автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Естественнонаучные проекты как средство формирования учебно-информационных умений у учащихся при обучении физике

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Третьякова, Светлана Владимировна, 2004 год

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ 16 ОБЩЕУЧЕБНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ УМЕНИЙ У УЧАЩИХСЯ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ

1.1. Общеучебные учебно-информационные умения

1.2 Место учебно-информационных умений в системе общеучебных 24 умений

1.3. Состояние проблемы формирования учебно-информационных 40 умений в практике обучения физике

1.4 Состояние проблемы формирования учебно-информационных 59 умений в педагогической теории

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДИКИ 79 ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ИНТЕГРИРОВАННЫХ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ПРОЕКТОВ ДЛЯ

ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ УМЕНИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ

2.1. Психолого-педагогические основы формирования учебно- 79 информационных умений при обучении физике

2.2. Проектная деятельность при обучении физике

2.3. Типология проектов

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА 125 ИНТЕГРИРОВАННЫХ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ПРОЕКТОВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ УМЕНИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ

3.1. Модель методики формирования учебно-информационных 125 умений при обучении физике

3.2. Кокретные методические приемы формирования учебно- 134 информационных умений , * 3.3. Диагностика учебно-информационных умений учащихся

3.4. Обучение учителей работе с учащимися в рамках проектного 170 метода

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ИНТЕГРИРОВАННЫХ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ПРОЕКТОВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ УМЕНИЙ

ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ.

4.1. Общая характеристика экспериментального аспекта 177 исследования

4.2. Констатирующий этап

4.3. Поисковый этап

Введение диссертации по педагогике, на тему "Естественнонаучные проекты как средство формирования учебно-информационных умений у учащихся при обучении физике"

На фоне глубоких социальных перемен с начала девяностых годов XX века система образования находится в стадии реформирования. Необходимость реформ вызвана, в частности, тем, что современное информационное общество ставит перед всеми типами учебных заведений и, прежде всего, перед школой задачу подготовки соответствующих выпускников, способных адаптироваться к жизни в этом обществе. А это, в свою очередь, приводит к изменению парадигмы образования, которая не отменяет прежнюю, она как бы поглощает ставшие привычными приоритеты и провозглашает более высокое качество образования. При этом изменяются коренные подходы и идеалы системы образования. На смену обучаемому как более или менее пассивному объекту образовательного воздействия приходит учащийся как активный субъект, приобретающий образование. Теперь учитель не является основным источником знаний, как это было раньше, а становится (во многих случаях уже действительно стал) организатором познавательной деятельности учащихся.

В свете изменившейся парадигмы образования возникает проблема формирования у учащихся общеучебных умений, которые позволят им самостоятельно приобретать знания и умения при обучении любому предмету, в том числе и физике. Одним из направлений решения этой проблемы является формирование у учащихся учебно-информационных умений (поиск, восприятие, хранение, переработка и представление информации в учебной деятельности), позволяющее вооружить ими учащихся в соответствии с требованиями современного информационного общества.

Помимо изменения подходов ко всей системе образования, новая образовательная парадигма предполагает фундамент ал из ацию образования, трактуя фундаментальность как категорию качества образования и образованности личности.

В качестве основы фундаментализации естественнонаучного образования провозглашается создание таких системы и структуры образования, приоритетом которых являются не прагматические, узкоспециализированные знания, а методологически важные, долгоживущие и инвариантные знания, способствующие целостному восприятию научной картины окружающего мира, интеллектуальному расцвету личности и ее адаптации в быстро изменяющихся социально-экономических и технологических условиях.

Исследования многих методистов посвящены проблемам формирования у учащихся специальных (предметных) умений (П.А. Знаменский [48], С.Е. Каменецкий [55], A.B. Перышкин [103],

A.A. Покровский [116], A.B. Усова [161], A.B. Чеботарева [170], и др.), которые условно можно разделить по отношению к физическому образованию на три основные группы:

• теоретические (знание и умение использовать основные понятия, формулы, законы),

• умения решать качественные и количественные задачи;

• практические или экспериментальные (умения проводить измерения, ставить эксперимент и т.д.)

Данное деление обусловлено существовавшими долгое время типовыми программами по физике, где предметные умения формулировались в конце каждой программы по физике в виде так называемых ЗУН.

Что же касается общеучебных умений, то их формированию при обучении физики практически не уделяется учебное время, т.к. считается, что они уже сформированы у учащихся в результате комплексной работы всего педагогического коллектива до начала изучения предмета: в частности организовывать свою деятельность научил учащихся учитель начальной школы, работать с текстами - учитель литературы, реферировать - учитель истории, наблюдать - учитель биологии и т.д.

