Теоретико-методологические основы развития естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике 13. 00. 02 теория и методика обучения и воспитания (физика)

Вид материала

Автореферат

Содержание Развитие естественнонаучного мышления Мои ученики выполняют фронтальную лабораторную работу Во II главе «Теоретические основы деятельностного развития естественнонаучного мышления» Уточнены особенности естественнонаучного мышления В III главе «Теория деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся и ее реализация в процессе обучения физике» Диалектический подход Эклектический подход Исходные идеи и подходы Системообразующий принцип Основополагающий принцип Расположение принципов по этапам реализации теории Деятельностный подход Законы и закономерности Ориентировочно-мотивационный этап Исполнительно-операционный этап Рефлексивно-оценочный этап Профессиональные компетенции перечислены в профессиограмме Психолого-дидактические условия Факты и опыты, подтверждающие основные положения Явления и процессы, предсказываемые теорией ... Полное содержание

Подобный материал:

• Программа вступительного экзамена в аспирантуру по курсу теория и методика обучения, 45.44kb.
• Программа вступительных экзаменов по специальности 13. 00. 02 теория и методика обучения, 42.2kb.
• Программа учебной дисциплины теория и методика обучения физике Для специальности 050203, 597.46kb.
• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 13. 00. 02 «Теория и методика, 154.39kb.
• Обучение физике в условиях постнеклассического развития естествознания 13. 00. 02 Теория, 735.99kb.
• Кандидатской диссертации: "Решение задач комбинаторного характера как средство развития, 18.33kb.
• Теоретико-методические основы ускоренной подготовки учителя иностранного языка в условиях, 577.12kb.
• Методика обучения решению математических задач учащихся основной школы в условиях дифференциации, 489.79kb.
• Методика обучения физике как педагогическая наука. Задачи методики обучения физике., 28.71kb.
• Взаимосвязанное обогащение синонимической лексикой родной и русской речи учащихся VI-VII, 389.12kb.

Глава I «Решение проблемы развития мышления в процессе обу­чения в педагогической науке и психологии» посвящена рассмотрению истории и современного состояния проблемы развития мышления в педагогической науке и психологии, состояние развивающего обучения в школьной практике обучения физике и педагогическом вузе, анализу понятия «развитие естественнонаучного мышления» в его взаимосвязи с понятиями «развитие», «развитие мышления», «умственное развитие», «интеллект», «умственные способности». В главе обоснована необходимость разработки теории деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся, представлены основания для выдвижения основной идеи и гипотезы исследования, а также формулировки задач исследования.

Развитие ЕНМ в процессе обучения физике идет в контексте развивающего обучения. Анализ развития решения этой проблемы показал, что отдельные элементы развивающего обучения заро­дились еще в V в. до н.э., а в эпоху Возрождения эта идея нашла отражение в работах философов и ученых-гуманистов Т. Мора, М. Монтеня и др. В России первым эти идеи развивал К.Д. Ушинский, который определил взаимосвязь развития психических процессов и обучения. Начиная с конца XIX в. сложи­лось несколько основных направлений в понимании мышления: механисти­ческое, объединяющее ассоцианистическую школу и бихевиоризм; функциона­лизм и Вюрцбургская школа, трактовавшие мышление телео­логическим спосо­бом; гештальтпсихология. В 30-е гг. XX столетия Л.С. Выготский внес неоценимый вклад в педаго­гическую психо­логию, проанализировав различные теории мышления в контек­сте отношения обучения и развития, и создав культурно-историческую концеп­цию психи­ческого развития человека. Он выдвинул положение о ведущей роли обучения в развитии ребенка, а также идею, заключающуюся в том, что обучение в зоне ближайшего развития способствует формирова­нию психи­ческих новообра­зований. Его идеи были реализованы в практике психологами В.В. Давыдовым, Л.В. Занковым, Е.Н. Кабановой-Меллер, З.И. Калмыковой, Л.М. Фридманом, Д.Б. Элькониным и методистами-физиками А.Н. Крутским, А.В. Петровым, А.И. Подольским, Н.Н. Тулькибаевой, А.В. Усовой, и др.

Анализ различных концепций и теорий развивающего обучения показал, что единой теории развивающего обучения нет, идеи развивающего обучения лучше всего оказались внедрены в практику школьного обучения в младшем звене. Для среднего и старшего звена остается актуальным теоретическое развитие и широкое внедрение его идей в практику обучения. Теории или концепции развития естествен­нонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике до последнего времени не были разработаны.

В своем исследовании в психологическом аспекте на основе эклекти­чес­кого подхода мы берем идеи из двух психоло­гических концепций обучения: ассоциативно-рефлекторной (Д.Н. Богоявленский, Е.Н. Кабанова-Меллер, Н.А. Менчинская, Ю.А. Самарин и др.) и деятельностной (П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, Н.Ф. Талы­зина, Д.Б. Эльконин и др.).

