«Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена»
| Вид материала | Автореферат |
- «Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена», 374.58kb.
- «Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена», 586.79kb.
- «Российский государственный педагогический университет им. А. И герцена», 581.63kb.
- Утверждаю первый проректор гоу впо российский государственный педагогический университет, 4472.86kb.
- Вуза: Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена,, 154.47kb.
- Четвертая всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «здоровье, 77.66kb.
- Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена, 24.03kb.
- «Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена», 601.25kb.
- «Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена», 1893.4kb.
- На правах рукописи, 865.61kb.
На правах рукописи
УДК 372.853
Ситнова Елена Владимировна
Развитие парадоксальности мышления
как фактор обеспечения качества
ФИЗИЧЕСКОГОобразования
Специальность: 13.00.02 − теория и методика обучения
и воспитания (физика, уровень общего образования)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора педагогических наук
Санкт – Петербург
2009
Работа выполнена на кафедре методики обучения физике государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена»
| Научный консультант: Официальные оппоненты: Ведущая организация: | академик РАО, доктор физико-математических наук, профессор КОНДРАТЬЕВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ доктор физико-математических наук, профессор УЗДИН ВАЛЕРИЙ МОИСЕЕВИЧ доктор педагогических наук, профессор СОКОЛОВА ИРИНА ИВАНОВНА доктор педагогических наук, профессор ЕФРЕМОВ ОЛЕГ ЮРЬЕВИЧ Санкт-Петербургская академия постдипломного педагогического образования |
Защита состоится « ____ » _______________ 2009 года в _______ часов на заседании диссертационного совета Д 212.199.21 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора наук при Российском государственном педагогическом университете им. А.И. Герцена по адресу: 191186, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 48, корп.3, ауд. 52.
С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена
Автореферат разослан « ______ » _______________ 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного Совета
кандидат физико-математических наук,
доцент Н.И. Анисимова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
В процессе повышения качества школьного образования, обеспечения более его высокого уровня должно быть решено несколько задач. Основные из которых: обеспечить овладение учащимися твердо установленным объемом знаний и умений и создание возможности углубленного изучения школьных курсов для учащихся, проявляющих повышенный интерес и склонность к тем или иным предметам, что приводит к развитию их творческих способностей. Именно этим объясняется актуальность проблемы развития мышления, являющегося важнейшим условием становления личности в целом.
Одно из направлений развития методики обучения физике должно осуществляться в таком ключе, чтобы ориентировать учебный процесс на выявление лиц склонных к исследовательской деятельности, способных к физике учащихся, создающих на уроке особого рода «физическую атмосферу». Образование от «справочного» знания должно перейти к образованию «научному».
В соответствии с одним из основных принципов дидактики – принципом развивающего обучения, а также в соответствии с целями физического образования, одной из которых является - формирование научного мышления и мировоззрения учащихся, овладение ими методами научного познания природы, на данном этапе перехода к образованию научному, решению ряда исследовательских задач, необходимо вести речь о развитии физического мышления обучаемых. Физическое мышление является специфическим в том плане, что оно проявляется в исследовании (изучении) содержания физики с помощью физических методов с использованием всех структурных элементов знаний.
Приведенный в диссертационном исследовании анализ показал, что именно физическое мышление может в настоящее время рассматриваться как эталон научного мышления. Физическое мышление вовсе не есть само собой разумеющийся прием, к нему надо привыкать, оно достигается длительным упражнением и обучением, и одна из главных задач преподавания физики – в воспитании этого мышления.
Особое место в условиях повышения качества обучения физике занимает проблема развития определенной черты физического мышления, обычно понимаемой как его «парадоксальностью». Парадоксальность – характерная черта современного научного познания мира. Понятие парадоксальности мышления весьма многогранно. Одной из его основных характеристик, является способность увидеть различные варианты трактовки полученного результата, а также связь между различными, на первый взгляд, не связанными между собой явлениями и описывающими их понятиями.
Вот как оценивал эту проблему А. Эйнштейн: «Как человек, пытающийся описать мир, не зависящий от актов восприятия, он (ученый) кажется реалистом. Как человек, считающий понятия и теории свободными (не выводимыми логическим путем из эмпирических данных) творениями человеческого разума, он кажется идеалистом. Как человек, считающий свои понятия и теории обоснованными лишь в той степени, в которой они позволяют логически интерпретировать соотношения между чувственными восприятиями, он является позитивистом. Он может показаться точно так же и платоником и пифагорийцем, ибо он считает логическую простоту непреложным и эффективным средством своих исследований». Трудно дать более исчерпывающую характеристику мышления действительно гениального исследователя, которая так ярко отражала бы его парадоксальность.
