ZAA1WKftoT

стые измерительные приборы для изучения физических явлений; представлять результаты наблюдений или измерений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости; применять полученные знания для объяснения разнообразных природных явлений и процессов, принципов действия важнейших технических устройств, для решения физических задач;

•развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения физических задач и выполнения экспериментальных исследований; способности к самостоятельному приобретению новых знаний по физике в соответствии с жизненными потребностями и интересами;

•воспитание убежденности в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества, уважения к творцам науки и техники; отношения к физике как к элементу общечеловеческой культуры;

•применение полученных знаний и умений для решения практических задач повседневной жизни, для обеспечения безопасности своей жизни [251].

Врезультате сравнительного анализа целей и задач рассмотренного современного стандарта с целями и задачами советской школы можно сделать

выводы:

А. Значительно расширяется содержание изучаемого материала. В примерную программу основного общего образования по физике для 7–9 классов включен дополнительный материал по разде-

лам:

Физика и физические методы изучения природы. Наблюдение и описание физических явлений. Физический эксперимент Моделирование явлений и объектов природы. Измерение физических величин. Погрешности измерений.

Физические законы и границы их применимости. Роль физики в

формировании научной картины мира.

Механические явления. Физические законы и границы их приме-

нимости. Роль физики в формировании научной картины мира.

Тепловые явления. Экологические проблемы использования тепловых машин.

Электромагнитные явления. Носители электрических зарядов в металлах, полупроводниках, электролитах и газах. Полупроводниковые приборы. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Электрогенератор. Переменный ток. Трансформатор. Передача электрической энергии

на расстояние. Колебательный контур. Электромагнитные колебания. Электромагнитные волны. Принципы радиосвязи и телевидения. Свет – электромагнитная волна. Дисперсия света. Влияние электромагнитных

60

излучений на живые организмы.

Квантовые явления. Радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма излучения. Период полураспада. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома.

Оптические спектры. Поглощение и испускание света атомами. Состав атомного ядра. Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции. Источники

энергии Солнца и звезд. Ядерная энергетика. Дозиметрия. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы. Экологические проблемы работы атомных электростанций.

Материал, который выделен курсивом, подлежит изучению, но не включается в Требования к уровню подготовки выпускников [251]. Данный материал раньше изучался в 10 и 11 классах. Еще при обсуждении Проекта образовательного стандарта член-корр. РАН Г.А. Ягодин привел такое сравнение: «Менделеев говорил: камин, заваленный дровами, не горит, а дымит. Вот и у нас дымит школа, заваленная объемом знаний и информации при ограниченном количестве часов на их преподавание» [37]. В утвержденном Стандарте практически никакой материал не исключен из содержания, можно только говорить об упрощенном изучении некоторых вопросов. Поэтому есть основания говорить о перегрузке учащихся 9-х классов.

Б.Основное внимание планируется уделять не передаче суммы готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окру-

жающего мира, постановке проблем, требующих от учащихся самостоятельной деятельности по их разрешению.

В.Предлагается физику в основной школе изучать на уровне рассмотрения явлений природы, знакомства с основными законами

физики и применением этих законов в технике и повседневной жизни.

Г.Вооружение школьника научным методом познания, позволяющим получать объективные знания об окружающем мире, рассматривается как гуманитарная составляющая процесса обучения физике.

Таким образом, на уровне общих представлений такие цели, как формирование знаний о методах исследования в физике, подготовка учащихся в процессе обучения физике к выбору профессии, развитие творческих способностей учащихся, формирование мотивов учения, поставлены перед физическим образованием лишь в последнее время, т.е. мы все-таки наблюдаем динамику целей.

Но любые, даже самые совершенные цели образования мало помогут на практике, если не будут известны пути достижения каждой конкретной

цели. Отсюда следует проблема образовательных целей. Проблема целей обучения физике приобретает особую актуальность в связи с необходимо-

стью реализации подлинно развивающего обучения.