В дидактико-методическом аспекте в основу разработанной нами теории ДРЕНМ были взяты работы по теории формирования понятий и учебно-познавательных умений А.В. Усовой, элементы теорий развивающего обучения Л.В. Занкова, В.В. Давыдова и Д.Б. Эльконина, Е.Н. Кабановой-Меллер, З.И. Калмыковой, А.Н. Крутского, А.И. Подольского, теории деятельности А.Н. Леонтьева, П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной.

Развитие естественнонаучного мышления представляет собой слож­ный процесс овладения, совершенствования и применения учащимися мысли­тельных операций, форм, видов мышления и способов познавательной деятель­ности в процессе изучения основ естественных наук. Одной из основных задач современного школьного образования является реализация деятельностного подхода к обучению. На основе теоретического анализа и результатов констатирующего и пробного эксперимента мы пришли к выводу, что деятельность по развитию естественнонаучного мышления нераз­рывно связана с формированием системных предметных и метапред­метных знаний, обобщенных эксперимен­тальных умений и обобщенных умений решать физические задачи. Эти виды учебно-познавательной деятельности являются предметом изучения фи­ло­софии, психологии, дидактики, теории и методики обучения физике.

Анализ развития идей развивающего обучения в школе и вузе показал, что при традиционной организации обучения проблема развития естест­веннонаучного мышления является актуальной. Например, в последние 15 лет наблюдается достаточно большое количество статей и других матери­алов (первые статьи появились в середине 70-х гг. XX века), посвященных формированию как отдельных мыслительных операций, так и развитию мышления в целом, которые нашли применение в дидактиках различных дисциплин. Однако анализ данных констатирующего эксперимента позволяет утверждать, что учителя физики целенаправленно развивают у учащихся далеко не все мыслительные операции, развитие естественнона­учного мышления протекает хаотично, нецелена­правленно.

На гистограмме (рис.1) представлены результаты анкетирования 160 учителей физики, г.Омска, Омской и Тюменской областей об организации ими учебно-познава­тель­ной деятельности учащихся. Из анализа рисунка видно, что учителя используют репродук­тивные методы обучения.



Рис.1. Результаты анкетирования учителей физики об организации ими учебно-познавательной деятельности учащихся: Мои ученики выполняют фронтальную лабораторную работу: 1 – по готовым инструкциям; 2 – без готовых инструкций. Мои ученики решают физические задачи с использованием алгоритмов: 3 – систематически; 4 – иногда; 5 – никогда. Алгоритмы решения задач: 6 – даются в готовом виде; 7 – иногда даются в готовом виде; 8 – разрабатываются совместно с учащимися. Мои ученики работают с планами обобщенного характера: 9 – систематически; 10 – иногда; 11 – никогда. Планы обобщенного характера: 12 – даются в готовом виде; 13 – иногда даются в готовом виде; 14 – разрабатываются совместно с учащимися


Это ведет к фор­мированию у учащихся только эмпирического естест­вен­нонаучного мышле­ния, к отсутствию у них сформированных системных предметных и метапред­метных знаний, обобщен­ных экспери­ментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи, самостоятельности при выполнении учебно-познавательной деятель­ности, рефлексии, познаватель­ного интереса и т.п., что подтверждается и нашим исследованием. Этот же метод часто используется вузовскими преподава­телями, и поэтому мы наблюдаем у старшекурсников – будущих учителей физики – невысокий процент студентов с теоретическим ЕНМ. Поэтому мы пришли к выводу о необходимости разработки профессиограммы мето­дической подготовки студентов и учителей физики к реализации деятель­ностного подхода в обучении физике, ориентированного на развитие теоретического естествен­нона­учного мышления учащихся, а также модели этой подготовки.На основе анализа учебно-методических комплексов, практики школь­ного обучения нами выявлены следующие недостатки: непоследователь­ное изложение учебного материала; нечеткий показ видов понятий, их иерархии, связей и отношений между ними; неполное и непоследовательное раскрытие содержа­ния структурных элементов физических знаний; отсутствие разделения содержания многозначных физических терминов; оперирование авторами учебников неизвестными учащимся терминами при объяснении новых физических понятий; недостаточная организация обобщающе-систематизирую­щей дея­тель­ности; отсутствие зада­ний на формирование умения самостоя­тельно формули­ровать определения физическим понятиям; малое количество графических и экспе­риментальных задач, задач в тестовой форме; наличие инструк­ций и описаний к фрон­тальным лабораторным работам, предусма­тривающим выполнение учащимися только репродуктивной деятель­ности, не требующим от них самостоятельной поисковой деятельности. Следовательно, нужны учебные пособия для студентов и учителей, которые сформировали бы у них умения преодолевать эти недостатки. Для достижения этой цели наиболее адекватно подходят учебные пособия в виде «Рабочих тетрадей на печатной основе».

