Geum.ru

«Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена»

Вид материалаАвтореферат

Содержание


Гипотеза исследования
Теоретико-методологические основы исследования составляют
Обоснованность и достоверность результатов и выводов исследования
Научная новизна
Теоретическая значимость
Практическое значение
Подобный материал:
1   2   3   4

Гипотеза исследования


Решение проблемы достижения целостности исследовательского обучения физике при подготовке педагогических кадров должно быть комплексным, охватывая содержательную, процессуальную и организационную стороны учебного процесса, и может быть осуществлено при условиях:

– опоры на предметное содержание физических основ твердотельной электроники, являющееся представительным в плане полноты востребованности методов поисково-познавательной деятельности, единства фундаментальной и прикладной составляющих содержания;

– обеспечения системности и логической завершенности его освоения, что предполагает привлечение различных видов и форм занятий и координацию их содержания;

– дидактически оправданного обогащения им предметного содержания общего курса физики и систематизации его освоения с широким использованием задачного подхода;

– проектирования учебного процесса в следующих за общим курсом специальных дисциплинах на основе укрупненных структурных единиц – циклов лекций и учебно-исследовательских заданий, направленных на освоение физики определенных материалов и устройств твердотельной электроники;

– использования проектно-исследовательской деятельности по решению актуальных физико-технических задач как эффективного средства реализации целевых установок.

Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи.
  1. Проанализировать состояние исследовательского обучения физике в подготовке педагогических кадров, выявить присущие ему противоречия и пути их устранения.
  2. Определить и реализовать подходы к проектированию предметного содержания исследовательского обучения физике, обеспечивающего формирование у студентов умений и опыта целостного освоения предметного материала высокой научной и практической значимости.
  3. Разработать и реализовать подходы к организации исследовательской подготовки педагогических кадров по физике, обеспечивающие целостное освоение методологии научных исследований.
  4. Разработать и обосновать подходы к формированию у обучающихся умений и опыта самостоятельного освоения аналитических возможностей и практического использования физических методов исследования, адекватных его задачам.
  5. Обеспечить непрерывность целостного практико-ориентированного исследовательского обучения физике при подготовке педагогических кадров.
  6. Создать конкретные методические разработки, обеспечивающие целостность исследовательского обучения физике в подготовке педагогических кадров.
  7. Проверить эффективность развитого научно-методического обеспечения целостного исследовательского обучения физике в педагогическом эксперименте.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

– теоретический анализ проблемы на основе изучения современных достижений физических наук, результатов психолого-педагогических и методических исследований;

– научно-методический анализ и обобщение накопленного опыта исследовательского обучения физике в подготовке педагогических кадров;

– экспериментальное исследовательское обучение физике на основе разработанного научно-методического обеспечения, осуществляемое автором и другими преподавателями, анализ и обобщение полученных результатов;

– анкетирование студентов и преподавателей и метод экспертных оценок;

– педагогический эксперимент по определению эффективности предлагаемого научно-методического обеспечения целостного исследовательского обучения физике.

Теоретико-методологические основы исследования составляют:

– труды классиков физической науки по ее методологическим аспектам (М. Борн, Н. Бор, В. Гейзенберг, П. Л. Капица, Л. Д. Ландау, Р. Фейнман, В. А. Фок, А. Эйнштейн и др.);

– философские, психологические, педагогические концепции и научно-методические работы по проблемам познавательной деятельности (С. Н. Богомолов, Г. А. Бордовский, Л. С. Выготский, В. В. Давыдов, В. А. Извозчиков, С. Е. Каменецкий, Ю. Н. Кулюткин, И. Я. Ланина, А. Н. Леонтьев, А. Е. Марон, Я. А. Пономарев, Н. С. Пурышева, В. Г. Разумовский, С. Л. Рубинштейн, И. И. Соколова, А. П. Тряпицына, Г. И. Щукина и др.);

– принципы дидактики высшей школы (В. А. Извозчиков, А. А. Кирсанов, В. Н. Максимова, В. А. Сухомлинский, Н. М. Шахмаев и др.);

– достижения и тенденции развития теории и методики обучения физике (Г. А. Бордовский, С. В. Бубликов, В. А. Извозчиков, А. С. Кондратьев, И. Я. Ланина, В. В. Лаптев, Н. С. Пурышева, А.В. Усова, Т. Н. Шамало и др.);

– концепция исследовательского обучения физике и технологии исследовательско-ориентированного образования (Г. А. Бордовский, М. В. Кларин, А. С. Кондратьев, В. В. Майер, В. Г. Разумовский, Т. Н. Шамало и др.);

– технология проектной деятельности в образовании (Дж. Дьюи, Г. И. Ильин, Е. Коллингс, Н. Ю. Пахомова, Е. С. Полат, И. Д. Чечель и др.);

– результаты экспериментальных и теоретических исследований в области физических основ электроники (А. П. Барабан, Г. А. Бордовский, Ю. А. Гороховатский, В. А. Гуртов, С. Зи, П. П. Коноров, Л. С. Смирнов, С. Д. Ханин и др.).