В рамках новой парадигмы естественно-научное образование, по

61

мнению Л.Я. Зориной, О.Н. Голубевой, А.Д. Суханова, Н.Н. Моисеева, B.C. Степина и др., может стать личностно и социально значимым фактором благодаря огромному содержательному, познавательному, мировоззренческому и методологическому потенциалу его оснований.

Развитие личности декларировалось и раньше в нашей школе. При этом технология образовательного процесса основывалась на идее формирования личности «извне», без достаточного учета и использования субъ-

ектного опыта самого ученика.

На современном этапе требуется новый, личностно-деятельност- ный подход к содержанию обучения физике: в него должны войти не только предметные знания, но и соответствующие целям развития личности различные виды деятельности, в которых эти знания будут функционировать, убеждая учащихся в их ценности и практической значимости.

Возможны различные пути и средства достижения педагогических целей учебного занятия по физике. Они определяются конкретными условиями: опытом учителя, особенностями класса, возрастом учащихся, методическим обеспечением учебного процесса. И, главное, содержанием физики как учебного предмета и методами ее познания. В качестве таких методов выступают: постановка эксперимента, решение физических задач, исторический экскурс открытия законов и явлений природы, исследовательская работа по выявлению закономерностей и наблюдению физических объектов и пр. В этом случае выполнение целей урока в школе направлено не только на формирование физической картины мира на доступном для учащегося уровне, но и на развитие его познавательных потребностей и способностей.

Говоря о целях обучения учащихся, важно отметить их относительный характер. Во-первых, некоторые цели отражают ожидания общества; вовторых, определенный набор целей складывается у учителя под влиянием конкретных условий и воззрений; в-третьих, учащиеся, основываясь на своих жизненных ориентирах, также имеют цели, которые носят как общий, коллективный, так и индивидуальный характер. В процессе обучения физике необходимо обеспечить гармоничное сочетание и взаимосвязь этих целей.

7. Усиление методологического подхода при изучении физики.

Изучение курса физики должно базироваться на общих методологических принципах, поскольку наиболее значимой характеристикой современного физического стиля мышления становится его методологическая направленность, которая в максимальной степени способствует реализации фундаментальности образования и формирует представление о физике как о части общечеловеческой культуры. Альтернативы здесь нет, т.к. дробное восприятие мира в школьные годы накладывает отпечаток на всю последующую жизнь и может навсегда лишить человека как реальной оценки своего места в обществе, так и перспективы самого общества.

62

Физика выступает как единая стройная наука, если в ее основе лежит система методологических принципов: наблюдаемость, объяснение, математизация, симметрия, сохранение, относительность, дополнительность и т.д. Методологические принципы выступают и как принципы генезиса теории, и как принципы выбора среди конкурирующих концепций. Они выступают в качестве системообразующих элементов, обеспечивающих системность теоретических знаний, их внутреннее развитие и стремление к общности. Именно на их основе в обучении возможно обобщение знаний в физическую картину мира.

Необходимо научить учащихся применять основанный на методологических принципах общий подход в любой области физики для достижения достоверных результатов как в учебно-познавательной, так и в практически преобразующей деятельности. При этом критерием качества знаний учащихся выступает умение применять общие принципы в познании конкретных физических явлений при решении возникающих проблемных ситуаций и учебных задач.

8. Использование вычислительных методов при обучении физике.

Развитие современной науки, связанное с широким внедрением элек- тронно-вычислительной техники в процесс научного исследования, привело к появлению новых форм исследовательской деятельности. В физике, наряду с теоретической и экспериментальной физикой, появилась вычислительная физика (А.С. Кондратьев).

Вычислительная физика (ВФ) завоевала права гражданства, образуя вместе с теоретической и экспериментальной физикой ту систему «трех китов», на которых стоит современная наука об окружающем мире.

В подготовке учащегося к реализации вычислительных методов при обучении физике В.А. Извозчиков и Е.А. Тумалева выделяют несколько информационно-содержательных уровней:

1.Компьютерная осведомленность, присущая сейчас, благодаря вниманию к проблеме со стороны средств массовой информации, и любому учителю, и каждому школьнику, но зачастую вследствие непонимания проблемы либо игнорирующая возможности ВФ, либо приписывающая

им нереальные возможности.

