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 Научный консультант Официальные оппоненты Черкасов Владимир Алексеевич Общая характеристика исследования Цель исследования Объект исследования – процесс обучения физике учащихся основной и средней школы. Предмет Гипотеза исследования Теоретико-методологическую основу Эмпирические методы На первом этапе На втором этапе На третьем этапе На четвертом этапе Пятый этап На шестом этапе Разработаны технологии Дополнена классификация типов ориентировочной основы действия. Разработана модель системы методической подготовки учителя физики Определен и обоснован комплекс психолого-дидактических условий Раскрыта взаимосвязь уровня развития естественнонаучного мышления ... 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.

На правах рукописи


СУРОВИКИНА Светлана Анатольевна


ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ


13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (физика)


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора педагогических наук


Челябинск – 2006

Работа выполнена на кафедре теории и методики обучения физике

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Челябинский государственный педагогический университет»

Научный консультант	– действительный член Российской академии образования, доктор педагогических наук, профессор Усова Антонина Васильевна
Официальные оппоненты	– член-корреспондент Российской академии образования, доктор педагогических наук, профессор Синенко Василий Яковлевич – доктор педагогических наук, профессор Крутский Александр Николаевич – доктор педагогических наук, профессор Черкасов Владимир Алексеевич
Ведущая организация	– ГОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет»

Защита состоится «18» октября 2006 г. в 10⁰⁰ часов на заседании диссертационного совета Д212.295.02 при ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г.Челябинск, пр. Ленина, 69, ауд.439


С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Челябинского государственного педагогического университета


Автореферат разослан «___»__________2006 г.


Ученый секретарь диссертационного

совета, доктор педагогических наук,

профессор В.С. Елагина


Общая характеристика исследования


В Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года определены направления модернизации, одними из которых является личностная ориентация содержания образования, деятельностный характер образования, направленность содержания образования на формирование общих учебных умений и навыков, обобщенных способов учебной, познавательной, коммуникативной, практической, творческой деятельности, на получение учащимися опыта этой деятельности; формирование готовности учащихся использовать усвоенные знания, умения и способы деятельности в реальной жизни для решения практических задач. Она подчеркивает необходимость ориентации образования не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, его познавательных способностей.

Многоаспектность модернизации требует пересмотра компонентов процесса обучения в их взаимосвязи и взаимозависимости. Анализ направлений показывает, что их общим основанием являются обобщенные (метапредметные) знания, навыки и умения, формирование которых связано с уровнем развития мышления учащихся. В физике, которая является основой естествознания, как ни в каком другом учебном предмете можно успешно развивать все формы и виды мышления, т.к. в процессе ее преподавания присутствуют различные виды учебно-познавательной деятельности: работа с учебной и дополнительной литературой, проведение наблюдений и выполнение эксперимента, решение задач и т.д. Развитие личности предполагает развитие мышления, в том числе естественнонаучного (ЕНМ).

Проведенный нами анализ практики школьного и вузовского обучения показал, что еще часто используются малоэффективные технологии, ориентированные на применение репро­дуктивных методов. Не уделяется должного внимания вопросам методики формирования теоретического мышления учащихся. В связи с этим возникает необходимость в послевузовской подготовке учителей к формированию и развитию у учащихся системных предметных и метапредметных знаний, обобщенных умений, теоретического естественнонаучного мышления.

В настоящее время перед ними появилась проблема грамотной организации профильного обучения, оптимального выбора технологий, средств, методов и приемов обучения в классах различного профиля.

Современная теория мышления приобрела междис­ципли­нар­ный характер. Происшедшие в ней изменения затронули кате­гориальный аппарат, связанные с ним методы изучения, диагностики мышления. В рамках модернизации современного школьного образования проблема развития мышления учащихся становится одной из фундаментальных и поэтому исследуется многими науками, в том числе и дидактикой.

Студенты, обучающиеся в педагогическом вузе, должны овладеть современными технологиями, в том числе информационными, средствами, методами и приемами обучения. Однако время на изучение специальных дисциплин сокращается, а большую часть учебного материала они осваивают самостоятельно. В связи с эти возникает острая необходимость в разработке современных учебных пособий, которые помогали бы студентам организовать самостоятельную учебно-познавательную деятельность.