Особенно остро стоит вопрос формирования у учащихся умений работать с информацией, т.к. количество информационных источников и самой информации растет с каждым днем. Школа, учитель и учебник давно перестали быть единственными источниками информации. Идет процесс информатизации образования, что требует изменения содержания, методов и организационных форм общеобразовательной подготовки учащихся.

Необходимость формирования информационных умений отмечается в работах: Демидовой М.Ю. [36] Дмитриевой М.В. [37], Калафати Ю.Д. [52], Калеевой Ж.Г. [53], Семенова Ю.В. [141, 142]. В этих работах под информационными умениями понимают умения осуществлять поиск, перерабатывать и использовать информацию. Данные умения, формируемые в учебном процессе и применяемые в учебной деятельности, целесообразнее называть учебно-информационными.

В названных исследованиях в ходе анализа процесса обучения физике выявляется недостаточная сформированность у учащихся общеучебных умений, что является следствием отсутствия системной работы с источниками учебной информации, игнорирования новых информационных источников. Предложения, содержащиеся в них, сводятся к системе заданий, которые в силу различных причин предполагают использование в основном традиционных источников информации - учебников, справочников, таблиц. Или наоборот сводятся только к компьютерным ресурсам, при этом на компьютер перекладываются традиционно сложившиеся приемы и методы и не перестраивается вся система работы в соответствии с новыми возможностями, которые дают компьютеры.

В то же время, формирование учебно-информационных умений должно основываться на системном анализе процесса обучения: должны быть определены учебно-информационные умения и их связь с другими общеучебными умениями, определена структура учебно-информационных умений, вскрывающая весь комплекс вопросов, которые необходимо решить для того, чтобы методическая система обучения учащихся наилучшим образом соответствовала установленным целям формирования учебно-информационных умений.

Анкетирование учителей физики и учащихся общеобразовательных ^ школ подтверждает отсутствие системности и преемственности педагогической работы при обучении физике по формированию учебно-информационных умений. Так, подготовку и защиту рефератов 64% учителей физики считают наиболее приоритетной и приемлемой в современном образовательном учреждении формой организации творческой деятельности учащихся. Но только 37 % из них обучают таким учебно-информационным умениям как реферирование учебной и дополнительной литературы.

Решением проблемы формирования учебно-информационных умений на современном этапе может стать комплексный подход, предполагающий составление программы формирования общеучебных умений для каждого учителя-предметника.

При этом необходимо учитывать, что классические приемы и методы работы не всегда подходят для современного школьника, находящегося в потоке информации, которую они очень часто отождествляют с умениями , ^ («знаю, значит умею»).

Таким образом, все вышеизложенное позволяет утверждать, что существуют противоречия: между требованиями к выпускнику современной школы, который должен стать активным познающим субъектом образовательного процесса и обладать для этого необходимыми информационными умениями, и традиционными требованиями к уровню подготовки учащихся по физике, не предусматривающими формирование у них ^ информационных умений; между требованиями современного информационного общества к подготовке учащихся к работе с информацией и недостаточной разработанностью методики формирования соответствующих умений при обучении физике. Проблемой нашего исследования является поиск ответов на вопросы о том, какой должна быть методика формирования учебно-информационных умений у учащихся средней школы в процессе обучения физике.

Объектом исследования является методика формирования общеучебных умений при обучении физике учащихся средней школы.

Предметом исследования является методика формирования учебно-информационных умений при обучении физике учащихся средней школы.

Цель исследования состоит в обосновании и разработке методики формирования учебно-информационных умений у учащихся средней школы, в реализации данной методики.

При выдвижении гипотезы мы руководствовались следующими идеями:

1. На современном этапе развития системы образования ряд умений приобретает роль инструмента, способствующего успешному усвоению учебного материала, поэтому информационные умения переходят в разряд общеучебных умений и должны формироваться на межпредметной основе.

2. В дидактике и методике обучения физике достаточно полно разработаны приемы формирования специальных умений. Но в настоящее время этого недостаточно для соответствия подготовки выпускника требованиям нового информационного общества. Поэтому учителю физики необходимо учитывать, что ему (как и всем учителям-предметникам) предстоит формировать общеучебные умения с применением новых педагогических технологий.

3. Для формирования у учащихся обобщенного интегрального представления о природе необходимо учитывать тенденции межпредметного синтеза в системе естественнонаучного образования.