2.Компьютерная грамотность – понимание общих принципов работы ВТ, знание ее возможностей, понимание и использование общепринятых терминов, умение составлять простейшие программы, анализировать задачу и представлять ее в логической форме записи, оценивать соответствие программы заданию, выбирать нужную про-

грамму из пакета или банка.

3.Компьютерная культура – умелое определение места и времени применения компьютера, грамотное и дозированное внедрение вычислительной техники (ВТ) в ход занятия или внеклассного мероприятия, использование ВТ для НОТ преподавателя и проведения

63

педагогических исследований.

4.Компьютерная «идеология» – осознание общей стратегии учебновоспитательного процесса в условиях всеобщей компьютерной грамотности, выработка стиля мышления, присущего обществу периода массового внедрения компьютеров [87].

Компьютер помогает и преподавателю в вузе, и учителю школы ликвидировать функциональную неграмотность учащихся, контролировать их знания, освобождает преподавателя от рутинных обязанностей, способствует самостоятельности учащихся, развивает их творческие способности.

На современном этапе развития образования при выполнении различных работ по физике наиболее рационально предлагать учащимся исследовательские задания с применением компьютера. Изучение не самого объекта, а его компьютерной модели позволяет расширить круг задач, которые сможет решить учащийся:

•появится возможность модельного исследования явлений и объектов, которые по каким-либо причинам нельзя наблюдать;

•становится возможным варьирование условиями в большем диапазоне, чем в реальных условиях, более оправданным становится проведение мысленного эксперимента.

Достоинство компьютера в этом случае – возможность изменения начальных условий процессов или явлений, что в итоге приводит к возможности вариативности самого исследования. При этом важно, что процесс поиска решения может носить циклический характер.

Следует отметить, что и сами задачи принятия решения для учащихся могут быть разными:

•в условиях определенности задания варьируемых параметров учащимся легче принять решение. Например, предполагается исследовать вид траектории движения спутника вокруг Земли в зависимости от скорости запуска и радиуса его будущей орбиты;

•в условиях неопределенности, т.е. когда варьируемые параметры не сообщаются учащимся, и в момент принятия решения они учащимся неизвестны. В этом случае стратегия оказывается связанной с множеством возможных исходов операций, что существенно осложнит процесс выработки принятия решения;

•в случае нестохастической неопределенности ученику известны характеристики варьируемых параметров. Например, в указанной работе об определении траектории движения спутника Земли учащийся сможет определить эту траекторию в зависимости от величины начальной скорости, если ему известно, что эта скорость может быть 8 км/с, или 11 км/с, или 32 км/с;

•в условиях стохастической неопределенности ученику известны только вероятностные характеристики параметров. Задачи такого типа приводят к принятию решения в условиях риска. Риск объясняется

64

тем, что на исход операции могут повлиять те или иные случайные факторы, которые ученик сразу не учитывает.

Следует отметить, что принятие решения в условиях неопределенности в большей степени формирует творческие исследовательские умения учащихся, однако такие стратегии достаточно трудны, требуют знания учебного материала и большого количества времени на их разрешение.

9. Проблема изучения моделирования как особого средства развития умения учащихся применять знания.

В современной педагогике моделированию как методу научного познания уделяется все больше внимания [54, 108, 104].

Возрастающая роль метода моделирования объясняется тем, что он позволяет получать данные о явлениях и процессах, недоступных непосредственному изучению. С помощью моделей удается свести изучение сложного к простому, невидимого к видимому, незнакомого к знакомому, т.е. сделать любой сложный объект доступным для тщательного и всестороннего изучения.

Основы науки, которые составляют содержание учебного предмета, представляют собой систему научных моделей, аппарат для исследования этих моделей и методики использования на практике результатов исследования моделей.