Во II главе «Теоретические основы деятельностного развития естественнонаучного мышления» раскрыт понятийный аппарат теории деятельностного развития ЕНМ в философском, психологическом, дидактико-методическом и научно-предметном аспектах. Анализируется содержание понятия «мышление», его связь с деятельностью, формы, свойства мышления, мыслительные опера­ции и их уровни, виды, стадии развития и стиль мышления, функции мышле­ния. Подробно рассмотрена такая функция мышления как понимание, в част­ности, понимание учебного текста по физике и, в связи с этим, структурные эле­менты физических знаний.

В философии, психологии, дидактике и методике нет однозначного тол­ко­вания понятийно-терминологического аппарата, описыва­ющего развитие ЕНМ. Например, категория «мышление» определяется через понятия «дея­тельность», «процесс», «свойство», «форма» и т.п. Это сложный многозначный термин и каждая наука определяет одну из его сторон. Мы рассматриваем мышление через понятия «познавательный процесс» и «деятельность», которые не противопоставляются, а дополняют друг друга. За рабочие определения мышления мы взяли следующие. Мышление – высший познавательный про­цесс, представляющий собой порождение нового знания, актив­ную форму творческого отражения и преобразования человеком дей­ствительности, творческое преобразование имеющихся представлений. В то же время, мышление – это особого рода теоретическая и практическая деятельность, предполагающая систему включенных в нее действий и операций ориентировочно-исследо­вательского познавательного и преобразовательного характера.

Формами мышления являются понятия, суждения и умозаключения, а также гипотезы и теории, которые являются обобщенными формами мышле­ния, в которых проявляются эти понятия, суждения и умозаключения. Спосо­бами производства умозаключений являются индукция и дедукция. Системой суждений о материальном объекте, выделяющей его наиболее общие и суще­ственные признаки, является определение понятия. Умение точно определить понятие способствует формированию у учащихся научного мировоззрения, пониманию изучаемого материала, прочности знаний, развитию ЕНМ.

Для полноты раскрытия содержания понятия «мышление» его классифи­цируют по разным основаниям. Мы выделяем классификации по типу содержательного обобщения (эмпирическое и теоретическое), по пред­метному знанию (естественнонаучное, математическое, техническое, гумани­тарное, лингвистическое). Стадиями развития естественнонаучного мышле­ния являются в рамках эмпирического уровня – эмпирически-бытовая и эмпи­рически-научная, в рамках теоретического уровня – дифференциально-синте­тическая и синтетическая. У человека проявляются все виды мышления, но преобладает тот или иной вид в зависимости от характера деятельности и ко­нечной цели. Теоретическое естественнонаучное мышление является интегра­тивным, в котором одинаково развиты наглядно-образная и словесно-логическая составляющие мышления. В нашем исследовании теоретическое мышление рассматривается как одно из психических новооб­разований, наряду с другими, которые с ним взаимосвязаны: системными пред­метными и метапредметными знаниями, обобщенными экспериментальными умениями и обобщенными умениями решать физические задачи.

Уточнены особенности естественнонаучного мышления:

• в качестве основного структурного компонента выступают предметные научные знания (вещество и поле, формы движения материи, свойства, явления, процессы, закономерности материальных объектов), во вторую очередь – способы учебно-познавательной деятельности;
  
• оно ото­­бражает конкретное содержание систем действительности;
  
• ЕНМ оперирует содержательными понятиями, их определения не исчерпывают всех свойств характеризуемого объекта;
  
• мыслительная деятельность характеризуется преобразованием предметной реальности в образную, затем в знаковую модель;
  
• в нем гармонично сочетаются образное, практическое, логическое и абстрактное виды мышления;
  
• подтверждением истинности научного знания являются наблюдение и эксперимент;
  
• в ЕНМ используют математический аппарат, выражающий связи между физическими величинами, количественно характеризующими свойства тел, веществ, полей, явления и процессы;
  
• в естественных науках важны границы применимости закона, условия, в которых исследуются отношения материальных объектов;
  
• анализ сопутствует синтезу, давая возможность видеть целое постоянно;
  
• сочетание качественного и количественного анализа в процессе соединения знаний различных предметов.
  

В психологии различают следующие операции мышления: анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение, конкретизация, классифика­ция, систе­матизация. Каждая операция сначала формируется как действие, подчиненное определенной цели, а затем может включаться в другое действие более сложного операционального состава и в этом случае выступает уже как операция. Поэтому можно выявить различные уровни мыслительных операций. С точки зрения логики развития предметных знаний мы рассматри­ваем следующие уровни: научных фактов, понятий, законов, гипотез и теорий, физической картины мира, естественнонаучной картины мира, общенаучной картины мира и методов исследования. Структурные элементы системы физических знаний соединены локальными, частносистемными, внутрисистем­ными и межсистемными ассоциативными связями. На основе модели развития мыслительных операций в процессе обучения физике нами разрабатывалась система учебно-познавательных задач, способствующая формированию и развитию мыслительных операций в процессе формирования структурных элементов системы физических знаний, экспериментальных умений и умений решать физические задачи.