Адекватным, с точки зрения поставленной проблемы, будет выбор групповых технологий (а именно метода проектов), соответствующих уровню современного образования по двум причинам: в условиях еще существующей у нас классно-урочной системы организации обучения они наиболее легко вписываются в учебный процесс, не затрагивая собственно содержания обучения, которое определено стандартами образования. Метод проектов позволяет, интегрируясь в учебно-воспитательный процесс, достигать поставленных программой и стандартом образования целей по каждому учебному предмету другими, альтернативными традиционным методами; это личностно-ориентированные технологии, обеспечивающие не только успешное усвоение учебного материала всеми учениками, но и интеллектуальное развитие детей, их самостоятельность, доброжелательность по отношению к учителю, к друг другу.

Все, что я познаю, я знаю, для чего это мне надо и где и как я могу эти знания применить», - вот основной тезис современного понимания метода проектов, который привлекает многие образовательные системы, стремящиеся найти разумный баланс между академическими методами получения знаний и изменившейся парадигмой образования.

Учебно-информационные умения могут быть успешно сформированы, если при обучении физике использовать интегрированные естественнонаучные проекты.

Все вышеизложенное позволило сформулировать следующую гипотезу исследования: формирование у учащихся средней школы учебно-информационных умений будет успешным (эффективным), если в основу методики положить проектный метод обучения и интеграцию естественнонаучных знаний.

Для реализации идеи исследования и достижения его цели решались следующие задачи:

- выделить учебно-информационные умения и определить их структуру;

- выявить уровень сформированное™ у учащихся средней школы учебно-информационных умений;

- определить возможности проектной технологии при использовании современных учебных комплектов по физике в средней школе;

- разработать модель учебной деятельности, использующую метод проектов для формирования учебно-информационных умений;

- разработать методику формирования общеучебных (учебно-информационных) умений через интегрированные естественнонаучные проекты;

- разработать и реализовать модель методики подготовки учителей физики к формированию у учащихся учебно-информационных умений;

- экспериментально проверить эффективность разработанной методики формирования учебно-информационных умений при изучении некоторых тем курса физики средней школы.

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования:

Теоретические - анализ программных материалов и учебных комплектов по физике, психолого-педагогических, научно-методических исследований по проблемам формирования общеучебных умений у учащихся средней школы, интеграции естественнонаучных знаний, проектных методик; моделирование методики формирования общеучебных информационных умений.

Экспериментальные - анкетирование, интервьюирование, наблюдение, констатирующий, поисковый и обучающий педагогический эксперимент, обработка результатов педагогического эксперимента.

Научная новизна исследования состоит в теоретическом обосновании методики формирования у учащихся средней школы общеучебных информационных умений при обучении физике, в создании данной методики, т.е. в уточнении понятия «общеучебные умения», уточнении состава общеучебных умений и их классификации, уточнении понятия «учебно-информационные умения», определении их места в системе общеучебных умений; структурировании основных видов учебно-информационных умений с учетом преемственности их формирования; в обосновании возможности и необходимости использования интегрированных естественнонаучных проектов для формирования учебно-информационных умений при обучении физике; в разработке методики интегрированных естественнонаучных проектов, включающей содержательную и деятельностную компоненты, в соответствии с существующими программами по физике в средней школе; в разработке модели методики формирования учебно-информационных умений у учащихся средней школы; в разработке методики формирования учебно-информационных умений у учащихся средней школы через интегрированные естественнонаучные проекты; в разработке структуры системы повышения квалификации учителей физики для наиболее эффективного внедрения разработанной методики.

Теоретическая значимость исследования состоит в развитии теоретических основ методики формирования умений у учащихся средней школы в направлении формирования учебно-информационных умений при применении метода интегрированных естественнонаучных проектов в учебном процессе при обучении физике. Практическая значимость исследования заключается: в создании программы формирования учебно-информационных умении у учащихся средней школы с указанием классификации, уровня и этапов их формирования; в создании методики формирования учебно-информационных умений у учащихся средней школы с использованием метода интегрированных естественнонаучных проектов; а в создании методических рекомендаций по проведению уроков по формированию учебно-информационных умений (пропедевтика проектной деятельности) и уроков по формированию и развитию учебно-информационных умений в ходе проектной деятельности учащихся средней школы; в разработке методики занятий с учащимися и учителями по внедрению проектной технологии с целью формирования учебно-информационных умений. Апробация исследования. По теме диссертации с 1999 года проводятся занятия с учителями физики г. Москвы в рамках курсовой системы повышения квалификации МИОО «Современный урок физики» и творческой мастерских учителей физики Южного округа на базе школы № 1257 (Проектная методика обучения физике) и № 987 (Информационные технологии при обучении физике). В школе № 879, 565 г. Москвы проводятся тематические заседания методического объединения учителей естественнонаучного цикла по проектной методике. Результаты работы внедрены в практику школ № 987, 1173, 1998, 1257, 1037 г.Москвы.