Анализ специфики социально-экономического развития России, современного состояния образования, методологической, психолого-дидакти­ческой, научно-методи­чес­кой литературы, практики обучения физике учащихся в школе, процесса формирования и развития профессионально-методических умений будущих учителей физики в педвузе, учителей физики на курсах повышения квалификации приводит к выводу о наличии в образовательной системе ряда противоречий:

– между возросшими требованиями общества, связанными с необходимостью формирования у выпускников основной и средней школы теоретического естественнонаучного мышления, – с одной стороны, и сложившейся системой обучения физике в общеобразовательных учреждениях, – с другой стороны;

– между необходимостью формирования у учащихся системных предметных и метапредметных знаний, обобщенных умений на основе важнейших видов учебно-познавательной деятельности при обучении физике, – с одной стороны, и недостаточной разработанностью технологий организации этих видов деятельности, средств, методов и приемов обучения, приводящих к развитию ЕНМ учащихся – с другой стороны;

– между необходимостью профессионально-методической подготовки студентов, учителей физики к деятельности по формированию и развитию у обучаемых теоретического ЕНМ, – с одной стороны, и отсутствием теоретически обоснованной системы этой подготовки – с другой стороны.

Проблема развития мышления исследовалась в философии Г. Гегелем, В.С. Готтом, Э.В. Ильенковым, П.В. Копниным, И. Кантом, В.А. Степиным, В.С. Швыревым и др.; в психологии – Б.Г. Ананьевым, Г.А. Берулава, Д.Н. Богоявленским, Э. де Боно, Дж. Брунером, А.В. Брушлинским, Л.С. Выготским, П.Я. Гальпериным, В.В. Давыдовым, Дж. Дьюи, А.З. Заком, Л.В. Занковым, Е.Н. Кабановой-Меллер, З.И. Калмыковой, Г.С. Костюком, А.М. Матюшкиным, Н.А. Менчинской, Ж. Пиаже, А.З. Рахимовым, С.Л. Рубинштейном, Ю.А. Самариным, Н.Ф. Талызиной, О.К. Тихомировым, Л.М. Фридманом, М.Н. Шардаковым, Ф.Н. Шемякиным, И.С. Якиманской и др.; в общей дидактике – В.А. Беликовым, В.П. Беспалько, В.П. Бетевым, Н.М. Зверевой, Л.Я. Зориной, Г.Д. Кирилловой, И.Я. Лернером, Р.И. Малафеевым, М.И. Махмутовым, В.Ф. Паламарчуком, П.И. Пидкасистым, А.В. Усовой, В.А. Черкасовым, П.И. Чернецовым, Т.И. Шамовой, Г.И. Щукиной, П.М. Эрдниевым и др.; в частных дидактиках – В.Ф. Ефименко, С.Е. Каменецким, И.С. Карасовой, О.В. Куликовой, В.В. Мултановским, Г.С. Овчинниковым, А.И. Подольским, Н.Н. Поспеловым, И.Н. Поспеловым, Н.С. Пурышевой, В.И. Решановой, А.В. Усовой, Л.С. Хижняковой, Т.Н. Шамало, И.Л. Юфановой и другими.

На основе анализа исследований по проблеме мы пришли к выводу, что в педагогической теории и практике не в полной мере исследованы вопросы: комплексного развития естественнонаучного мышления в различных видах учебно-познавательной деятельности при обучении физике; связи между ним и формированием системных предметных и метапредметных знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи; не разработана теория развития естественнонаучного мышления учащихся; недостаточно разработано методико-технологическое обеспечение указанной проблемы.

Таким образом, актуальность настоящего исследования определяется: 1) возросшими требованиями общества к выпускникам основной и средней школы, имеющим теоретический уровень развития естественнонаучного мышления (ЕНМ); 2) не в полной мере реализованными возможностями школы в подготовке выпускников, формирования у них системных предметных и метапредметных знаний, обобщенных учебно-познавательных умений, теоретического ЕНМ; 3) неразработанностью теоретико-методологических основ развития ЕНМ до теоретического уровня.

На основании изучения и анализа имеющихся в науке исследований по данной проблеме, обобщения педагогического опыта, собственных результатов научно-исследовательской работы была сформулирована проблема исследования, определяющаяся противоречием между возросшей потребностью развития ЕНМ учащихся V-XI классов до теоретического уровня в процессе обучения физике, с одной стороны, и отсутствия разработки научно обоснованной теории этого развития, технологий обучения, средств, методов и приемов ее реализации в различных видах учебно-познавательной деятельности, а также системы методической подготовки учителей физики в рассматриваемом аспекте – с другой стороны.

Важность и актуальность рассматриваемой проблемы послужила основанием для определения темы исследования: «Теоретико-методологические основы развития естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике».

Цель исследования – разработать теорию деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся средних общеобразовательных учреждений в процессе обучения физике, приводящей к формированию системных физических и метапредметных знаний, обобщенных экспериментальных умений, обобщенных умений решать физические задачи, теоретического естественнонаучного мышления.

Объект исследования – процесс обучения физике учащихся основной и средней школы.

Предмет исследования – процесс развития естественнонаучного мышления учащихся основной и средней школы при обучении физике.

