Физико-информационный модуль как средство формирования и развития у учащихся средней школы обобщённых знаний и умений по физике

Таранов, Михаил Степанович

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Физико-информационный модуль как средство формирования и развития у учащихся средней школы обобщённых знаний и умений по физике

Автореферат

Автор научной работы: Таранов, Михаил Степанович
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Курган
Год защиты: 2010
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Физико-информационный модуль как средство формирования и развития у учащихся средней школы обобщённых знаний и умений по физике"

На правах рукописи

003494208

Таранов Михаил Степанович

ФИЗИКО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ МОДУЛЬ КАК средство ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ У УЧАЩИХСЯ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ ОБОБЩЁННЫХ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ ПО ФИЗИКЕ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика, уровень общего образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата педагогических наук

2 5 МАР 2010

Челябинск 2010

¡^гт

003494208

Работа выполнена на кафедре теоретической физики, компьютерных методов физики Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Курганский государственный университет»

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук,

заведующий кафедрой теоретической физики, компьютерных методов физики, доцент Левченко Евгений Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук,

профессор Карасова Ирина Степановна

доктор педагогических наук,

профессор Оспенникова Елена Васильевна

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Уральский государственный

педагогический университет»

Защита состоится «21» апреля 2010 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.02 при ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 69, ауд. 116

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Автореферат разослан «16» марта 2010 г.

Ученый секретари

.икхергацмошюго совета,

лостор педагогических наук*, првф&рф

Й.С. Епшша

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Государственный стандарт общего образования в числе приоритетных направлений модернизации российского образования выделяет такие, которые предусматривают внедрение в процесс обучения современных информационных технологий. Они изменяют не только способы приобретения знаний и умений, формы общения между обучаемым и обучающим, но и обеспечивают развитие общих учебных умений и навыков, обобщённых способов познавательной, творческой деятельности. На первый план выдвигаются задачи обучения способам самостоятельного приобретения знаний, развития опыта учебно-исследовательской деятельности учащихся с учётом индивидуальных интересов и возможностей каждого.

Информационные модели физических объектов в настоящее время становятся предметом изучения и средством учебной деятельности учащихся средней школы. Обучение их этой деятельности предусматривается инновационным научно-педагогическим проектом «Информатизация системы образования».

В силу принципа единства содержания и процесса обучения, моделирование явлений и закономерностей имеет отношение не только к его содержательной стороне, но и к процессуальной. Обобщение и систематизация физических знаний, умений; самостоятельное их приобретение; использование современных форм, методов и средств реализации видов учебно-познавательной деятельности, например, таких, как модульное обучение в условиях научно-педагогического проекта «Информатизация системы образования», приобретает особую значимость, потому что осуществляет принцип преемственности физики и информатики. Такие интегративные модули в качестве дидактических средств обучения в условиях реализации вышеназванного проекта требуют специального исследования.

Проблеме модульного обучения посвящено достаточное количество работ (П.А. Юцявичене, П.И. Третьяков, М.А. Чошанов, Т.И. Шамова, И.С. Кара-сова, A.B. Карпушев, О.Н. Королёва, Л.И. Васильев и др.). В них исследуются структура и содержание модульных программ, виды и способы активизации учебно-познавательной деятельности учащихся, формы организации их самостоятельной работы, в том числе, в дисциплинах интегративного содержания. Например, O.E. Акулич в рамках интегративного модуля применительно к физике, изучаемой студентами медицинского вуза, разработала ценностно-

смысловой аспект модульного обучения. Однако, в этой и других работах, создание и применение интегративного модуля физико-информационной направленности для раскрытия преемственных связей физики с информатикой в содержательном и процессуальном аспектах обучения физическому моделированию не рассматривалось.

В курсе информатики физические модели изучаются без выяснения сущности моделируемых явлений. В частности, в этой дисциплине не раскрываются причинно-следственные связи между физическими величинами, описывающими явления, что существенно сужает дидактическую ценность моделирования для изучения физики. В то же время, современное аппаратно-программное обеспечение, в частности, компьютеризированного физического эксперимента позволяет обучать школьников моделированию физических явлений и закономерностей.

Таким образом, актуальность настоящего исследования обусловлена противоречиями между современными тенденциями развития общества, связанными с информатизацией образования, и недостаточной разработанностью путей и средств комплексной реализации компьютерного моделирования в обучении учащихся физике; между необходимостью развития обобщённых знаний и умений по физике на основе компьютерного моделирования и сложностью его выполнения учителями в условиях устоявшихся традиционных форм и средств обучения физике; между необходимостью включения в образовательный процесс по физике современных дидактических средств обучения и недостаточной разработанностью методики их реализации.

Необходимость разрешения данных противоречий определила актуальность проблемы исследования, заключающейся в поиске ответов на вопрос: как посредством физико-информационного модуля возможно осуществление преемственных связей между физикой и информатикой, формирование и развитие на их основе обобщённых знаний и умений по физике у учащихся средней школы.

Тема исследования: «Физико-информационный модуль как средство формирования и развития у учащихся средней школы обобщённых знаний и умений по физике».