Обоснованность и достоверность результатов и выводов исследования обеспечиваются: всесторонним анализом проблемы исследования; опорой на методологию современной физики и физического образования; использованием различных методов исследования, адекватных поставленным задачам; рациональным выбором критериев оценки эффективности развитого научно-методического обеспечения целостного исследовательского обучения физике; широтой экспериментальной базы педагогического эксперимента, контролируемостью и воспроизводимостью его результатов; применением методов математической статистики при обработке и анализе результатов педагогического эксперимента; положительными результатами проведенного педагогического эксперимента.

Научная новизна результатов исследования состоит в следующем. В отличие от предшествующих работ по исследовательскому обучению физике, где развивались методические подходы к формированию отдельных умений поисково-познавательной деятельности и их использование в учебном процессе, как правило, не преследовало значимых для практики целей, в настоящей работе разработано научно-методическое обеспечение целостной исследовательской подготовки с опорой на практико-ориентированный предметный материал. Раскрыт потенциал физических основ твердотельной электроники как предметного материала, освоение которого в исследовательской подготовке педагогических кадров открывает возможность достижения ее содержательной, методологической и организационной целостности.

В отличие от традиционного подхода к обучению физическим основам твердотельной электроники, когда они систематически изучаются только в специальных физических дисциплинах, в настоящей работе разработана методика непрерывного и единого по своим подходам их освоения, начиная с общего курса физики. Качественная особенность развиваемых подходов состоит в том, что понятия и представления физики материалов и приборных структур твердотельной электроники предоставляются студентам не в готовом виде, а предваряются экспериментальным установлением ими ключевых фактов, а значимые для практики результаты добываются в процессе решения циклов задач. Последнее позволяет без значительного увеличения объема курсов существенно расширить круг изучаемых вопросов, обеспечивает проблемно-ориентированный характер обучения и отвечает задаче сближения содержания физики как учебной дисциплины с содержанием физики как науки и деятельности.

В отличие от принятого в преподавании следующих за общим курсом физики специальных физических дисциплин построения теоретического курса и лабораторного практикума из отдельных, относящихся к разным материалам и приборным структурам, вопросов и работ, в диссертации развивается методический подход к организации учебного материала на основе разделов лекционного курса и циклов учебно-исследовательских заданий, направленных на разностороннее и углубленное изучение физики определенных классов материалов и приборных систем твердотельной электроники. Показано, что реализация этого подхода дает студентам опыт целостной практико-ориентированной исследовательской деятельности на предметном материале высокой научной и практической значимости.

Обоснована дидактическая целесообразность и раскрыты возможности включения в содержание целостного исследовательского обучения физическим основам твердотельной электроники методов нанотехнологий, осваиваемых в логике задачного подхода в общем курсе физики и далее применяемых студентами в их поисково-познавательной деятельности по решению проблем диагностики и получения материалов и приборных систем с заданными свойствами.

Обоснована целесообразность проектно-исследовательской деятельности студентов по решению актуальных физико-технических задач как эффективного средства приобретения ими опыта логически завершенной деятельности. Развит методический подход к ее организации, открывающий возможности овладения студентами современными исследовательскими методами и их системного использования для получения конструктивных результатов.

Теоретическая значимость работы заключается в следующем:

– постановке и обосновании проблемы научно-методического обеспечения целостности исследовательского обучения физике при подготовке педагогических кадров;

– определении понятия целостного исследовательского обучения в его содержательном, методологическом и организационном аспектах;

– определении требований к организации целостного исследовательского обучения физике;

– определении требований к отбору содержания и обосновании целесообразности выбора физических основ твердотельной электроники как предметной основы целостного исследовательского обучения физике при подготовке педагогических кадров;

– определении принципов проектирования содержания исследовательского обучения в специальных физических дисциплинах на основе структурных единиц, укрупненных до разделов лекционных курсов и циклов учебно-исследовательских заданий в лабораторных практикумах, посвященных физике определенных классов объектов (материалов и приборных систем) твердотельной электроники;

– определении роли и места освоения современных методов экспериментальной и вычислительной физики как эффективного средства обеспечения целостности исследовательского обучения;

– обосновании целесообразности проектно-исследовательской деятельности студентов в формировании их готовности к целостному и результативному решению значимых для науки и практики задач.

Практическое значение работы состоит в следующем. Полученные результаты в части развиваемых методических подходов к освоению физических основ твердотельной электроники в общем курсе физики, специальных физических дисциплинах и в проектно-исследовательской деятельности студентов доведены до уровня конкретных методических разработок и рекомендаций, которые используются в подготовке педагогических кадров по физике.

Для общего курса физики разработаны циклы задач, направленные на определение функциональных возможностей материалов и приборов твердотельной электроники, а также освоение используемых в ней современных методов наукоемких технологий.

Для следующих за общим курсом физики специальных физических дисциплин разработаны разделы лекционного курса, семинарские занятия и лабораторный практикум, состоящий из шести циклов учебно-исследовательских заданий по физике материалов и приборов твердотельной электроники, основанные на значимом для науки и практики предметном материале.

Развит методический подход к организации проектно-исследовательской деятельности, основанной на использовании современных методов получения и диагностики наноструктур в системной и логически завершенной продуктивной деятельности.

Предложенное в работе научно-методическое обеспечение целостного исследовательского обучения физике использовано при составлении и реализации образовательных программ, отвечающих Государственным образовательным стандартам II-ого и III-его поколений по направлениям педагогического образования: «Физико-математическое образование», «Технологическое образование», в том числе оригинальных программ по основам нанотехнологий.