Мышление выполняет различные функции. В учебной деятельности реализу­ются целеобразование, целеполагание, решение проблем и задач, рефлексия, интуиция и понимание. Понимание является не только функцией, но и условием развития естественнонаучного мышления. Мы выделили следующие признаки понимания у учащегося: умение выделять существенное и соединять известные и новые предметы мышления с помощью известных ученику видов связей; умение самостоятельно сформулировать определение понятия, раскрыть содержание структурного элемента знания; сформулировать вопросы к прочитанному тексту; способность изложить содержание учебного или научного текста своими словами; перенос знания в новые условия; вариативность способов видения одного и того же объекта или одних и тех же свойств в их различных связях и отношениях посредством вербального, графического, знаково-символического, математического спосо­бов его описа­ния; умение решать задачи различными способами; само­сто­ятельно проводить эксперимент; умение абстрагировать, обобщать, конкре­тизировать, класси­фицировать.

На понимание физического материала влияют следующие факторы: контекст, наличие многозначных физических терминов, физический сленг, ис­пользование некорректных фраз, житейские представления и понятия, выстраи­вание системы знаний, уровень сформированности мыслительных и фор­мально-логических операций, совпадение семантических сетей ученика и учеб­ника (учителя), избыточность или недостаточность данных, количество анали­зируемых в тексте объектов, наличие опорных точек, показ применения изучаемых структурных элементов физических знаний на практике. 

Развитие ЕНМ происходит в процессе различных видов учебно-позна­вательной деятельности – деятельности субъекта по приобретению умений, посредством которых приобретает знания в процессе обучения под руководством педагога и самостоятельно. Основу знаний при обучении физике составляют структурные элементы системы физических знаний.

В физике изучают предметные и метапредметные знания. В структуру предметных знаний входят научные факты, понятия, законы, теории, практи­ческие приложения теоретических знаний. Самую большую группу из них со­став­ляют понятия: структурные формы материи, свойства тел, вещества и полей, явления, процессы и физические величины. Нами выявлена большая группа многозначных физичес­ких терминов (плотность, сила, работа, электрический заряд, индуктив­ность, электроемкость и др.), проблемы раскрытия содержания которых, в том числе в учебниках, и методики их формирования до сих пор не решена.

Развивающее обучение реализуется в процессе целенаправленного фор­мирования учебной деятельности (В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, Н.Н. Тульки­баева, Н.Ф. Талызина, А.И. Подольский, А.В. Усова и др.). Основу деятельностного подхода в обучении составляют теория деятель­ности А.Н. Леонтьева, теория со­держательного обобщения (В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин) и теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Галь­перин, Н.Ф. Талызина). Реализация учебной деятельности приводит к формиро­ванию у учащихся тео­ретического мышления путем особой организации познавательной деятельности. Учитель организует освоение школьником генетиче­ски исходных, теоретически существенных свойств и отношений объектов на ос­нове III типа ООД (ученик разрабатывает ООД под руководством учителя) и IV типа ООД (ученик, имея опыт раз­работки ООД под руководством учителя, полностью самостоятельно составляет общую ООД). Эти типы были выделены нами из III типа ООД, описанного Н.Ф. Талызиной.

Любая деятельность (физическая и психическая) состоит из действий и операций, которые могут пе­реходить друг в друга: во-первых, внутренняя деятельность постоянно вклю­чает в себя отдельные внешние действия и операции, а развитая внешняя прак­тическая деятельность включает мыслительные действия и операции; во-вторых, дейст­вия могут превращаться в операции (А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн и др.).

В компонентный состав внешней структуры учебной деятельности входят: учебная мотивация субъекта; учебная цель; учебная задача (проблема); решение учебной задачи посредством учебных действий и операций; конт­роль и самоконтроль; оценка и самооценка (В.В. Давыдов, И.А. Зимняя, А.Н. Леонтьев, Д.Б. Эльконин и др.). Проблемная ситуация является детерми­нантой мышления (С.Л. Рубинштейн и др.).

Проанализировав в первых двух главах соци­ально-исторические пред­посылки для научного обоснования и разработки тео­рии в контексте идей развиваю­щего обучения, социальный заказ общества, методологические, психологические, дидактико-мето­дические и научно-предметные аспекты развития естественнонаучного мышле­ния, мы опреде­лили эмпирический базис теории деятельностно­го разви­тия естественнона­учного мышления учащихся в процессе обучения и техноло­гий ее реализации любым учителем физики.