Гипотеза исследования ­– формирование у учащихся основной и средней школы системных предметных и метапредметных знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи, развитие естественнонаучного мышления до теоретического уровня может быть результативным, если:

1) разработать и внедрить теорию деятельностного развития естественнонаучного мышления, включающую теоретико-методологическое основание, эм­пи­рический базис, ядро (идеи, подходы, законы и закономерности, принципы), следствие теории, раскрытых на основе методологических, психологических, дидактико-методических и научно-предметных (физических) знаний;

2) разработать и внедрить технологии формирования структурных элементов системы физических знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи, реализуемые в системе форм организации учебных занятий с использованием средств, методов и приемов обучения, способствующих развитию естественнонаучного мышления;

3) выявить комплекс психолого-дидактических условий эффективного функционирования технологий формирования структурных элементов системы физических знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи;

4) разработать модель профессионально-методической подготовки учителей физики к реализации теории деятельностного развития естественнонаучного мышления на основе профессиограммы учителя физики в рассматриваемом плане.

В соответствии с целью и гипотезой, в работе ставились следующие задачи:

1. Обосновать необходимость разработки теории деятельностного развития естественнонаучного мышления на основе историко-педагогического анализа, исследования и обобщения опыта развития мышления учащихся и студентов при традиционном и развивающем обучении в школе и вузе.
   
2. Выявить теоретико-методологические аспекты проблемы, проанализировать различные точки зрения, которые могут быть положены в эмпирический базис и ядро теории деятельностного развития естественнонаучного мышления.
   
3. Развить и конкретизировать терминологическое поле исследования.
   
4. Разработать теорию деятельностного развития естественнонаучного мышления (ДРЕНМ) учащихся V-XI классов в процессе обучения физике, включающую теоретико-методологическое основание, эмпирический базис, ядро, следствия, технологии ее реализации.
   
5. Уточнить комплекс психолого-дидактических условий, необходимых для развития естественнонаучного мышления учащихся до теоретического уровня в процессе обучения физике, касающиеся учителя, учащихся и организации процесса обучения физике.
   
6. Уточнить особенности естественнонаучного мышления.
   
7. Сконструировать профессиограмму методической подготовки учителя физики по внедрению теории ДРЕНМ учащихся и на этой основе разработать модель учителя физики, которая может реализоваться через программу повышения квалификации.
   
8. Проанализировать возможности современных учебно-методических комплексов с позиции решения в них проблемы развития мышления учащихся.
   
9. Разработать средства: 1) способствующие развитию ЕНМ учащихся, 2) направленные на формирование и развитие профессиональных компетентностей учителей физики в рассматриваемом аспекте.
   
10. Выявить связи между уровнем развития ЕНМ и уровнем сформированности знаний, умений обучаемых в различных видах учебно-позна­ва­тельной деятельности, определить критерии оценки полноты их сформированности.
    
11. Провести педагогический эксперимент, направленный на проверку гипотезы исследования, оценку эффективности реализации разработанной теории, технологий и условий ее реализации, средств, методов и приемов, способствующих развитию естественнонаучного мышления учащихся, модели профессионально-методической подготовки студентов и учителей физики к реализации теории ДРЕНМ учащихся.
    

Теоретико-методологическую основу исследования составили идеи развивающего обучения, технологичности, системного, диалектического, эклектического, деятельностного, ассоциативно-рефлекторного и личностно-ориентированного подходов к образовательному процессу.

Исследование опиралось на:

– работы по философии и методологии науки, идеи системного и диалектического подходов (Н.К. Вахтомин, Г. Гегель, Э.В. Ильенков, Б.М. Кедров, В.С. Степин и др.);

– идеи, принципы деятельностного подхода (Б.Г. Ананьев, Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн и др.);

– идеи, принципы личностно-ориентированного обучения (Е.В. Бондаревская, В.В. Сериков, А.В. Хуторской, И.С. Якиманская и др.);

– психологические исследования процессов формирования знаний, учебно-познавательных умений, развития мышления (Г.А. Берулава, Д.Н. Богоявленский, Дж. Брунер, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, В.П. Зинченко, Е.Н. Кабанова-Меллер, А.Н. Леонтьев, Н.А. Менчинская, С.Л. Рубинштейн, Ю.А. Самарин, Н.Ф. Талызина и др.);

– дидактические и методические работы, посвященные формированию знаний, навыков и умений, процессу развития мышления (В.П. Беспалько, А.А. Бобров, А.Н. Звягин, Л.Я. Зорина, З.И. Калмыкова, С.Е. Каменецкий, Г.Д. Кириллова, Ю.А. Сауров, В.Я. Синенко, В.А. Сластенин, Н.Н. Тулькибаева, А.В. Усова, В.А. Черкасов, Т.Н. Шамало, П.М. Эрдниев и др.);