Объект исследования - процесс обучения физике учащихся средней школы с использованием современных дидактических средств.

Предмет исследования - процесс формирования и развития у школьников обобщённых знаний и умений по физике посредством интегративного физико-информационного модуля, реализующего преемственные связи физики с информатикой.

Цель исследования состоит в обосновании и разработке структуры и содержания физико-информационного модуля и методики работы с ним в процессе формирования и развития обобщённых знаний и умений по физике у учащихся средней школы.

Гипотеза исследования: если в образовательный процесс по физике включить современное дидактическое средство обучения - физико-информационный модуль, отражающий комплексные цели учения школьников, уров-невый характер обобщённых знаний и умений по физике и информатике, этапы организации видов учебно-познавательной деятельности, то это может способствовать:

• формированию у школьников обобщённого умения моделирования физических явлений, закономерностей с использованием компьютеризированного и вычислительного экспериментов;

• повышению качества знаний учащихся по физике и умений их самостоятельного приобретения в условиях реализации преемственных связей физики с информатикой.

Исходя из сформулированных цели и гипотезы, поставлены следующие задачи исследования:

1. Изучить состояние проблемы в области разработки интегративного физико-информационного модуля и его использования в процессе обобщения и систематизации знаний и умений учащихся средней школы по физике.

2. Обосновать роль физико-информационного модуля в формировании обобщённых знаний и умений по физике учащихся средней школы.

3. Разработать в соответствии с этапами и логикой цикла учебного познания (В.Г. Разумовского) структуру и содержание физико-информационного модуля как дидактического средства формирования и развития обобщённых знаний и умений по физике у учащихся средней школы.

4. Разработать методику формирования и развития обобщённых знаний и умений по физике на основе модуля; обобщённую структуру деятельности по осуществлению вычислительного физического эксперимента в процессе обучения физике учащихся средней школы.

5. Осуществить педагогический эксперимент, в ходе которого проверить гипотезу исследования.

Методологический базис исследования составляют: диалектический метод познания действительности; теория развивающего обучения, законы динамического развития личности, в основе которых лежат принципы активизации учебно-познавательной деятельности и познавательной самостоятельности на основе развития личностного опыта обучаемого; теория систем; теория содержания общего образования; теория формирования обобщенных умений; система подходов (деятельностного, личностно ориентированного, интегративного).

Теоретической основой исследования являются: психологическая теория деятельности (JI.C. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн и др.); теория отбора и структурирования содержания образования (Л.Я. Зорина, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, В.В. Мултановский, A.A. Пинский, В.Г. Разумовский, М.Н. Скаткин и др.); теория самостоятельной познавательной деятельности (A.B. Усова, П.И. Пидкасистый, Т.И Шамо-

ва, H.H. Тулькибаева, П.В. Зуев, Е.В. Оспенникова и др.); теория образовательных технологий (В.П. Беспалько, В.А. Гузеев, М.В. Кл арии, Г .К. Селевко); теория интегративных и преемственных связей (В.Н. Фёдорова, A.B. Усова, Г.Г. Гранатов, A.B. Петров, С.Н. Бабина, Т.Н. Гнитенкая, А.И. Гурьев, С.А. Старченко, С.А. Суровикина, М.В. Потапова, А.П. Усольцев, O.A. Яво-рук, Г.А. Ларионова, B.C. Елагина и др.); дидактические теории комплексного использования средств обучения (Г.И. Pax, С.Г. Шаповаленко и др.); теория управления и самоуправления (В.И. Земцова, В.И. Андреев, Д.Ф. Ильясов, Г.Н. Сериков, A.A. Попова и др.); исследования в области применения новых информационных технологий в обучении физике (Ю.А. Винницкий,

H.H. Гомулина, C.B. Грызлов, Б.М. Игошев, В.А. Извозчиков, Д.А. Исаев, С.Е. Каменецкий, A.C. Кондратьев, В.В. Лаптев, Е.Ю. Левченко, Р.В. Майер, Е.В. Оспенникова, Н.С. Пурышева, A.B. Смирнов, М.И. Старовиков и др.); исследования, посвященные разработке средств новых информационных технологий обучения (Ю.А. Гороховатский, В.В Ларионова, Д.Ш. Матрос, A.A. Оспенников, Е.С. Полат, И.В. Роберт); теория и методика обучения физике (A.B. Усова, И.Л. Беленок, В.А. Бетев, A.A. Бобров, C.B. Бубликов, А.И. Бугаев, М.Д. Даммер, В.И. Земцова, И.С. Карасова, А.Н. Крутский, Р.И. Малафеев, Е.В. Оспенникова, Ю.А. Сауров, В.И. Тесленко, Т.Н. Шамало, A.A. Шапоповалов, Н.В. Шаронова и др.).

. Для решения поставленных задач применялись теоретические и экспериментальные методы исследования: теоретический анализ проблемы на основе изученной научной и методической литературы; анализ теоретических исследований и практических наработок по методике формирования и развития обобщённых знаний и умений; анализ теоретических исследований и практических рекомендаций по модульному обучению, по использованию электронных средств обучения физике; анализ теоретических исследований в области использования моделирования в эксперименте; анкетирование; тестирование учащихся, учителей; анализ письменных работ учащихся; статистическая обработка результатов педагогического эксперимента; экспериментальное преподавание.