Вопросы формирования учебно-информационных умений с использованием метода учебных интегрированных проектов при обучении физике были отражены в докладах:

1. Учебные проекты по физике в И классе. Московский педагогический марафон учебных предметов, апрель 2002 года.

2. Информационные технологии при обучении предметам естественнонаучного цикла. Московская городская конференция МКО «Информационные технологии в образовании», март 2003 года.

3. Использование компьютерных презентаций для формирования информационных умений у учащихся старшей школы. Московский педагогический марафон учебных предметов, апрель 2003 года.

4. Типология учебных проектов. Конференция ГНМЦ МИОО «Метод учебных проектов в преподавании предметов естественно-математического цикла», ноябрь 2004 года.

5. Естественнонаучные проекты как средство формирования учебно-информационных умений у учащихся при обучении физики. Отчетная научно-практическая конференция кафедры теории и методики обучения физики физического факультета Mill У, март 2004 года.

6. Проектная деятельность как средство формирования информационных умений учащихся. Конференция ГНМЦ МИОО «Деятельностный подход в преподавании предметов естественно-математического цикла», март 2004 года.

7. Работа с информацией. Московский педагогический марафон учебных предметов, апрель 2004 года.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Учебно-информационные умения (умения осуществлять поиск, перерабатывать и использовать информацию в учебном процессе и применяемые в учебной деятельности) входят в группу общеучебных умений и имеют следующую структуру: умения работать с письменными источниками информации, умения работать с устными источниками информации, умения работать с реальными объектами как источниками информации, умения работать с компьютерными источниками информации.

2. Средством формирования учебно-информационных умений являются интегрированные естественнонаучные проекты (целенаправленная творческая самостоятельная деятельность учащихся по решению учебных задач на интегрированной основе).

3. Процесс формирования учебно-информационных умений включает в себя три основных этапа: 1) подготовительный (мотивационный или начальный) этап - формирование учебно-информационных умений на традиционных и современных источниках информации; 2) развивающий этап - формирование учебно-информационных умений при введении элементов проектной технологии в практику работы учителя; 3) завершающий этап - формирование учебно-информационных умений при использовании проектной технологии в практике работы учителя.

4. Для подготовки учителя физики к применению метода интегрированных естественнонаучных проектов в обучении физике в систему повышения квалификации целесообразно включить обучение: 1) методическим приемам формирования учебно-информационных умений работать с различными источниками информации, 2) содержательной и деятельностной частям метода проектов, 3) способам интеграции естественнонаучного материала, 4) разработке моделей уроков с проектным методом обучения.

Диссертационное исследование состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы по главе 4:

В результате педагогического эксперимента, состоявшего из трех этапов (констатирующего, поискового, обучающего), в ходе проведения

Ф которого использовались различные методы (анкетирование, интервьюирование, экспериментальное преподавание, статистическая обработка результатов):

1. Была обоснована актуальность проблемы исследования и намечены его общие направления (констатирующий эксперимент).

2. Определены основные методические приемы формирования учебно-информационных умений, органично входящие в метод интегрированных естественнонаучных проектов (поисковый эксперимент). Разработана структура повышения квалификации учителей, начинающих использовать метод проектов для формирования учащихся умений по поиску, преобразованию и представлению информации.

3. Показана эффективность формирования учебно-информационных умений при обучении физике с использованием разработанных нами интегрированных естественнонаучных проектов (обучающий

4 эксперимент).

1<П

Заключение.

Разработка методики формирования учебно-информационных умений с использованием метода проектов на основе интеграции естественнонаучного ^ материала при обучении физики — перспективное направление формирования общеучебных умений у учащихся.

Выполненное нами исследование позволило сделать следующие выводы:

1. На основе анализа психолого-педагогической и научно-методической литературы, обобщения опыта работы учителей выявлен современный уровень сформированности у учащихся средней школы общеучебных умений, обоснована необходимость и значимость учебноинформационных умений для выпускника школы.

2. Из общеучебных умений выделена группа учебно-информационных умений, определена их структура с учетом последовательности их формирования в образовательном процессе и видов источников информации.

3. Определены возможности метода проектов для формирования учебно-информационных умений при обучении физике в средней школе и выявлена степень владения проектной методикой учителями физики школ. Рассмотрены требования к интегрированным естественнонаучным проектам и обоснована необходимость введения типологии проектов.