В III главе «Теория деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся и ее реализация в процессе обучения физике» приведены разработанные планы описания частнодидактической теории и технологии, на основе которых раскрыты теория деятельностного развития естественнонаучного мышления (ДРЕНМ) учащихся и технологии ее реализации (формирования структурных элементов системы физических знаний, обобщенных экспериментальных умений, обобщенных умений решать физические задачи); рассмотрены формы организации учебных занятий, средства, методы и приемы, способствующие развитию ЕНМ. Описаны компетенции в профессиограмме учителя физики в контексте реализации теории ДРЕНМ, модель подготовки учителя физики, программа курсов повышения квалификации в рассматриваемом аспекте, технология развития у студентов умения формировать у учащихся физические понятия.

Теория имеет три основные функции: объяснительную, предсказатель­ную (прогностическую) и предписывающую (нормативную). Таким образом, она выявляет и объясняет противоречия, слабые места в современном состоянии практики школьного обучения физике; выявляет, что необходимо делать безотлагательно, вводит нормативы; предвидит, как может и должна развиваться теория в будущем.

Нами разработан обобщенный план описания частнодидактической теории, который мы применили для раскрытия содержания теории ДРЕНМ учащихся V-XI классов. Исходя из требований системности, полноты, непротиворечивости и достоверности разработанная теория ДРЕНМ в структурном плане включает: 1) научные факты, послужившие основанием для разработки теории; 2) исследуемый объект, психические новообразования; 3) факторы (обстоятельства), влияющие на объект; 4) основные понятия теории; 5) основные положения теории (идеи, подходы, принципы); 6) законы и закономерности, на которые опирается теория; 7) условия реализации теории; 8) механизм реализации теории (основные виды учебно-познавательной деятельности и их связь с другими видами деятельности, технологии обучения, формы организации учебных занятий, способы деятельности, методы, приемы и средства); 9) круг явлений и процессов, объясняемых теорией; 10) свойства, явления и процессы, предсказываемые теорией; 11) факты и опыты, подтверждающие основные положения теории.

Исходными идеями и подходами теории являются: диалектический, эклектический подходы как организующие все процессы; идеи теории развивающего обучения, технологичности; деятельностный, ассоциативно-рефлекторный, личностно-ориенти­ро­ванный подходы. Они реализуются на всех этапах процесса обучения.

Диалектический подход состоит в рассмотрении одного объекта с разных сторон. Учебно-познавательный процесс подчиняется таким диалектико-логическим принципам как восхождение от конкретного к абстрактному и восхождение от абстрактного к конкретному в мышлении.

Эклектический подход состоит в использовании идей и различных теорий (теория деятельности и ассоциативно-рефлекторная теория), которые являются наиболее обоснованными, и главным в их выборе считается не принадлежность к какому-либо одному направлению, а выявление наиболее эффективных способов решения проблемы развития ЕНМ учащихся.

Исходные идеи и подходы
Идеи			Подходы
– теории развивающего обучения; – технологичности			– диалектический; – эклектический;
			– деятельностный; – ассоциативно-рефлекторный; – личностно-ориентированный
	Системообразующий принцип принцип системности
	Основополагающий принцип принцип непрерывности и преемственности
Расположение принципов по этапам реализации теории
Ориентировочно-мотивационный (аксиологическая и акмеологическая сфера)		Исполнительно-операционный				Рефлексивно-оценочный
		структурно-содержательная сфера			процессуально-деятельностная сфера
– гуманизации; – единства обучения, воспитания и развития; – дифференциации и индивидуализации обучения		– научности; – систематичности и последовательности; – дополнитель­ности; – связи теории с практикой			– сознательности и творческой активности; – наглядности; – вариативности; – информационной технологичности	– прочности, осознанности и действенности результатов образования, воспитания и развития

Рис.2. Функциональная структура основных положений теории

деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся


Деятельностный подход как теоретико-методологическая стратегия определяет проектирование основных видов учебно-познавательной деятель­ности, которые выражаются в технологиях формирования структурных элементов знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи.

Согласно ассоциативно-рефлекторному подходу ученик постигает поня­тия соединением в одну ассоциацию одинаковых атрибутивов, взятых из мно­гих единичных представлений; он направлен на формирование у учащихся уме­ния самостоятельно приобретать знания на основе овладения рацио­наль­ными приемами познавательной деятельности. Усвоение знаний, фор­мирование навыков и умений, развитие личностных качеств человека есть процесс образования в его сознании простых и сложных ассоциаций между запечат­лен­ными в сознании человека объектами, среди которых есть общее или различие.

В рамках личностно-ориентированного подхода ученик является не объектом, а субъектом обучения, который способствует его самореализации, саморазвитию. Задача учителя состоит в организации самостоятельной по­зна­вательной деятельности обучающегося, научении его умению самостоятельно добывать знания и применять их на практике. Идея личностно-ориен­тированного обучения тесно переплетается с деятельностным подхо­дом и принципом дифференциации обучения. При равноправном сотрудни­честве учителя и учащегося первый актуали­зирует, стимулирует стремление послед­него к саморазвитию, изучает и развивает его мотивацию, выявляет уровень развития естест­веннонаучного мышления и др.