Научная новизна исследования:

I. Обоснована целесообразность включения в образовательный процесс по физике интегративного дидактического средства - физико-информационного модуля, обеспечивающего реализацию преемственных связей физики с информатикой, методов и приёмов обобщения знаний и умений; развитие познавательной самостоятельности учащихся.

2. Разработаны на основе этапов и логики учебного познания структура и содержание интегративного физико-информационного модуля как дидактического средства, включающего целевые компоненты модуля (комплексный, ин-тегративный, частно-дидактический); знаковые модели физических систем; вычислительный и компьютеризированный эксперимент; обобщённые знания и умения по физике, способствующие организации экспериментальной и учеб-

но-исследовательской деятельности учащихся, формированию положительных мотивов учения, развитию познавательной самостоятельности.

3. Разработана методика формирования и развития обобщённых знаний и умений учащихся по физике в процессе их работы с физико-информационным модулем на основе этапов организации учебно-познавательной деятельности учащихся (внутренней и внешней упорядоченности частей целого; совокупности действий по взаимодействию частей целого; субъект-субъектного взаимодействия обучающего и обучаемого), входящих в структуру и содержание физико-информационного модуля.

4. Определён состав действий при выполнении вычислительного физического эксперимента, разработан обобщённый план его выполнения учащимися.

Теоретическая значимость:

1. Разработана методологическая модель методики формирования обобщённых знаний и умений у учащихся средней школы на основе интегративного физико-информационного модуля, отражающая три этапа организационной деятельности участников образовательного процесса: внутреннюю и внешнюю упорядоченность и согласованность частей целого; совокупность действий, ведущих к образованию взаимосвязей между частями целого; субъект-субъектное общение участников образовательного процесса, способствующее развитию познавательной самостоятельности обучаемого.

2. Разработаны требования к конструированию интегративного физико-информационного модуля, отражающие: 1) единство физических и информационных процессов; 2) организацию обратной связи между этапами познавательного цикла; 3) раскрытие свойств физических процессов на основе исследования знаковой модели; 4) использование алгоритмической основы вычислительного эксперимента, методов параметризации в моделировании для приобретения учащимися опыта выдвижения физических гипотез, их проверки в процессе самостоятельной познавательной деятельности.

Практическая значимость исследования заключается в разработке: 1. Методических рекомендаций по формированию обобщенных знаний и умений на основе интегративного физико-информационного модуля; включению вычислительного и компьютеризированного экспериментов в структуру физико-информационного модуля для формирования обобщённых знаний и умения моделирования учащимися физических процессов; организации учебно-исследовательской деятельности учащихся в процессе изучения физических явлений и закономерностей на основе натурного и виртуального экспериментов.

2. Содержания и методики реализации компьютеризированного эксперимента на основе автоматизированной модели маятника для изучения колебательного и вращательного движения в условиях модульного обучения учащихся старшей профильной школы.

3. Разработана программа, структура и содержание элективного курса «Вычислительная физика» для учащихся старшей профильной школы.

Этапы исследования. Диссертационное исследование проведено в течение 2004-2009 гг. в четыре этапа.

Первый этап (2004-2005 гг.) - подготовительно-поисковый, включает: изучение документов, философской, психолого-педагогической, методической литературы, диссертационных исследований; анализ состояния проблемы; формирование темы, определение цели и задач, объекта и предмета, рабочей гипотезы исследования; разработку понятийного аппарата; проведение констатирующего и поискового экспериментов.

Второй этап (2005-2006 гг.) - аналитический, включает: разработку и теоретическое обоснование целесообразности использования в образовательном процессе по физике интегративного модуля как дидактического средства обобщения знаний и умений по физике в условиях информатизации обучения; конструирование структуры и содержания физико-информационного модуля, программа которого включает теоретический и экспериментальный материал с использованием компьютеризированного эксперимента; выбор критериев и показателей отслеживания результативности использования физико-информационного модуля в формировании и развитии обобщенных знаний и умений учащихся средней школы.

На третьем этапе (2006-2008 гг.) - формирующем, осуществлялась экспериментальная проверка выдвинутой гипотезы; применялся интегративный модуль (физико-информационный), как дидактическое средство обобщения знаний и умений учащихся средней школы, оценивалась результативность проведения педагогического эксперимента.

Четвертый этап (2008-2009 гг.) - контрольный включал в себя эксперимент по проверке влияния физико-информационного модуля на качество усвоения знаний и умений, развитие познавательной самостоятельности учащихся средней школы; коррекцию полученных результатов; оформление результатов исследования.

Экспериментальная база исследования: Муниципальные образовательные учреждения «Межшкольный учебный комбинат учащихся г. Кургана», физико-математический «Лицей № 12», средние общеобразовательные школы №№ 38, 48, 50 г. Кургана, Институт повышения квалификации и переподготовки работников образования Курганской области.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены использованием взаимодополняющих методов педагогического исследования, адекватных поставленным задачам; длительностью эксперимента, его повторяемостью; применением статистических методов обработки результатов эксперимента; соблюдением основных требований к организации педагогического эксперимента.