4. Разработана модель учебной деятельности, использующая метод интегрированных естественнонаучных проектов для формирования учебно-информационных умений.

5. Разработана методика формирования общеучебных (учебно-информационных) умений через интегрированные естественнонаучные проекты и конкретные методические приемы, используемые в рамках данной методики. Проведенный педагогический эксперимент показал эффективность предлагаемой методики для формирования учебно-информационных умений при изучении некоторых тем курса физики средней школы, подтвердил гипотезу исследования.

6. Метод интегрированных естественнонаучных проектов может быть рекомендован учителям физики школ для решения задач формирования учебно-информационных умений у учащихся школ. С этой целью Ф определена структура системы повышения квалификации учителей физики для более эффективного внедрения разработанной методики.

1Р5

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Третьякова, Светлана Владимировна, Москва

1. В предшествующий урок можно предложить учащимся предварительно записаться на выступление в специально подготовленном протоколе:

2. Цыбин B.C., Галашин В.А.// Легковые автомобили // «Просвещение», АО «Московские учебники», Москва, 1998.1. Проект 2. Русский свет.

3. Место в учебном процессе: защита проекта осуществляется как итоговая зачетная работа по теме «Постоянный электрический ток» и «Электрический ток в различных средах»» в курсе физики 10 класса.

4. Одна из индивидуальных тем проекта. Лампа компактная люминесцентная энергосберегающая.

5. Проблема. Один из самых важных вопросов, вытекающих из постоянного повышения тарифов на коммунальные услуги: свет, газ, воду, обслуживание зданий, следующий: а нельзя ли как-то снизить величину затрат на оказываемые коммунальные услуги?

6. Выдвигаемая гипотеза. Многое могут сделать сами жители заменить хотя бы часть ламп накаливания и люминесцентныхламп, используемых для освещения дома на ЭСЛЛ (энергосберегающие люминесцентные лампы).

7. Источник информации: рекламный буклет энергосберегающих ламп магазина «Икея», сайты компаний производителей электроосветительной техники.

8. Лампы со станлартным цоколемна 22/24/26 Ba rr 150 руб.

9. Лампы со стандартным цоколемна 15/18/20 Ватт 140 руб.

10. Лампы «спираль» со станд. цоколемна 15 Ватт (60 руб.1. Лампы с миниатюрнымцоколемна 7/9/11 Barr 80 руб.

11. Срок службы ЭЛ в 6-10 раз больше, чем у ламп накаливания, которые перегорают в самый «неподходящий момент», принося досаду. (ЛН-ЮООч., ЭСЛЛ-8000ч.)

12. Экономия материалов и металлов по сравнению с ЛД : экономия ресурсов Планеты.

13. Мгновенное зажигание, что является существенным достоинством по сравнению с ЛД.

14. Компактность и наличие стандартного цоколя, позволяет легко и быстро заменить в квартире обычные лампы накаливания на ЭСЛЛ, (просто выкрутив одну и вкрутив другую).

15. Вы хотите платить за электроэнергию в 5 раз меньше?сберегает ОН %потребляемой энергии / и1. Литература:

16. Антрушин А. Рассказы о русской технике.-Ленинград, 1950.

17. Белькинд Л.Д. Люди русской науки: очерки о выдающихся деятелях естествознания и техники.-М., 1965.

18. Епанешников М М. Электрическое освещение. Учебник для студентов Вузов. М.: Энергия, 1973.1. Проект№3.

19. Круговорот воды в природе. Социальный заказ: систематизация знаний о процессе круговорота воды в природе (первичные знания из курса природоведения расширились, но только на уровне понимания физических явлений), выяснение его роли для жизни на Земле.

20. Учебные дисциплины: физика, химия, биология, экология, география. Тип проекта: информационно-исследовательский.

21. Содержание учебного проекта по темам:• Силы в природе (движение под действием силы тяжести, силы межмолекулярного взаимодействия, силы, вызываемые разностью давлений, сила Архимеда).

22. Создание графической модели кругооборота воды в природе с учетом всех физических явлений и действующих сил. Литература:

23. Перри Симон, Талбот Уайне Экологическое образование в начальной школе: игры, опыты, самоделки.// Вестник АсЭкО, выпуск 1-2/1997. -72с.

24. Роджерс Кристин, Хауэлл Лаура, Смит Алистер, Кларк Филипп, Хендерсон Коринн Школьная энциклопедия. Естественные науки.-М.: Росмэн, 2002. 448с.

25. Большая книга экспериментов для школьников/Под ред.Антонеллы Мейяни. М.: Росмэн, 2001. - 260с.