– работы, посвященные профессионально-методической подготовке учителя физики (И.Л. Беленок, Г.М. Голин, В.С. Елагина, В.В. Мултановский, А.И. Наумов, Н.С. Пурышева, Л.С. Хижнякова, Н.В. Шаронова, Е.Г. Шатова и др.);

– теория творческого развития и саморазвития личности (В.И. Андреев, Л.Г. Вяткин, А.Н. Леонтьев, В.С. Лернер, В.Г. Разумовский, С.Л. Рубинштейн и др.);

– идеи развивающего обучения (В.В. Давыдов, Л.В. Занков, А.Н. Крутский, М.И. Махмутов, А.В. Петров, А.И. Подольский, В.Г. Разумовский, А.З. Рахимов, А.В. Усова, Д.Б. Эльконин и др.).

Сочетание теоретико-методологического уровня исследования с решением практических задач обусловило выбор комплекса теоретических и эмпирических методов исследования. Теоретические методы: а) историко-педа­гогический анализ использовался для выявления тенденций в истории образования в контексте развития мышления; б) теоретический анализ философской, психологической, дидактической и методической литературы, нормативно-правовых документов по вопросам народного образования позволил сформулировать исходные позиции исследования; в) понятийно-терминологический анализ применялся для характеристики и упорядочения понятийного поля проблемы, в том числе проблемы многозначных физических терминов; г) системный подход послужил основой целостного рассмотрения теории ДРЕНМ и технологий ее реализации; д) моделирование использовалось для выстраивания процесса подготовки студентов и учителей физики к реализации разработанной нами теории, разработки системы учебно-познавательных задач для учащихся и студентов; е) прогнозирование применялось для описания явлений, предсказываемых теорией ДРЕНМ; ж) причинно-следственный анализ использовался для объяснения взаимосвязи различных психических новообразований и их связи с процессом обучения; з) структурно-логический анализ использовался для анализа учебных программ, учебников физики, разработки системы учебно-познавательных задач.

Эмпирические методы: а) исследование и обобщение опыта преподавания физики учащимся при традиционном и развивающем обучении; б) констатирующий эксперимент по выявлению сформированности структурных элементов знаний, экспериментальных умений, умений решать физические задачи, уровня развития ЕНМ учащихся; состояния развития ЕНМ студентов и учителей физики; методики организации различных видов учебно-познавательной деятельности учащихся в процессе обучения физике; в) пробный эксперимент по апробации и выявлению эффективности технологий реализации разработанной теории, отдельных средств, методов и приемов; г) систематический обучающий эксперимент по обеспечению условий и практической реализации теории ДРЕНМ в процессе обучения физике; д) контрольный эксперимент по проверке повторяемости результатов, полученных при обучающем эксперименте; е) педагогическое наблюдение, беседа, анкетирование, тестирование; ж) психологические методы диагностики мышления (критериально-ориентированный тест, школьный тест умственного развития), методы нейро-лингвистического программирования; з) статистические методы обработки результатов педагогического эксперимента и проверки выдвинутой гипотезы.

Исследование состояло из шести этапов. В педагогическом эксперименте приняли участие более 1300 учащихся, 560 студентов и 110 учителей физики, 4 преподавателя теории и методики обучения физике. Экспериментальная работа осуществлялось на базе МОУ «СОШ №№ 8, 65, 94, 142, 157, 161, «Лицей № 166» и др. г. Омска; «Алексеевская СОШ», «Новоуральская СОШ», «Сосновская СОШ» (Азовский район), «Сосновская СОШ» (Таврический район), «Тюкалинская СОШ №1», «Ульяновская СОШ», «Азовская гимназия», «Нововаршавская гимазия» и др. Омской области; «СОШ № 97» г. Челябинска; ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет», в кабинетах повышения квалификации гг. Надыма, Нового Уренгоя, Ноябрьска, Муравленко Тюменской области (см. таблицу 1).

На первом этапе (1993-95 гг.) определялись теоретико-методологи­чес­кие и психолого-дидактические основы исследования, изучался отечественный и зарубежный опыт развития отдельных мыслительных операций, разрабатывалась модель взаимосвязи обобщения и систематизации, методика их формирования, начался констатирующий эксперимент; внедрялись методики формирования физических понятий (А.В. Усова), экспериментальных умений (А.В. Усова, А.А. Бобров), решения физических задач (А.В. Усова, Н.Н. Тулькибаева).

На втором этапе (1995-97 гг.) проходила апробация методики формирования у учащихся умения выполнять отдельные мыслительные операции в практике школьного обучения физике, технологий формирования системных предметных и метапредметных знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи.