шенствование профессионально-методической подготовки учителей физики» (г. Орск, ОрГТУ, 2007 г.); 3) «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся и студентов вузов» (г. Челябинск, III, XIV-я, XV-я конференции на базе ЧГПУ, 2008, 2009 гг.); 4) публикаций в сборниках: «Актуальные проблемы развития высшего и среднего образования» (ЧГПУ, 20072009 гг.), «Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского госуниверситета» (2007-2009 гг.). Методика и дидактические средства, разработанные в ходе исследования, внедрены в учебный процесс ИПКиПРО Курганской области, МОУ «Лицей 12», средних школ №№ 38,48, 50 г. Кургана.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Обучение физике учащихся средней школы на основе интегративного физико-информационного модуля определено необходимостью реализации преемственных связей физики и информатики; формирования общих для данных предметов умений (до уровня обобщённых) на основе натурного, виртуального экспериментов; развития мотивации учения школьников, их познавательной самостоятельности.

2. Структура и содержание физико-информационного модуля как дидактического средства реализации преемственных связей физики с информатикой включают: знаковые модели физических систем, вычислительный и компьютеризированный эксперименты; обобщённые знания и умения по физике и информатике; метод моделирования в физике.

3. Физико-информационный модуль, включающий теоретический и практический материал, эксперимент (натурный и виртуальный) способствует развитию учебно-исследовательской деятельности и познавательной самостоятельности школьников, мотивации их учения.

4. Методологическая модель методики формирования обобщенных знаний и умений учащихся средней школы на основе физико-информационного модуля отражает процесс организации учебно-познавательной деятельности, включающей совокупность действий по упорядочению частей целого; по их взаимодействию в совместном общении субъектов образовательного пространства.

5. Обобщённый план проведения вычислительного физического эксперимента в условиях модульного обучения отражает логику этапов познавательных циклов в процессе учебного познания, единство физических и информационных процессов.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх глав, библиографического списка из 213 наименований. Содержит 233 страницы, в том числе 185 страниц основного текста, 11 приложений, 27 таблиц, 3 диаграммы, 20 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности исследования, описание проблемы, цели, объекта, предмета, задач исследования, теоретико-методоло-

гической базы, гипотезы, новизны; положения, выносимые на защиту, приводятся данные о структуре работы, апробации и внедрении в учебный процесс результатов исследования.

Первая глава «Интегративный модуль как дидактическое средство обобщения знаний и умений учащихся по физике» посвящена теории и практике модульного обучения физике; описанию дидактического средства осуществления данного типа обучения, реализующего преемственные связи физики с информатикой, названного физико-информационным модулем.

Интегративный физико-информационный модуль (ИМ) - дидактическое средство обобщения физических знаний, умений их комплексного приобретения и применения в процессе самостоятельной познавательной деятельности учащихся, включающей создание и изучение знаковых моделей физических процессов, закономерностей, вычислительный и компьютеризированный эксперименты (КЭ).

Физико-информационный модуль должен удовлетворять ряду дидактических требований: 1) научности, критериями которой служат приобретаемые обучаемыми знания и обобщённые умения, взгляды и убеждения, диалектическое мышление; 2) системности, критерием которой является целостность и комплексность; 3) структурированности (критерии - иерархичность, логичность, алгоритмический характер деятельности, преемственность, вариативность); 4) процессуальное™ (критерии - управляемость, инструменталыюсть, диагностичность, эффективность, воспроизводимость); 5) соотносимое™ содержания методам и формам обучения, видам учебно-познавательной деятельности; 6) развитости, критерием которой является динамика познавательной самостоятельности (от операционной к мотивационной).

Научность, системность, структурированность и процессуальность в обучении физике на основе физико-информационного модуля обеспечиваются совокупностью целей (комплексной, интегративной, частно-дидактической). Комплексная дидактическая цель включает совокупность задач межпредметного характера, решение которых способствует формированию обобщённых знаний и умений, диалектического мышления, пониманию учащимися единства методов учебного познания и фундаментальной роли моделирования в изучении физических явлений и закономерностей. Интегративная дидактическая цель реализуется с помощью задач, отображающих преемственные связи физики и информатики в поэтапной организации познавательной деятельности учащихся: от внутренней и внешней упорядоченности частей целого к их взаимодействию, а от них к познавательной самостоятельности в субъект-субъектном взамодействии обучаемого и обучающего. Частно-дидактическая цель реализуется через совокупность требований, формулируемых к учебному элементу (УЭ) модуля, в структуру которого включены управленческие аспекты познавательной деятельности учащихся в соответствии с её алгоритмическим характером, инструментальностью и диагностичностью. '

Концептуальную основу построения ингегративного физико-информационного модуля составляет единство и обусловленность", содержательной и процессуальной сторон обучения; экспериментального и теоретического методов учебного познания; алгоритмический характер познавательной деятельности при выполнении компьютерного и натурного физического экспериментов, разноуровневых задач моделирования в физике; структура информационных умений (создание и изучение информационных объектов для приобретения знаний в процессе моделирования физических явлений и закономерностей).