Развитие парадоксального характера мышления обучаемых, не отменяет все остальные цели обучения физике, начиная от усвоения определенной совокупности конкретных физических знаний, овладения основными методологическими принципами физики и ее математическим аппаратом, развития высшей степени физического понимания и т.д. Напротив, выработка парадоксального характера мышления производится именно на основе этих фундаментальных моментов физического образования, и параллельно с ними представляя собой, восхождение на вершину, которая включает в себя все эти моменты. Фактически это последний штрих в полноценном физическом образовании, знаменующий становление компетентности ученого как исследователя природы.
Выработку парадоксального характера физического мышления следует начинать буквально с первых шагов обучения физике, четко определяя при этом педагогическую задачу – какую именно черту парадоксальности следует подчеркивать, разбирая тот или иной конкретный вопрос. Школа должна обеспечивать условия для формирования в каждом ученике свободной критически мыслящей творческой личности, способной осознать и развивать свои задатки и склонности, найти свое место в жизни. В процессе создания условий для самообразования учащихся, учитель должен готовить их к оценке парадоксальности физических теорий систематическим включением физических парадоксов в практику преподавания.
Обнаружение парадоксального, раскрытие назначения парадокса, как источника новых приобретений в знаниях, его роли в достижении плодотворных идей – является важным этапом освоения методологии физики и одним из важнейших компонентов обучения физике. Физические парадоксы повышают эффективность обучения физике в высшей и средней школе, что ведет к развитию физического мышления, а, следовательно, повышению качества физического образования. Задача учителя заключается в сообщении учащимся максимально возможной суммы знаний, в обучении его основам наук, развития парадоксального характера физического мышления, способности приобретать знания самостоятельно. Следует отметить, что идеализация и моделирование является одним из основных методов теоретического познания.
Актуальность исследования на современном этапе обусловлена:
— социальной потребностью в элементах образования, отражающих методологические достижения физики адекватно возрастным и индивидуальным особенностям учащихся,
— методической неопределенностью минимума знаний общенаучного уровня, лежащего в основе непрерывного физического образования,
— социальной потребностью в поиске и внедрении принципиально новых подходов и возрастающим требованиям к качеству образования, его процессу и результатам,
— созданием возможности углубленного изучения физики для учащихся, проявляющих повышенный интерес и склонность к изучению предмета, что приводит к развитию их физического мышления и творческих способностей, являющихся важнейшим условием становления личности в целом,
— необходимостью раннего выявления лиц, способных к ранней исследовательской деятельности;
— недостаточной разработанностью методических комплексов по развитию парадоксальности физического мышления и использованию физических парадоксов на всех этапах обучения физике.
Как показало диссертационное исследование, решения проблемы качества физического образования, совершенствования педагогического процесса по использованию физических парадоксов и развитию парадоксальности мышления в школе вызывает наименьшую удовлетворенность, как учителей, так и учащихся. Высокую потребность в разработке методической системы по развитию парадоксальных черт мышления и методики использования физических парадоксов испытывают все учителя физики. В то же время проблема формирования парадоксальных черт мышления при обучении физике, в частности, на основе использования физических парадоксов, имеет не достаточную научную разработку, о чем свидетельствуют современные публикации в данной области. Поэтому концептуальное научное исследование в области методики обучения физике в системе общего образования является актуальным.
Объектом исследования является педагогический процесс обучения физике в средней школе.
Предметом исследования является развитие парадоксальных черт физического мышления в процессе обучения физике в средней школе.
Цель исследования теоретическое обоснование методической системы развития парадоксальности мышления и использования физических парадоксов, как средства развития парадоксальности мышления на основе методологического подхода.
В основу исследования была положена гипотеза (концепция) исследования формулируется следующим образом: обеспечение качества физического образования, может быть достигнуто путем развития парадоксальных черт мышления, поиска парадоксальных идей решения физических задач, а также последовательного использования физических парадоксов при обучении физике, как высшей степени физического понимания, которое является одним из обязательных условий постановки физического образования на надежную методологическую основу.
Для проверки гипотезы и достижения цели исследования решались следующие задачи:
– определить основные черты физического мышления, показать, что парадоксальность – одна из характеристик физического стиля мышления,
– проанализировать характер проявления парадоксальных черт мышления в курсе физики средней школы,
– разработать методическую систему развития парадоксальности мышления, выявить психолого-педагогические аспекты развития парадоксальности мышления,
– проанализировать роль и место научных парадоксов в физике,
– на основе анализа физической, психолого-педагогической и методической литературы проанализировать дидактические и методические возможности и особенности целенаправленного изучения и последовательного использования физических парадоксов, как средства развития парадоксальности мышления, соотнести результаты анализа с практикой обучения,
– рассмотреть основные причины целесообразности использования учебных физических парадоксов,
– разработать требования к учебному парадоксу,
– разработать методику использования физических парадоксов,
– исследовать вопрос о влиянии разработанных методик обучения на развитие парадоксальности мышления и физического понимания.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют:
– труды физиков-исследователей по вопросам методической обработки ключевых достижений классической и современной физики и их мировоззренческим и методологическим аспектам;
– научно-методические работы по вопросам использования физических парадоксов в учебном процессе;
– научно-методические работы по вопросам организации познавательной деятельности обучаемых, гуманизации и индивидуализации при обучении физике, концепции проблемного обучения, развитию мышления и творческих способностей учащихся;
– работы по проблемам организации и проведения научных исследований в педагогике.