На третьем этапе (1997-98 гг.) была разработана концепция ДРЕНМ, проверена гипотеза о связи развития ЕНМ с уровнем сформированности структурных элементов знаний, умения решать задачи и проводить физический эксперимент; разработана исходная модель построения и первые варианты системы учебно-познавательных задач для учащихся, направленных на формирование и развитие мыслительных операций в разных видах учебно-познавательной деятельности, модель системы методической подготовки студентов и учителей физики к деятельности по развитию у учащихся ЕНМ. Были подобраны и апробированы методы диагностики ЕНМ учащихся.

На четвертом этапе (1998-99 гг.) проверялись и корректировались разработанные концепция, технологии, системы учебно-познавательных задач для учащихся и модели методической подготовки студентов и учителей физики, ориентированных на развитие естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике. Были выявлены средства, методы и приемы, позволяющие наиболее эффективно развивать естественнонаучное мышление учащихся.

Пятый этап (1999-2005 гг.) был посвящен теоретико-методологической и методико-технологической разработке и обоснованию ключевых положений теории ДРЕНМ учащихся, широкой экспериментальной проверке технологий ее реализации в средних общеобразовательных учреждениях, средств, методов и приемов, способствующих развитию ЕНМ учащихся. Апробировалась модель методической подготовки студентов и учителей физики, разрабатывались и апробировались программы, «Рабочие тетради на печатной основе».

На шестом этапе (2005-2006 гг.) проходил контрольный эксперимент и осуществлялось оформление диссертации.

Научная новизна исследования заключается в следующем.

1. Разработана теория деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся V-XI классов в процессе обучения физике.
   
2. Разработаны технологии формирования структурных элементов знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи, развития у студентов умения формировать у учащихся физические понятия.
   
3. Дополнена классификация типов ориентировочной основы действия. Конкретизировано содержание III типа ООД, предполагающее составление учащимся под руководством учителя частных и общих ООД; выделен IV тип ООД, при использовании которого учащийся сам определяет общий метод построения ООД, составляет ООД.
   
4. Разработана модель системы методической подготовки учителя физики к реализации теории деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся V-XI классов, включающая выделение основных направлений такой подготовки и ее конкретное наполнение в рамках курса (теории и методики обучения физике, курсов по выбору, повышения квалификации работников образования), на основе профессиограммы деятельности учителя физики по реализации разработанной нами теории.
   
5. Определен и обоснован комплекс психолого-дидактических условий, необходимых для развития естественнонаучного мышления учащихся до теоретического уровня в процессе обучения физике.
   
6. Раскрыта взаимосвязь уровня развития естественнонаучного мышления: 1) с уровнем сформированности у учащихся системных предметных и метапредметных знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи; 2) с ведущим типом восприятия (модальностью) учащегося.
   

Теоретическая значимость исследования состоит в дальнейшем развитии теоретических основ методики обучения физике, а именно:

1. Исследована проблема развития ЕНМ учащихся V-XI классов до теоретического уровня в процессе обучения физике.
   
2. На основании исследования методологической, психологической, дидактико-методической и физической литературы уточнен и систематизирован понятийно-категориальный аппарат. Расширено терминологическое поле проблемы за счет введения авторского понятия «развитие естественнонаучного мышления» как процесса овладения, совершенствования и применения учащимися мыслительных операций, форм, видов мышления и способов познавательной деятельности в процессе изучения основ естественных наук.
   
3. В разработке и методологическом обосновании теории деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся, которая является сложной, целенаправленной, динамической системой методологических, психологических, дидактико-методических и научно-предметных (физических) знаний, базирующейся на идеях развивающего обучения и технологичности, диалектического, эклектического, деятельностного, ассоциативно-рефлекторного и личностно-ориентированного подходов, принципов системности, непрерывности и преемственности, реализуемых на операционно-мотива­ци­онном, содержательно-процессуальном и рефлексивно-оценочном этапах учебно-познава­тельной деятельности.
   
4. В разработке обобщенной структуры частнодидактической теории и частнодидактической технологии.
   
5. В выявлении методологических, психологических, дидактико-методи­ческих и научно-предметных оснований построения теории.
   
6. В выявлении закономерностей и стадий развития естественнонаучного мышления, необходимых для планирования работы учителя физики, организации профильного обучения.
   
7. В разработке модели системы учебных задач, направленных на развитие мыслительных операций в различных видах учебно-познавательной деятельности при обучении физике.
   