Предметом информатики являются информационные процессы и методы создания, хранения и обработки различной информации - информационные технологии. Моделирование изучается в информатике вне зависимости от природы объекта, как универсальный алгоритм, технология создания и изучения моделей объектов, отражающих существенные свойства прототипа.

Компьютерная модель физического процесса содержит связанные единством целей моделирования информационные объекты (таблицы значений и графики пространственно-временного изменения физических величин; анимации; базы данных физических систем). Поэтапное создание и исследование модели формирует элементы умения компьютерного моделирования, поэтому преемственные связи физики и информатики возможно успешно осуществлять на основе обучения учащихся моделированию в физике.

Изложенное позволяет классифицировать физико-информационные модули, выделив их типы: 1) содержательный (в соответствии с содержанием темы, раздела курса физики осуществляется выбор целей, методов и форм применения ИКТ для формирования умения моделирования, самообучения, создания обучающей среды, средств сопровождения обучения физике); 2) процессуальный (поэтапное формирование познавательной самостоятельности, приобретение учащимися опыта исследовательской деятельности в процессе выполнения ими компьютеризированного и вычислительного экспериментов).

Очевидно, что сформировать обобщённые умения наблюдать, экспериментировать, выдвигать гипотезы и строить модели с применением ИКТ невозможно без уверенного владения учащимися навыками создания информационных объектов физического содержания и их последующего применения в качестве средств приобретения новых знаний.

Если рассматривать создание и изучение физической знаковой модели в теории учебной деятельности с точки зрения соотнесения компонентов «операция - действие - деятельность», то возможно установить структуру моделирования как деятельности по изучению количественных закономерностей протекания физических явлений, соотношений между физическими величинами, сравнению экспериментальных и теоретических данных. Она включает: создание знаковой модели (множество относительно автономных действий -целеполагание; формализация; алгоритмизация; выбор программных средств, создание информационных объектов; анализ их соответствия целям и предпо-

лагаемым результатам моделирования); исследование модели (действия по установлению соответствия свойств модели изучаемому процессу; выявление новых свойств на основе изучения поведения модели, определение параметров модели, критичных для класса явлений; обобщение целей моделирования). Данная схема может быть детализирована до уровня операций, позволяющих выявить требования как к структуре и содержанию интегративного модуля, так и к уровню обобщённости знаний и познавательной самостоятельности.

На основе эмпирического и теоретического обобщения знаний (A.B. Усова, Е.В. Оспенникова, Е.А. Дьякова) обобщённых умений (Р.В. Майер, Т.Н. Шамало) в модульном обучении в процессе моделирования школьники учатся: 1) выполнять последовательность операций создания знаковой модели по заданной инструкции (уровень операциональной самостоятельности); 2) выполнять действия в соответствии с целями, этапами КЭ в частично-поисковой самостоятельной работе по его выполнению, анализу результатов (уровень конструктивной познавательной самостоятельности); 3) приобретать новые умения по выдвижению гипотезы, классификации явлений, законов, анализу собственной деятельности (уровень мотивационной познавательной

Рис. 1 Структура операционного модуля Рис.2 Функциональная схема модуля В соответствии с вышесказанным, методика самостоятельной работы с физико-информационным модулем на первом этапе включает знакомство учащихся с познавательными целями изучения информационных объектов физического содержания (таблиц, графиков, баз параметров): овладение системой понятий, операций, характерных для физического моделирования (данное; модель; представление физических данных в таблично-графическом виде; изучение по графикам функциональной связи величин). На втором этапе происходит овладение школьниками логико-дидактической структурой модуля, этапами, средствами и алгоритмами моделирования в физике. На третьем этапе реализуется интегративная цель модуля в соответствии с формами занятий и видами деятельности учащихся. На четвёртом этапе анализируются уровень познавательной самостоятельности в соответствии с характером работы учащихся над УЭ модуля, а также результаты учебных достижений учащихся. Таким образом, обучение учащихся моделированию составляет основу обра-

зовательного процесса по физике в условиях применения физико-информационного модуля.

По мере автоматизации операций по созданию информационных объектов усложняются их структура, средства и цели применения. Например, переход от вычислительного к натурному физическому эксперименту на основе ПК требует изучения цифровых измерений физических величин. Таким образом, освоенные информационные объекты и умения работы с ними входят как компоненты в другие, качественно новые, что формирует обобщённые умения (A.B. Усова, A.A. Бобров).