Законы и закономерности, лежащие в основе теории, определяют ее практическое содержание, направление и результативность. Нами выделены следующие законы: диалектической логики, социальной обусловленности целей, содержания и методов обучения, целостности и единства педа­го­ги­ческого процесса, обусловленности обучения и воспитания характером деятель­ности учащихся. Закономерности обучения и развития: детерми­нированность развития совместным воздействием наследственности, среды и воспитания; оптимальность процесса развития личности при условии ее выступления субъектом обучения; зависимость качества обучения от интенсивности и сознательности учебно-познава­тель­ной деятельности при личностно-ориен­тированном взаимодействии педагога и обучающегося; зависимость уровня сформированности структурных элементов системы предметных и мета­предметных знаний, экспериментальных умений, умений решать физи­ческие задачи у обучаемых от организации учебно-позна­вательной деятельности; взаимосвязанность и взаимообусловленность актив­ности лич­ности с ее развитием; взаимосвязь и взаимообусловленность обуче­ния и развития с возрастными и индивидуальными особенностями обуча­ющихся. Их конкрети­зация определила систему следующих принципов.

Системообразующим принципом является принцип системности, который обеспечивает системность изучения объекта, процесса и результата обучения учащихся физике.

Основополагающим принципом является принцип непрерыв­ности и преемственности, который осуществляет управление учебным процессом в рассматриваемой теории. Непрерывность предполагает систематическую и целенаправленную работу по развитию естественнона­учного мышления уча­щихся, студентов, учителей и подготовку к этой деятельности студентов и учителей. Преемственность рассматривается как установление необходимой связи, последовательности и соотношения между целями, содержанием обра­зования, различными этапами обучения (самообучения) и его результатами.

Ориентировочно-мотивационный этап (аксиологическая и акмеологическая сферы) реализуется на основе принципа гуманизации, принципа единства обучения, воспитания и развития, дифференциации и индивидуализации обучения.

Исполнительно-операционный этап можно разделить на структурно-содержательную и процессуально-деятельностную часть. Структурно-содер­жательная часть подчиняется принципам научности, системности, систематичности и последовательности, связи теории с практикой, природосообразности, деятельностно-смысловому подходу. Процессуально-деятельностная часть регламентируется принципами: осознания процесса учения, сознательности и творческой активности, проблемности, наглядности, вариативности, дополнительности, информационной технологичности; диалогическим подходом.

Рефлексивно-оценочный этап проходит при реализации принципа прочности, осознанности и действенности результатов образования, воспитания и развития.

Нами выделены общие требования к содержанию работы с учащимися, студентами и учителями: соответствие обязательного минимума содержания основного общего и среднего физического образования, высшего про­фессионального образования; оптимальность теоретических и экспериментальных компонентов содержания; преобладание ситуаций, требующих самостоятельного выделения обучающимися общего способа действия; многообразия способов представления и переработки учебной информации.

Учебно-познавательная деятельность учащихся в процессе изучения физики состоит, в основном, из формирования структурных элементов физических знаний, экспериментальных умений и умений решать физические задачи. Реализация теории происходит через три основные технологии, описывающие эти виды деятельности: технологию формирования структурных элементов системы физических знаний, формирования обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи.

На основе: а) критериев технологичности (системности, алгорит­мич­ности, диагностичности, воспроизводимости, установлении границ творческой деятельности, вариативности в реализации), б) содержательного (теоретического) обобщения, в) структуры учебно-познавательной деятельности, г) этапов формирования обобщенных умений, выделенных А.В. Усовой мы разработали обобщенную структуру описания частнодидактической технологии:

Ориентировочно-мотивационный этап включает: создание проблемной ситуации и введение в нее учащихся; осознание проблемы и ее вербальное выражение в виде учебной задачи, формулировка цели; оценка своих возможностей (знаний, умений и т.д.) и планирование деятельности по решению проблемы.

Исполнительно-операционный этап: решение учебной задачи через выделение необходимых знаний, навыков и умений, способа деятельности, итогом решения являются новое знание, способ деятельности; применение нового знания, способа деятельности к решению исходной учебной задачи, а также новых учебных задач на уровнях знакомых, измененных и новых условий.

Рефлексивно-оценочный этап: контроль, переходящий в самоконтроль; коррекция (при необходимости); оценка, переходящая в самооценку.

Эту же структуру частнодидактической технологии мы применили для разработки технологии обучения студентов умению формировать у учащихся физические понятия.

Нами разработано учебно-методическое обеспечение реализации теории ДРЕНМ в виде системы форм организации учебных занятий, средств обучения (системы учебно-познавательных задач, направленных на развитие мыслительных операций в различных видах учебно-познавательной деятельности; мультимедийных презентаций), методов (полилогов, бесед и др.) и приемов обучения (нейро-лингвистического программирования, способов наглядного представления мыслительной деятельности, использовании цветных мелков и др.). Их отличительной чертой является включение учащихся в особую развивающую образовательную среду по разработке общего способа действий, частных и общих ООД.