Практическая значимость исследования заключается в том, что его выводы и рекомендации по развитию естественнонаучного мышления до теоретического уровня, формированию системных физических и метапредметных знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи служат совершенствованию образовательного процесса по физике в основной и высшей школе. Практическая значимость определяется:

1. Разработкой и внедрением учебно-познавательных задач для учащихся, направленных на развитие мыслительных операций в различных видах учеб­но-познавательной деятельности в процессе обучения физике.
   
2. Сопоставлением результатов диагностики мышления учащихся посредством теста естественнонаучного мышления и школьного теста умственного развития, со сформированностью знаний, навыков и умений на основе поэлементного и пооперационного методов анализа и разработкой методических рекомендаций по их использованию на различных этапах обучения.
   
3. Разработкой и внедрением методико-технологического обеспечения подготовки студентов и повышения квалификации учителей физики, включающей: программы методической подготовки студентов и учителей физики к реализации теории деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся; учебные пособия в форме «Рабочей тетради на печатной основе», которые способствуют формированию их профессиональных компетентностей.
   
4. Разработкой методических рекомендаций для студентов и учителей по анализу качества учебно-методических комплексов и совершенствованию школьных учебников по физике; по созданию мультимедийных презентаций на основе деятельностного подхода.
   
5. Положительным влиянием разработанной теории деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике на уровень предметных и метапредметных знаний, экспериментальных умений и умений решать физические задачи, естественнонаучного мышления учащихся.
   
6. Положительным влиянием модели методической подготовки студентов и учителей физики к реализации этой теории на сформированность их профессиональных компетентностей в рассматриваемом аспекте.
   

На защиту выносятся следующие положения:

1. Развитие естественнонаучного мышления представляет собой процесс овладения, совершенствования и применения учащимися мыслительных операций, форм, видов мышления и способов познавательной деятельности в различных видах учебно-познавательной деятельности в процессе изучения основ естественных наук.
   
2. Теория деятельностного развития естественнонаучного мышления разработана в контексте идей модернизации современного российского образования и позволяет получить на выходе результат, соответствующий социальному заказу общества, запросам и потребностям учащихся. Она представляет собой теоретически обоснованную стратегию педагогической деятельности, направленную на формирование теоретического ЕНМ учащихся основной и средней школы через формирование системных физических и метапредметных знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи. Ее ключевыми компонентами являются:
   

• Теория деятельностного развития естественнонаучного мышления включает методологическую, психологическую, дидактико-методи­чес­кую и научно-предметную (физическую) содержательные линии.
  
• Достижение уровня обобщенности знаний и умений приводит к развитию ЕНМ от эмпирического до теоретического уровня.
  
• Теория деятельностного развития естественнонаучного мышления включает в себя: научные факты, послужившие основанием для разработки теории; исследуемый объект, психические новообразования; факторы (обстоятельства), влияющие на объект; основные понятия теории; основные положения теории; законы и закономерности, на которые опирается теория; психолого-дидактические условия реализации теории; механизм реализации теории (основные виды учебно-познавательной деятельности и их связь с другими видами деятельности, технологии обучения, формы организации учебных занятий, способы деятельности, средства, методы и приемы обучения); круг явлений и процессов, объясняемых теорией; явления и процессы, предсказываемые теорией; факты и опыты, подтверждающие основные положения теории.
  
• В качестве основных положений теории мы рассматриваем идеи, законы, закономерности, подходы и принципы.
  

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

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, воспитывающего и развивающего обучения. 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.

Конкретизация законов и закономерностей определила систему общих и специфических принципов, которые реализуются на трех этапах. Ориентировочно-мотивационный этап (аксиологическая и акмеологическая сферы) осуществляется на основе принципа гуманизации, принципа единства обучения, воспитания и развития, дифференциации и индивидуализации обучения. Исполнительно-операционный этап включает 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 осуществляется при реализации принципа прочности, осознанности и действенности результатов образования, воспитания и развития. Системообразующим принципом является принцип системности, который обеспечивает системность изучения объекта, процесса и результата обучения учащихся физике, основополагающим принципом ­­­­­– является принцип непрерыв­ности и преемственности.

• Теория реализуется через технологии формирования структурных элементов системы физических знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи, систему форм организации учебных занятий, средств, методов и приемов обучения на фоне комплекса психолого-дидактических условий.
  

Реализация технологий формирования структурных элементов физических знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи приводит к формированию у учащихся системных физических и метапредметных знаний, обобщенных умений решать физические задачи и экспериментальных умений, теоретического естественнонаучного мышления. ­Ориентировочно-мотивационный этап включает: создание проблемной ситуации и введение в нее учащихся; осознание проблемы и ее выражение в виде учебной задачи вербально, формулировку цели; оценку своих возможностей (знаний, умений и т.д.) и планирование деятельности по решению проблемы. Исполнительно-операционный этап предполагает решение учебной задачи через выделение необходимых знаний, навыков и умений, способа деятельности, итогом которого являются новое знание и способ деятельности; применение нового знания, способа деятельности к решению исходной учебной задачи, а также новых учебных задач на уровнях знакомых, измененных и в новых условиях. Рефлексивно-оценочный этап включает контроль, переходящий в самоконтроль; коррекцию (при необходимости); оценку, переходящую в самооценку.

