях / И.А. Крутова // Фундаментальные исследования, №7, 2007 г., С. 63-66. 0,3 п.л.
    
17. Крутова И.А. Обучение студентов разработке задач-упражнений для усвоения знаний темы школьного курса физики /И.А. Крутова, Г.П. Стефанова // Преподавание физики в высшей школе. Научно-методический журнал. №33, Москва, 2006, С. 11-14. 0,3 п.л. (авторских 0,15 п.л., 50%).
    
18. Крутова, И.А. Формирование у учащихся исследовательских умений при изучении физических явлений / И.А. Крутова // Актуальные вопросы преподавания физико-технических дисциплин: Межвузовский сборник научных трудов. – Пенза: ПГПУ, 2004, С.86-92. 0,5 п.л.
    
19. Крутова, И.А. Модель учебного процесса по формированию у будущих учителей физики экспериментальных умений в курсе «Педагогические предметные технологии»/ И.А. Крутова // Ученые записки. Часть 2. Астрахань: Изд-во Астраханского гос. ун-та, 2003, с.140-144. 0,4 п.л.
    
20. Крутова, И.А. Подготовка будущих учителей физики к преподаванию темы при обучении в педагогическом вузе / И.А. Крутова // Преподавание физики в высшей школе. Научно - методический журнал № 23. Москва, 2002, С.130-132. 0,2 п.л.
    
21. Крутова, И.А. Обучение студентов педвузов методам решения типовых профессиональных задач учителя физики. / И.А. Крутова // Сборник научных трудов. Вып.5. Ч.3. Н. Новгород: ВГИПА, 2002, С.81-83. 0,3 п.л.
    
22. Крутова, И.А. Формирование системы методологических знаний и умений у будущих учителей физики / И.А. Крутова // Преподавание физики в высшей школе. Научно-методический журнал. – М.: МПГУ. – 2000. – № 19. С.46-51. 0,5 п.л.
    
23. Крутова, И.А. Подготовка будущего учителя физики к профессиональной деятельности в педагогическом вузе / И.А. Крутова, Г.П. Стефанова // Преподавание физики в высшей школе. Научно-методический журнал. – М.: МПГУ. – 1999. – № 17. С. 33-35. 0,25 п.л. (авторских 0,13 п.л., 50%).
    
24. Воржева, И.А. Методика обучения учащихся методологии научного исследования при изучении школьного курса физики / И.А. Воржева // Вопросы методики обучения физике в современной школе и подготовки учителя физики. Сб. науч. трудов. М.: Прометей, 1998, с.25-29. 0,4 п.л.
    
25. Воржева, И.А. Обучение учащихся познавательной деятельности при изучении световых явлений / И.А. Воржева // Ученые записки. Астрахань: Изд-во АГПУ, 1998, с.12-20. 0,6 п.л.
    
26. Воржева, И.А. Методика обучения учащихся познавательной деятельности по исследованию физических явлений / И.А. Воржева // Вопросы методики обучения физике в современной школе и подготовки учителя физики. Сб. науч. трудов. М.: Прометей, 1997, с.3-9. 0,5 п.л.
    
27. Воржева, И.А. Формирование у учащихся понятий о физических явлениях / И.А. Воржева // Преподавание физики в высшей школе. Сб. науч. Трудов № 5. М.: Прометей, 1996, с.15-20. 0,5 п.л.
    
28. Воржева, И.А. Формирование у учащихся понятия «физическое явление» на первой ступени обучения / И.А. Воржева, Г.П. Стефанова // Школа и педагогика. Выпуск 2. Депонирование ОЦНИ. – М.,1991. – С. 147-150, 0,25 п.л. (авторских 0,13 п.л., 50%).