Для успешного внедрения технологий, средств, методов и приемов обучения, через которую реализуется теория ДРЕНМ, необходимо соблюдать ряд психолого-дидактических условий, касающихся учителя, учащихся и организации процесса обучения физике.

Профессиональные компетенции перечислены в профессиограмме учителя. Выделим некоторые из них. Учителю необходимо: владеть предметными (физическими, психологическими, дидактико-методическими) и метапредметными знаниями, методами науки; знать структуру учебно-позна­вательной деятельности; уметь анализировать деятельность, выделять действия и операции, из которых она состоит, определить наиболее целесообразную последователь­ность их исполнения; уметь организовывать обучение по III и IV типу ООД; уметь выстраивать субъект-субъектные отношения, создавать положительную мотивацию учащихся к обучению и др.

Психолого-дидактические условия, необходимые для развития ЕНМ учащихся до теоретического уровня в процессе обучения физике, включают: реализацию межпредметных связей; обучение в зоне ближайшего развития ученика; нахождение учащимися общего подхода к решению учебной задачи (проблемы), а затем применение его к решению других учебных задач; нахождение ученика в активной позиции в учебном процессе; поэтапное формирование структурных элементов физических знаний и учебно-познавательных умений; учет возрастных особенностей учащихся, мотивации каждого, преобладающего типа восприятия информации, уровня и стадии развития ЕНМ учащихся; различные способы переработки учебного материала, его перекодировки, наглядного представления результатов мыслительной деятельности, выделения существенных признаков объектов и установление связей между ними, обобщение и систематизацию на каждом занятии; реализацию системы форм организации учебных занятий, средств, методов и приемов обучения, способствующих развитию естественнонаучного мышления; оперативный контроль за качеством усвоения знаний и сформированностью умений и мыслительных операций, и самоконтроль.

Предлагаемая теория деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся объясняет следующие явления и процессы: стадии и уровни сформированности ЕНМ взаимосвязаны с уровнем сформированности знаний и умений; абитуриенты, успешно сдавшие физику при поступлении в вуз, имеют теоретическое ЕНМ; потеря интереса к физике уже в основной школе обусловлена непониманием физического материала, отсутствием системных предметных и метапредметных знаний, обобщенных умений, знаний о применении на практике изучаемых явлений и законов.

Факты и опыты, подтверждающие основные положения теории ДРЕНМ: ЕНМ развивается до теоретического уровня у учащихся основной и средней основной школы при соблюдении вышеперечисленных условий; уровень сформированности знаний и умений связан с уровнем и стадией развития ЕНМ; знание уровня и стадии развития ЕНМ каждого учащегося позволяет оптимально организовать личностно-ориентированный подход к учащимся в процессе обучения физике; учителя физики, у которых выпускники успешно сдуют экзамены по физике, находятся на синтетической стадии развития ЕНМ.

Одним из актуальных применений этой теории является оптимальная организация профильного обучения с учетом выделенных нами особенностей ЕНМ. Нами описаны этапы организации классов физико-математического и физико-химического профиля с учетом развития ЕНМ каждого школьника. Учащиеся с теоретическим ЕНМ осуществляют восхождение от абстрактного к конкретному, владеют общим способом решения естественнонаучных задач независимо от их предметной направленности. Мы отметили, что учащиеся, находящиеся на синтетической стадии развития ЕНМ, хорошо учатся и по гуманитарным предметам вплоть до успешных выступлений на олимпиадах по литературе, истории, психологии и т.п. Именно учащиеся с теоретическим мышлением составляют костяк профильных классов, где физика изучается углубленно.

Явления и процессы, предсказываемые теорией: теоретическое ЕНМ можно развивать и совершенствовать у студентов-будущих учителей физики; ЕНМ можно быстрее развить, если реализовывать рассматриваемую теорию не только на занятиях по физике в средней общеобразовательной школе, но и при изучении химии, биологии, естествознания, природоведения; границ применимости теории нет, ее можно реализовывать не только на предметах естественнонаучного цикла; теория ДРЕНМ при целенаправленном использовании межпредметных связей ведет к развитию личности в целом.

В профессионально-педагогическую культуру учителя физики входят профессиональные компетентности. Компетентность мы рассматриваем как психическое состояние, позволяющее действовать самостоятельно и ответственно (действенная компетентность), обладание человеком способностью и умением выполнять определенные функции (А.К. Маркова), т.е. как свойства человека, которые можно сформировать. Компетенции мы рассматриваем как требования (нормативы) к человеку, которые заключаются в его готовности использовать усвоенные знания, умения и способы деятельности в реальной жизни для решения различных задач. У человека могут быть сформированы те или иные компетентности, но они могут не соответствовать компетенциям, которые предъявляет профессия. Понятие «компетентность» шире, чем понятия «знания» и «умения». Под системными профессиональными знаниями учителя физики, ведущими к формированию системных предметных и метапредметных знаний, обобщенных умений, теоретического ЕНМ мы понимаем знания, адекватные теории ДРЕНМ.