Логика развёртывания этапов компьютерного эксперимента, рассматриваемого как познавательный цикл (явление - гипотеза - модель - изучение следствий - новое знание) позволяет использовать полученные знания для постановки обобщающей проблемы, то есть осуществить обратную связь между этапами (гипотеза - приращение знания) в учебном познании. Поскольку гипотеза является эвристическим ядром развивающего обучения (И.Г. Пус-тильник), создание условий и предпосылок для её самостоятельного формулирования и проверки школьниками, в частности, в компьютеризированном эксперименте в составе описываемого модуля, формирует обобщённые знания в соответствии с теорией деятельности. При этом компьютер выполняет функции когнитивной визуализации процесса, средства обработки данных, предмета их изучения в качестве компонента измерительной установки. Например, виртуальная установка модуля «Изучение магнитных свойств веществ» на элективных занятиях (1 ] класс) в среде Lab View (рис. 3)

■TÍ -J- Iii ■зи

1 1 1

ШГ ,ЛК 3 . "Ш"

Г"™

Щ É¡É ■ИВ

Рис. 3. Макет виртуальной установки «Изучение магнитных свойств веществ» позволяет моделировать магнитные явления, эмулировать работу устройств, изучать магнитные свойства материалов, кривую намагниченности образцов различных веществ, определять существенные свойства магнитных явлений.

Самостоятельная работа учащихся с модулем решает задачи обобщающего характера: 1) обоснование влияния формы и материала образцов на величину намагниченности; 2) оценка потерь энергии на перемагничивание; 3) анализ петли гистерезиса для различных образцов материалов; 3) самостоятельное

проектирование виртуальной установки в соответствии с физической теорией изучаемого процесса.

Во второй главе «Методика формирования обобщённых знаний и умений учащихся по физике на основе физико-информационного интегра-тивного модуля» раскрыты цели, дидактические функции, методические особенности обобщения знаний и умений учащихся по физике в процессе работы с интегративным модулем. Представлены логико-дидактическая схема и программа элективного курса «Вычислительная физика», целью которого является формирование обобщённых знаний о методах, целях, средствах компьютерного моделирования в физике; раскрытие преемственных связей между физическими сигналами, структурами данных и процедурами их обработки в физике; описание явлений физическими сигналами; поэтапное формирование познавательной самостоятельности учащихся в процессе обучения моделированию в физике в условиях описываемого интегративного модуля.

Единство и обусловленность этапов цикла учебного познания формируемым компонентам знаниево-умениевого комплекса моделирования составляет сущность обобщённого подхода в организации самостоятельной познаватель-

Рис. 4. Компоненты знаниево-умениевого комплекса моделирования

Обучение моделированию, как и другим видам познавательной деятельно-| сти на основе интегративного физико-информационного модуля, имеет обобщённый характер, потому что его учебные элементы унифицированы в содержательном и процессуальном аспектах, что позволяет перейти к созданию методики обобщения знаний на основе двух составляющих: преемственных связей физики с информатикой в изучении физических основ информационных процессов, алгоритмизации и автоматизации физического эксперимента; физико-информационного модуля - дидактического средства реализации преемственных связей (табл. 1). Таблица I Унифицированная структура учебного элемента модуля

3 а * Цель на данном этапе Учебно-познавательная деятельность обучаемых и методы её диагностики в процессе освоения модульной программы

Изучение структуры темы, вопроса по схеме модульной программы Содержание учебной деятельности учащегося Текущий контроль знаний и умений, их коррекция Обобщающий контроль, включение УЭ в систему знаний

I Мотивация. Условия возникновения проблемы Изучение вопросов и заданий УЭ по тексту учебника, инструкций Анализ физического процесса, выбор параметров Задачи описания информационных объектов Составить развернутый ответ, используя ключевые слова

2 Сущность проблемного вопроса Выявление понятий, формул, алгоритмов, наборов данных Освоение парадоксального факта, явления Обобщающие задачи, взаимо-, самоанализ ответа Полная картина сущности проблемы, задачи, темы, раздела

3 Индуктивный и дедуктивный поиск решения класса задач Приведение их в соответствие с целью и этапом КЭ, структуры МП Обобщение на уровне переноса операции в изменённых условиях Разноуровневые контрольные работа, тесты Оформление карт освоения УЭ, проверка уровня усвоения знаний

4 Анализ открытого, изученного, связи элементов знаний, операциональная самостоятельность Вскрытие причинно -гледственкых связей, классификация структурных элементов знания Обобщение на уровне метода описания данных измерений, расчётов (действие) Тестирование, программированные задачи Рейтинговая таблица знаний (знаю; хочу знать; умею)

5 Включение знаний в субъектный опыт, самостоятельность действия Исследовательские приемы (погружения, выделения сущности модели) Обобщение на уровне действий в алгоритмической деятельности Лабораторные работы с элементами преобразования данных, алгоритма Решение расчетных творческих задач эвристического уровня сложности

6 Самостоятельная учебная деятельность Самостоятельное преобразование задач, заданий МП Проектирование нового УЭ, его анализ Самоанализ достижений, продуктов деятельности Выполнение проектов, исследований; самоконтроль

Методика работы с модулем включает целевой, содержательный и деятельности ый компоненты (табл. 2). Формирование обобщённых знаний осу-

ществляется учителем, который организует познавательную деятельность учащихся. Сначала за счёт внутренних и внешних действий он упорядочивает части целого с помощью модуля. Таблица 2