Источником диссертационного исследования явился также собственный опыт автора как учителя школы, преподавателя и исследователя научно-методических проблем в педагогическом вузе.
Методы исследования подбирались по требованию адекватности задачам исследования. На разных этапах исследования использованы следующие методы: теоретический анализ философской, психолого-педагогической, методической литературы по теме исследования; изучение массового и обобщение передового педагогического опыта; наблюдение и участие в учебном процессе по физике; педагогические измерения (по результатам наблюдений, анкетирования учащихся и учителей, ретроспективных опрос учащихся, бесед с учащимися); метод экспертных оценок; педагогический эксперимент со статистической обработкой его результатов с целью определения эффективности и коррекции предлагаемой методики.
Логика исследования включала следующие этапы:
– общее ознакомление с проблемой исследования и определение его границ,
– изучение передового педагогического опыта учителей школ и преподавателей ВУЗов,
– анализ педагогической и методической литературы, рассмотрение психологического, педагогического и методического аспектов проблемы,
– выбор адекватных методов исследования,
– формирование целей работы и разработка гипотезы исследования,
– разработка требований к выбору парадоксов,
– создание и научное обоснование целостной методической системы проведения практических занятий по формированию парадоксальности мышления через использование физических парадоксов,
– организация и проведение констатирующего и формирующего этапов педагогического эксперимента,
– обобщение полученных теоретико-экспериментальных данных.
Обоснованность и достоверность научных результатов и выводов обеспечивается:
– всесторонним анализом исследуемой проблемы,
– глубоким анализом объекта исследования на основе физико-математической, психолого-педагогической и методической литературы;
– использованием разработанных методик исследования, адекватных поставленным целям,
– длительностью эксперимента, его повторяемостью и контролируемостью, широкой экспериментальной базой, применением разнообразных педагогических методов исследования;
– репрезентативностью и положительными результатами педагогического эксперимента, проведенного с 1997 по 2008 гг;
– согласованностью прогнозов исследования и результатов;
Критерии эффективности разработанной методики:
– уровень физического понимания;
– уровень развития мышления;
– качество знаний и умений,
– способность обучаемых к анализу парадоксов, к переносу знаний;
– позитивное влияние предлагаемого подхода, оцениваемое по двум аспектам: на уровень овладения методологией, на общий уровень освоения предметных знаний при обучении физике;
– положительная динамика проявления познавательных интересов у обучаемых;
– положительная динамика проявления интереса у обучающих;
– экспертные оценки эффективности методики развития парадоксальности мышления;
– уровень выполнения требований программы по усвоению основных понятий, законов, теорий.
– степень логического и творческого подхода к решению задач.
– умение учащихся выполнять разнообразные мыслительные операции.
– эффективность приобретаемых умений и навыков при последующей деятельности.
Научная новизна исследования
1. В отличие от предшествующих работ, проблема развития парадоксального характера мышления как характеристика стиля физического мышления стала объектом специального научного исследования; рассмотрен философский аспект проблемы в рамках различных философских конструкций. Определена возможность развития парадоксального характера физического мышления, заключающаяся в исключительной сбалансированности качественного и количественного подходов к исследованию изучаемых явлений.
2. Впервые обосновано понятие парадоксального характера мышления при обучении физике в средней школе, которое необходимо развивать на основе следующих положений:
– использования аналогий, позволяющих применять одинаковый математический аппарат при описании явлений различной физической природы;
– рассмотрения различной физической трактовки одних и тех же математических выражений;
– обобщения математической модели рассматриваемых явлений;
– включения физических соображений на различных этапах сформулированной математической задачи;
– использования принципа дополнительности при анализе физических и математических моделей явления;
– использования математических представлений в качестве не только инструмента, но и источника принципов, на которых формулируется физическая теория;
– оценки уровня математической строгости при анализе уравнений, описывающих рассматриваемый процесс;
– понимания и умения использовать принцип математической красоты, как критерия правильности физической теории.
3. Представлено комплексное исследование изучение проблемы развития парадоксального характера мышления через использование физических парадоксов, определяющее их место, роль, причины появления и целесообразность использования при обучении физике в средней и высшей школе.
4. В работе впервые разработана методическая система развития парадоксального характера мышления при обучении физике в средней школе; предложена методика последовательного использования парадоксов на различных ступенях обучения физике.