Вместе с тем надо отметить, что учащиеся школы, имея дело с моделями, изучая эти модели, как правило, не знают этого. Это естественно, так как в программах и учебниках понятие модели почти полностью отсутствует. Учащиеся е удивлением узнают, что они все время изучают модели, что привычные им уравнения, числа, фигуры, понятия, например, равномерного движения и др., являются научными моделями, что, решая задачи, они тоже моделируют.

Различные теоретические и экспериментальные исследования позволяют утверждать, что назрела необходимость явного включения моделиро-

вания в содержание учебных предметов, необходимость ознакомления учащихся с современной научной трактовкой понятий «моделирование» и «модель», овладения моделированием как методом научного познания в решении практических задач.

Использование свойств модели при разработке методики обучения будет способствовать успешному усвоению учебного материала и формированию умений и навыков учащихся. Вместе с тем необходимо, чтобы для каждой ступени обучения модель могла бы быть варьируема по многим признакам и характеристикам объекта.

Особенности модели по сравнению с объектом накладывают известные требования на методику ее реализации в учебном процессе. В первую очередь, необходимо внести ясность, какой физический процесс отражает предлагаемая модель, а затем выяснить все особенности, которые были

65

введены при отображении оригинала на модель. Только после этого можно решать вопрос о дальнейшем исследовании явления с помощью модели.

По мнению академика А.С. Кондратьева, последовательное введение основ математического моделирования в процесс обучения физике позволяет в полной мере реализовать идею непрерывного физического образования [110].

Иерархичность различных физических моделей одних и тех же явлений, изучаемых, однако, на разном уровне, может быть отслежена на целом ряде конкретных примеров, что, как показывает опыт обучения, позволяет добиваться успеха при овладении наиболее трудным этапом моделирования реальных процессов – этапом перевода вербальной модели явления на математический язык.

10. Реализация тенденции «образование как учебная модель науки»

(А.А. Самарский, А.С. Кондратьев).

Актуальность данной тенденции подтверждается анализом основных направлений развития методики обучения физики, среди которых одним из важнейших является разработка содержания учебного предмета физики и методики его преподавания на основе процесса и методов познания. При этом методология физики становится и объектом изучения, и способом познания.

В свете новой образовательной парадигмы школа должна дать учащемуся инструмент познания, который позволит ее выпускнику включиться во все сферы жизни, т.е. подготовиться к самостоятельному интеллектуальному труду в будущем, независимо от его содержания.

Включение методов научного познания в содержание физического образования должно быть связано не только с получением знания о них. Учащиеся должны овладеть доступными методами научного познания, т.е. методами учения. Другими словами, современная парадигма образования ставит перед методикой обучения физике задачу вооружения учащихся методами познавательной деятельности, адекватной методологии физической науки.

Внутренняя логика развития физики как науки и ее практический прогресс убедительно доказывают, что методология физики во многом соответствует важнейшему направлению развития методики физики – задачному подходу к обучению: «Знать физику – это значит уметь решать ее задачи» (Э. Ферми).

На занятиях по физике решают большое количество задач, но чаще

всего это решение ради упражнения в использовании формул, ради закрепления учебного материала. Вместе с тем задача как «свернутая схема человеческой деятельности» (В.В. Краевский) составит основу гуманитарно-

ориентированной ситуации в обучении физике, если в содержание задачи будет введен ценностный компонент.

Важнейшей характеристикой задачи должна быть ее проблемность.

66

В этом случае результат решения задачи – нахождение определенного знания. Как и в науке, в обучении решение физических задач является материализацией физического мышления. Поэтому учащиеся должны проходить все необходимые этапы усвоения задачной деятельности: мотивация – ориентировка – деятельность по образцу – перенос усвоенного принципа решения – творчество, являющееся созданием новых, нетиповых способов решения задачи.

Разработкой существа задачного подхода методика физики обеспечит «адекватность усвоения знаний тем стандартам научности, которые уже сложились в физической науке» (В.И. Данильчук).