Методика работы с физико-информационным модулем

Компо- Содержание деятельности

нент Задачи Средства Учителя Учащихся

Фор- Применение КЭ для Актуализация

мирова- организации про- Выявление в содержа- знаний и уме-

Целе- ние блемного обучения нии темы (модуля) учеб- ний примене-

вой мотива- по физике, обобще- ных проблем,требую- ния ИКТ, рас-

ции, ния знаний, умения щих применения средств крытие готов-

познава- их приобретения и ИКТ для анализа физи- ности к позна-

тельного применения в усло- ческих моделей, их вательной дея-

интереса виях преемствен- обобщения тельности по

ных связей физике

Фор- Реализация принци- Выполнение

мирова- пов единства со- Проектирование содер- этапов компь-

ние ба- держания и техно- жания ИМ «Таблицы, ютерного мо-

Содер- зовых логии; раскрытие графики физических делирования

жатель- знаний, сущности модели- величин»», «Цифровые для обобщения

ный умения рования в физике, измерения в физике», и систематиза-

модели- обобщённый план «Основы синергетики», ции знаний,

рования проведения ВЭ «Нелинейные процессы» умения моде-

лирования

Включение

Разви- Вычислительный и Выявление, практиче- элементов

Дея- тие ал- компьютеризиро- ская реализация алго- системы зна-

тель- горит- ванный экспери- ритмических видов ний в субъект-

ност- мичес- менты в физике, учебно-познавательной ный опыт, пе-

ный кого комплексные лабо- деятельности учащихся; реход из по-

мышле- раторные работы в развитие системного тенциального

ния классе ПК, семина- подхода, переход к са- на уровень

ры мообучению актуальных

достижений

Разви- Система оценок Обеспечение учащимся Применение

Рефлек- тие реф- алгоритмических возможности проекти- обобщённых

сивно- лексии, знаний и умения рования новых задач УЭ знаний для

оценоч- про- выполнения этапов при создании, изучении преобразования

ный дуктив- ВЭ на основе обоб- моделей на основе об- условий и па-

ных щённого плана ратной связи между эта- раметров задач

умений пами ВЭ

На следующем этапе учитель моделирует действия на основе цикла учебного познания, обучая школьников опыту исследовательской деятельности

(выдвижению и проверке гипотез) на основе КЭ. Единство мотивационно-целевого, содержательного и процессуального компонентов деятельности в модульном обучении способствует развитию познавательной самостоятельности учащихся на основе субъект-субъектного взаимодействия обучаемого и учителя.

Познавательная самостоятельность учащихся имеет уровневую структуру. Учитель, конструируя ИМ, включает в его содержание разноуровневые теоретические и экспериментальные задания, обучая выполнению операций, действий и деятельности моделирования физических процессов и систем (рис. 5).

В работе предложен обобщённый план вычислительного эксперимента в физике, сущность которого заключается в: а) детализации его этапов; б) организации обратной связи между его этапами (табл. 3). Таблица 3

Обобщённый план вычислительного физического эксперимента

Этап Название Содержание деятельности

1 Целеполагание Постановка задачи, классификация цели; формулировка (обобщение) гипотезы

2 Формализация • Установление сущности явления; описание физических величин, законов, уравнений • Обоснование физических и технологических параметров модели, оценка их величин

3 Математическое описание Выражение в формульном виде параметров, безразмерного критерия (функции параметров), выявление его функции в эксперименте

4 Алгоритмизация Составление и запись алгоритма создания знаковой модели, оценка его корректности

5 Программная реализация • Выбор программных средств, создание мо- дели (кодирование, отладка программы) • Контрольное тестирование • Выявление критичных значений параметров

6 Изучение модели (эксперимент) Выявление новых свойств прототипа на основе изучения свойств модели

7 Выдвижение гипотезы Включение новых знаний в субъектный опыт; уточнение цели; обобщение параметров описания модели; классификация явлений

8 Переход к целеполаганию Освоение аксиологического уровня знаний

Обратная связь заключается в том, что новые физические знания, полученные в результате изучения модели, позволяют на основе выдвинутой гипотезы обобщить цели, средства моделирования, гипотезу и повторить цикл эксперимента.

Раскрыта методика обобщения знаний в процессе изучения вопросов: набор данных физической величины, цифровые измерения в физике в форме практикума «Изучение колебательного движения на основе автоматизированной модели маятника» (Е.Ю. Левченко, рис. 6) составе элективного курса

ЭТАПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Рис. 5. Методологическая модель методики формирования обобщённых знаний и умений на основе интегративного физико-информационного модуля

«Вычислительная физика». Практикум включает комплексные лабораторные работы: калибровка установки; определение её параметров, связи угловой и линейной скоростей, ускорения свободного падения (11 класс, профильная школа). В структуру работы входят: цель работы: выполнив серию измерений периода, найти оценить точность результата для различных углов отклонения; сформулировать и проверить гипотезу о причинах увеличения ошибки измерения при возрастании угла отклонения маятника; оборудование: автоматизированная модель физического маятника, аппаратно-программный комплекс

Рис. б. Установка исследования колебаний в натурном эксперименте.