• Знание и учет в процессе обучения уровня и стадии развития естественнонаучного мышления учащихся позволяет эффективно организовать обучение физике.
  

3. Эффективность развития естественнонаучного мышления учащихся основной и средней школы обеспечивается комплексом психолого-дидакти­ческих условий, включающем: 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; самостоятельность и активную позицию ученика в учебном процессе; поэтапное формирование структурных элементов физических знаний и учебно-познавательных умений; учет возрастных особенностей учащихся, их мотивации, 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 и самоконтроль за качеством усвоения знаний, умений и мыслительных операций.
   
4. Модель методической подготовки студентов и учителей физики к реализации теории деятельностного развития естественнонаучного мышления включает методологическую, психологическую, дидактико-методичес­кую и научно-предметную (физическую) содержательные линии, в частности: структуры учебной деятельности, типов ориентировочной основы действий, технологий формирования структурных элементов системы физических знаний, обобщенных экспериментальных умений и обобщенных умений решать физические задачи. Учебные пособия в форме «Рабочих тетрадей на печатной основе» по теории и методике обучения физике являются одним из средств реализации этой модели и используются в организации самостоятельной работы студентов и учителей физики, способствуют формированию у них профессиональных компетентностей, связанных с развитием естественнонаучного мышления учащихся.
   

Достоверность и обоснованность результатов проведенного исследования обеспечивается: 1) методологической аргументацией исходных теоретико-методо­ло­ги­ческих позиций, включающих обращение к философии, психологии, педагогике и др.; 2) использованием взаимодополняющих теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных целям, предмету и задачам исследования; 3) длительностью эксперимента, достаточным объемом выборки на различных этапах педагогического эксперимента; 4) непротиворечивостью полученных результатов исследования основным задачам современного образования; 5) согласованностью теоретических данных с результатами педагогического эксперимента; 6) воспроизводимостью результатов исследования на протяжении нескольких лет в различных школах разными учителями; 7) использованием методов математической статистики при обработке материалов, полученных в ходе педагогического эксперимента; 8) проведением педагогического эксперимента в строго контролируемых условиях; 9) широкой апробацией результатов исследования в процесс обучения физике и методике ее преподавания в общеобразовательных учреждениях, педагогических вузах, учреждениях, занимающихся повышением квалификации работников образования.

Апробация идей и внедрение результатов исследования осуществлялось посредством:

– Развернутых публикаций в печати, в частности в ведущих педагогических журналах «Вестник Челябинского государственного педагогического университета», «Интеграция образования», «Наука и школа», международном журнале «Наука, культура, образование».

– Опубликования монографий «Развитие естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике: Теоретический аспект», «Теория деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике: Теоретический и практический аспекты»; отчета по результатам научно-исследовательской работы по программе Министерства образования РФ в виде монографий «Организация профильного обучения учащихся по индивидуальным учебным планам с учетом их исследовательской деятельности» и «Методическое обеспечение содержания профильного обучения» по теме «Научно-методическое обеспечение функционирования и модернизации системы образования»; программ; учебных пособий; методических рекомендаций и пособий, в том числе в форме «Рабочей тетради на печатной основе»; дидактических материалов для учащихся, студентов и учителей физики, в которых изложены научно-методические основы теории деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся. Записаны на компакт-диски и распространены среди учителей физики дидактические материалы для учащихся, студентов и учителей, в том числе презентации, созданные в PowerPoint, буклеты – в Publisher, Excel, веб-сайт «Готовимся к ЕГЭ по физике». Ряд материалов представлен в Интернет на сайте службы практической психологии образования (www.psyinfo.ru), Омского государственного педагогического университета (omsk-edu.ru), Бийского государственного педагогического института (biysk.secna.ru/ jurnal/n3/ html), Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена (www.psme.herzen. spb.ru/programm. doc), газеты «Первое сентября» (festival.1september.ru/2004_2005/index.php? numb_artic=210964). Учебному пособию «Теория и методика обучения физике» присужден 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».