Для эффективной реализации тенденции «образование как учебная модель науки» необходимо сделать переход от репродуктивного к активному способу организации обучения. Результативной технологической моделью, ставящей обучаемого в позицию субъекта образовательного процесса, является исследовательский подход, в рамках которого обучение ведется с опорой на непосредственный опыт учащихся и его расширение

входе исследовательской деятельности.

Впроцессе исследования учащийся получит новый для себя результат, который станет «лично его» результатом. Вместе с тем при осуществлении исследовательского подхода создаются наибольшие возможности для проявления прогностического характера деятельности обучаемых. Формирование и развитие творческой активности учащихся – управляемый психологический процесс, в котором большое значение имеет логика организации творческой деятельности.

Учебный курс должен отражать соотношение между физическим знанием как наукой, включающей эмпирический и теоретический уровни осмысления действительности, и физической реальностью как методологической категорией для обозначения системы обобщенных теоретических объектов знания. Эта проблема тесно связана с феноменом физического понимания учебного материала. Хорошей иллюстрацией правоты данного утверждения является ответ Н. Бора на вопрос: «Что дополнительно понятию истины?» Ученый ответил: «Ясность».

11. Важной тенденцией в образовании является наличие межпредметных связей в школьном обучении.

Эти связи – конкретное выражение интеграционных процессов, происходящих сегодня в науке и в жизни общества. Интеграция научного знания в обучении может осуществляться по-разному:

•перенос идей и представлений из одной области знаний в другую;

•формирование комплексных междисциплинарных проблем и направлений исследований;

•формирование новых научных дисциплин «пограничного» типа на стыках известных ранее областей знания;

67

•усиление взаимосвязи и взаимодействия общественных, гуманитарных, естественных и технических наук.

Перечисленные процессы интеграции не могут не наложить свой отпечаток на требования к учителям школы, которые должны иметь глубокие и обширные знания из различных наук. Без этого не может быть выработана методология, отобраны методы, осмыслены и применены на практике результаты.

Перечисленные тенденции позволили определить пути решения основных проблем модернизации физического образования.

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ

Проведенный анализ результатов Международных исследований естественнонаучного образования подтверждает факт изменения приоритетов образования: ценность не просто знаний самих по себе, а умений их приобретать и эффективно использовать. Данный анализ позволяют сделать вывод о нашем относительном благополучии в плане усвоения и воспроизводства знаний и явно недостаточной ориентации на процессы понимания и самостоятельной творческой интеллектуальной деятельности. Невысокие результаты российских школьников в международных исследованиях и результаты ЕГЭ еще раз доказывают необходимость модернизации физического образования с целью повышения его качества.

Качество естественно-научного образования, соответствующего требованиям формирующегося информационного общества, является сложной проблемой, требующей ее системного рассмотрения. Суть проблемы такова: в течение жизни нескольких поколений произошло значительное усложнение представлений о мире и существенное изменение жизни людей, но это усложнение представлений о мире и повышение требований к практической деятельности не находит адекватного отражения в системе образования, которая становится все более громоздкой и неэффективной.

Существующий в настоящее время кризис физического образования вызван множеством противоречий и проблем, которые в общем плане можно классифицировать как:

•проблема сохранения фундаментализации физического образования;

•проблема гуманитаризации образования, в плане недостатка демонстраций ценностей естественно-научных знаний;

•проблема ресурсов, в плане слабого технического обеспечения процесса обучения физике;

•проблема общения в информационном поле учителя и ученика.

Вглаве раскрыты основные тенденции развития школьного физического образования. Рассмотрена динамика целей обучения физике. Особое внимание обращено на раскрытие предпосылок изменения школьного процесса обучения физике в условиях модернизации образования. Проведен анализ концепции содержания физического образования основной и стар-

68

шей школы и современных дидактических концепций, которые позволяют наметить предполагаемые пути проектирования необходимых изменений процесса обучения физике.

Выявленные проблемы свидетельствуют о необходимости целенаправленных, планомерных, целостных перемен в содержательном и методическом аспектах преподавания физики.

69