При обучении студентов – будущих учителей физики и при повышении квалификации учителей физики для решения современных задач обучения у них необходимо формировать профессиональные компетентности. Мы разработали модель подготовки студентов и учителей физики к реализации теории ДРЕНМ на основе профессиограммы, которая состоит из когнитивного, конструктивного, организационного, коммуникативного, ориентационного, мобилизационного и исследовательского компонентов.

Модель методической подготовки студентов и учителей физики к реализации теории деятельностного развития естественнонаучного мышления построена на основе: этапов, выделенных А.Н. Леонтьевым в теории деятельности, типов ориентировочной основы действий теории поэтапного формирования умственных действий П.Я. Гальперина и Н.Ф. Талызиной, технологий формирования структурных элементов системы физических знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи.

В «Концепции повышения квалификации педагогических кадров школы» целью повышения квалификации учителей естественнонаучных дисциплин указано установление соответствия между современными требованиями к естественнонаучному образованию, деятельности учителей и уровнем готовности учителей к выполнению своих профессиональных функций в условиях обновления и развития естественнонаучного образования. Практически то же самое относится и к студентам-старшекурсникам. Отличие состоит в том, что они не имеют опыта преподавания, но у них свежи в памяти знания и умения, полученные на занятиях по педагогике и психологии. Поэтому необходимо провести входную диагностику, направленную на выявление сформированности профессиональных компетентностей в контексте рассматриваемой проблемы, потребностей и мотивов (в том числе самодиагностику). Наличие потребностей и мотивов является необходимой составляющей любой деятельности. В вузовском обучении студентов и в подготовке учителей физики к процессу развития ЕНМ учащихся необходимым компонентом является воспитание у них стремления к развитию, формирование мотивов самообразования, самоуправления учебно-позна­ва­тельной деятельностью.

Между целями и результатами обучения есть прямая связь. Полученные результаты анализируются через поставленные цели и задачи. При необходимости проводится коррекция в соответствии с целями и задачами подготовки. Далее определяются перспективы в развитии профессиональных компетентностей и потребностей студентов и учителей.

Системообразующим фактором при планировании и реализации деятельности студентов и учителей физики по освоению теории деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся является структура учебно-познавательной деятельности. Планирование и реализация деятельности состоит из следующих компонентов: определение структуры и содержания программы и учебных материалов, формы подготовки, технологий обучения, средств, методов и приемов обучения.

После диагностики результатов обучения они анализируются, при необходимости корректируется процесс обучения или его отдельные составляющие. Если корректировка не нужна, то определяются перспективы развития профессиональных компетентностей и потребностей на основе социального заказа.

Реализация деятельностного подхода в методической подготовке студентов и учителей предполагает такую организацию процесса обучения, при которой овладение профессиональными компетентностями происходит на основе III и IV типа ООД в процессе решения ими профессиональных задач.

В качестве примера подготовки учителей физики к реализации развивающего обучения в диссертационном исследовании описан учебный план курсов повышения квалификации учителей физики «Развитие естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике», который может являться инвариантом для составления других курсов.

Одним из средств реализации модели являются разработанные нами «Рабочие тетради на печатной основе» для прохождения активной педагогической практики, «Педагогические предметные технологии: Теория и методика обучения физике», а также «Теория и методика обучения физике» получившая в 2005 г. гриф «Рекомендовано УМО по специальностям педагогического образования в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 032200 (050203) – физика».

Педагогический эксперимент показал, что внедрение модели методической подготовки в вузе, на курсах повышения квалификации с использованием «Рабочих тетрадей на печатной основе» формирует у студентов и учителей профессиональные компетентности в русле рассматриваемой проблемы.

В IV главе «Методика проведения и результаты педагогического эксперимента» изложены задачи и методика проведения педагогического эксперимента, критерии эффективности реализации в учебном процессе предлагаемой теории ДРЕНМ и модели подготовки студентов и учителей физики к ее реализации, результаты педагогического эксперимента и их анализ.

Проводимый педагогический эксперимент включал в себя конста­тиру­ющий, пробный, обучающий и контрольный этапы среди учащихся V–XI класс­сов ряда общеобразовательных учреждений г.Омска и Омской области, г. Му­­рав­лен­ко, Надыма, Ноябрьска Тюменской области, г. Челя­бинска. Всего на раз­личных этапах эксперимента было задействовано более 50 средних городских и сельских общеобразовательных учреждений, более 2000 учащихся, 560 студентов, 126 учителей, 4 преподавателя теории и методики обучения физике. Содержание этапов педагогического эксперимента пред­ставлено в таблице 1.

Таблица 1