Теоретическое значение исследования состоит в построении теоретических основ методической системы развития парадоксального характера мышления, как одного из наиболее эффективных критериев оценки степени его сформированности – методики целенаправленного, последовательного использования физических парадоксов, которые позволят решить задачу о повышении качества фундаментального характера физического образования в средней школе, обеспечить понимание сути физических явлений, развивать физическое мышление у обучаемых.
Практическое значение исследования заключается в том, что сформулированные теоретические положения доведены до уровня конкретных методических разработок и рекомендаций по развитию парадоксального характера мышления учащихся в процессе обучения физике, последовательного использования физических парадоксов, обучению разрешению физических парадоксов. В работе разработана методика проведения занятий на различных ступенях обучения физике.
Основные результаты, материалы, разработки и выводы диссертационного исследования могут быть использованы при обучении физике в учреждениях системы общего образования.
Апробация результатов исследования:
1. Теоретические позиции проверялись как посредством публикаций результатов по теме исследования, так и посредством чтения лекций для учителей и выступлений на конференциях, семинарах. К числу последних относятся «Герценовские чтения»: Научная конференция (СПб., 1997 – 2008 гг.); «Обучение физике в школе и вузе в условиях модернизации системы образования»: Всероссийская научно-методическая конференция (Нижний Новгород 2001, 20004, 2005 гг.); «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз»: Международная научно-методическая конференция» (М., 2000); «Модели и моделирование в методике обучения физике»: Республиканская научно-теоретическая конференция (Киров, 1998, 2000); «Современные средства контроля и оценки качества подготовки специалистов в вузе»: Научно-методическая конференция (Иваново 1997 – 2008 гг.); «Физика в системе современного образования»: Международная конференция (Волгоград 1997, СПб., 2007 г.); «Формирование учебных умений в процессе реализации стандартов образования»: Всероссийская научно-практическая конференция (Ульяновск, 2001, 2003, 2004); «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики»: Международная научно-практическая конференция (Екатеринбург 2000, 2007); «Фундаментальные науки и образование» Всероссийская научно-практическая конференция (Бийск, 2008): «Новации и традиции в преподавании физики: от школы до вуза»: Всероссийская научно-практическая конференция (Тула, 2008).
2. Практические результаты исследования были апробированы в ходе работы с учителями и учащимися ряда школ и средних специальных учебных заведений, в практике работы кабинета физики ИПК и ППК г. Иваново и Ивановской области; в ходе проведения практических занятий по решению физических задач со студентами ВУЗов. Результаты исследования были апробированы также в процессе руководства курсовыми и дипломными работами студентов.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Изучение физики требует не только овладения знаниями о физических законах и методологических принципах физики, но и развития физического мышления, характеризуемого определенными чертами парадоксальности, позволяющего проводить конкретную реализацию концепции «Образование как учебная модель науки».
2. Развитие парадоксального характера физического мышления находится в соответствии с основными целями обучения физике, как-то усвоение определенной совокупности конкретных физических знаний, овладение основными методологическими принципами физики и ее математическим аппаратом, развитием высшей степени физического понимания – реализации предсказательной функции физической теории. Выработка парадоксального характера мышления возможна на основе этих принципов и параллельно с ними.
3. Методическая система, ориентированная на развитие парадоксального характера мышления должна основываться:
– на сбалансированности качественного и количественного подходов к исследованию изучаемых явлений, которое становится особенно актуальным вследствие широкого внедрения персонального компьютера в научное исследование и образование;
– на особом характере отношений, и неразрывной связи физики и математики на этапе формирования физической теории;
– на использовании математического моделирования, подразумевающего постоянную психологическую готовность к анализу иерархической цепочке возможных моделей изучаемой физической системы.
4. Методическая система должна обеспечить развитие парадоксального характера мышления, начиная с первых шагов обучения физике, используя различные, иногда взаимоисключающие подходы к анализу реальных явлений природы. Создание методической системы по развитию парадоксального характера мышления будет способствовать решению задачи о повышении качества фундаментального характера физического образования в средней школе.
5. Одним из наиболее эффективных путей развития парадоксального характера мышления и критерием оценки степени его сформированности, является последовательное использование учебных и научных физических парадоксов, сыгравших важную роль на определенных этапах развития физической науки.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и библиографии. Общий объем текста 322 страницы, библиографический список содержит 331 наименование. Работа иллюстрирована рисунками, схемами и таблицами.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении обоснована актуальность, определены объект, предмет, цель и задачи исследования. Выдвигается гипотеза (концепция), раскрываются концептуальные положения (идеи) работы. Обсуждается методология исследования, приводятся научная новизна, теоретическая и практическая значимость, обоснованность и достоверность результатов, их апробация и внедрение в педагогическую практику. Формулируются положения, выносимые на защиту.