– Выступлений на конференциях и семинарах, в которых докладывались идеи, ход и результаты работы:

• международных и всероссийских научно-практических конференциях и семинарах «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов» – Челябинск, 1995, 1998, 1999, 2001-2006; «Стандартизация образования в современной средней и высшей школе» – Челябинск, 1997; «Роль межпредметных связей в системе развивающего обучения» – Горно-Алтайск, 2001; «Развивающее образование XXI века» – Горно-Алтайск, 2003; «Психолого-педагогическая наука в практике современного образования» – Москва, 2004; «Физика в системе современного образования (ФССО)» – Санкт-Петербург, 2005; «Пути решения проблемы повышения качества образования в XXI веке» – Горно-Алтайск, 2005;
  
• межрегиональных научно-практических конференциях «Научные понятия в учебно-воспитательном процессе школы и вуза» – Челябинск, 1994; «Инновационные процессы в системе современного образо­вания» – Горно-Алтайск, 1999; «Психолого-педагогические исследования в системе образования» – Москва, 2002;
  
• региональных, межвузовских и внутривузовских конференциях, семинарах: «Научные понятия в современ­ном учебном процессе школы и вуза» – Челябинск, 1993; «Управление образовательным процессом в учебном заведении» – Омск, 1993; «Научно-методические и организационные вопросы использования технических средств обучения в различных типах образовательных учреждений» – Омск, 1994; «Современные социально-экономические проблемы развития России» – Омск, 1995; «Научно-методические и организационные вопросы использования технических средств обучения в различных формах организации учебных занятий» – Омск, 1995; «Использование новых техноло­гий в профессионально-мето­дической подготовке учителя физики в педвузе» – Челябинск, 1997; «Средства обучения как условие повышения эффективности учебно-познавательной деятельности учащихся» – Омск, 1997; «Выбор форм, методов обучения и воспитания» – Омск, 1998; «Подготовка учителя физики в условиях модернизации образования» – Челябинск, 2002; «Подготовка учителя к реализации профильного обучения в средней школе» – Новосибирск, 2003; «Проблемы качества подготовки специалистов в системе высшего педагогического образования» – Омск, 2003; «Управление инновационными процессами в образовательном учреждении: опыт и проблемы» – Омск, 2003; на научно-методических семинарах физического факультета Омского государственного педагогического университета (ОмГПУ), 2004; заседаниях кафедры теории и методики обучения физики ОмГПУ и Челябинского государственного педагогического университета, 1994-2005; методических объединениях учителей г. Омска, ряде МОУ и НОУ г.Омска, 1993-2005.
  

• Использования материалов и результатов исследования в средних общеобразовательных учреждениях гг. Муравленко, Надыма, Нового Уренгоя, Ноябрьска Тюменской области, Омска и Омской области, при организации курсовой подготовки учителей в Омском областном институте повышения квалификации работников образования (ОмИПКРО) (1993-2004 гг.), в институте непрерывного профессионального образования при ОмГПУ (2003 г.), в Центре образовательных инициатив ОмГПУ (2002-2006 гг.), в кабинетах повышения квалификации гг. Надыма, Нового Уренгоя, Ноябрьска, Муравленко (2003-2005 гг.); при подготовке студентов физического факультета в ОмГПУ, ЧГПУ (1993-2006 гг.).
  
• Руководства с 2002 г. творческой группой учителей физики г.Омска и области, Муравленко, Надыма и Ноябрьска Тюменской области.
  
• Руководства выпускными квалификационными работами студентов IV и V курсов. В 1999 г. две выпускные квалификационные работы студентов V курса получили дипломы Российского конкурса научных работ студентов; в рамках зональной олимпиады по теории и методике обучения физике в конкурсе научных работ студентов две работы заняли призовые места (2001 г., 2004г.).
  
• Организацией и редактирования с 2004 года ежегодного сборника научно-методических трудов ученых России и учителей естественнонаучных дисциплин «Развитие мышления в процессе обучения физике».
  
• Педагогической деятельности в качестве преподавателя в педаго­гическом вузе, институтах повышения квалификации работников образования, общеобразовательных учреждениях; в процессе учебно-методической работы в Центре дополнительного образования «Эврика» г. Омска, Центре образовательных инициатив при Омском государственном педагогическом университете; при организации и проведении районных, городских и зональных олимпиад по физике, городского тура научного общества учащихся по физике.
  

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии (477 источников) и приложения. Текст занимает 527 с. (без приложения), содержит 34 таблицы и 56 рисунков.


Основное содержание диссертации

Во введении на основании выявленных противоречий и необходимости их разрешения обоснована актуальность исследуемой проблемы и выбрана тема исследования; выделены цель, объект и предмет исследования; сформулированы гипотеза и задачи исследования; раскрыты методы и этапы исследования, его научная новизна, теоретическая и практическая значимость; сформулированы основные положения, выносимые на защиту; приведены сведения об апробации и внедрении результатов исследования.