1 - дисплей компьютера с отображением результатов эксперимента;

2 - устройство сопряжения САР1-РС; 3 - модель физического маятника

сопряжения с компьютером; теоретическая часть: физический маятник -твёрдое тело, закреплённое в точке подвеса, расстояние от неё до центра масс

У.

масса - //. г = 2-к---. Если ввести приведённую длину

Ь-е^о

физического маятника, / =-, то можно получить выражение, аналогичное

А1-5

формуле периода математического маятника. Учитывая, что для

цилиндрического стержня длиной Я, 30~0,(3)цК2, получаем:

г 4 2 м-Я2 А-л-Я А-п-Я

у _ _. п = ; откуда = формула получена.

3 ft-g.lt 3-я 3 т

Таким образом структура и содержание данной работы убедительно показывают роль преемственных связей физики с информатикой в обобщении знаний о колебательном движении физического маятника; её применение формирует опыт самостоятельной познавательной деятельности учащихся.

В третьей главе «Организация, проведение и результаты педагогического эксперимента» описана опытно-экспериментальная работа (ОЭР) по оценке результативности применения интегративного физико-информационного модуля для обобщения знаний и умений по физике учащихся средней школы. Работа проводилась в три этапа на базе межшкольного учебного комбината учащихся, средних школ 38, 48, 50, физико-математического лицея 12 г. Кургана, ИПКиПРО Курганской области.

В процессе ОЭР применялись наблюдение, анкетирование, опрос, беседа, интервью, тестирование, экспертиза на различных этапах педагогического исследования ([констатирующем, поисковом, формирующем).

В педагогическом эксперименте приняли участие более 350 учащихся средних школ, 12 учителей информатики, 16 учителей физики, методисты и курсанты ИПКиПРО Курганской области.

В ходе констатирующего эксперимента (2004-2006 гг.): 1) изучено современное состояние проблемы использования интегративных форм обучения физике для обобщения знаний и умений в условиях информатизации и создания информационной образовательной среды; 2) осуществлён анализ учебных программ по физике, информатике, математике, пособий по методам обучения, средствам индивидуализации учения, возможностям организации обучения физике с применением компьютера; определения причин неэффективности формирования обобщённых умений в условиях традиционных средств обучения; 3) уточнено определение физико-информационного модуля, выявлены принципы, требования, учитываемые при его конструировании; 4) осуществлена оценка учебной мотивации к изучению физики в условиях преемственных связей физики и информатики; 5) выявлен уровень познавательной самостоятельности учащихся в процессе их обучения на основе физико-информационного модуля.

В поисковом эксперименте (2006-2007 гг.) были определены возможности использования интегративного модуля «физика-информатика» в процессе обучения физике, отработана технология применения методологической модели методики формирования обобщённых знаний и умений на основе интегративного модуля.

В ходе формирующего этапа эксперимента (2007-2009 гг.) осуществлялась проверка гипотезы исследования.

В качестве критериев результативности разработанной методики поэтапного формирования обобщённых знаний и умений по физике на основе инте-гративного дидактического средства - физико-информационного модуля были выбраны: 1) качество знаний учащихся по физике; 2) качество сформированное™ умений обобщать знания в условиях преемственных связей с информатикой; 3) качество сформированности у школьников умения моделирования в физике при выполнении компьютерного эксперимента; 4) уровень познавательной самостоятельности учащихся школы в процессе освоения компонентов физико-информационного модуля.

В процессе ОЭР получены следующие результаты. Отслеживание уровня сформированности обобщённых знаний по физике, умения моделирования учащимися физических процессов, закономерностей с применением ПК остаётся достаточно низким при наличии выше среднего уровня мотивации обучаемых к выполнению данной деятельности и высокой заинтересованности учителей физики (75 %) и информатики (64 %) в применении интегративных средств обучения на занятиях. Креативный уровень обобщения знаний остаётся достаточно низким. По различным темам курса физики - 17%; 19%; 24%; 23%; 11%. В экспериментальном обучении данный показатель оказался значительно выше - 38 %; 43 %; 52 %; 49 %; 35 % соответственно (табл. 4)

Таблица 4

Изменение уровня обобщения физических знаний учащихся при изучении

следствий физических теорий на основе интегративных модулей

Уровни % школьников, выполнивших задания данного уровня

обобщения Механика МКТ Колебания Волны Электродинам.

знаний К Э К Э К Э К Э К э

низкий 99 97 87 76 94 88 90 81 99 94

базовый 76 81 64 73 71 76 67 59 76 85

высокий 55 72 35 69 48 70 31 51 33 66

креативный 17 38 19 43 24 52 23 49 И 35

Результаты эксперимента свидетельствуют, что без целенаправленной работы по осуществлению преемственных связей физики с информатикой, внедрения в образовательный процесс интегративных средств обучения, методов моделирования в физике на основе ПК невозможно осуществить обобщение знаний и умений на продуктивном уровне.

Оценка результатов использования различных форм организации частично-самостоятельной познавательной деятельности школьников с применением элементов компьютерной физики в условиях классно-урочного и модульного обучения; применение дидактических материалов, разноуровневых заданий и задач для формирования умения моделирования в физике, самостоятельного приобретения и применения знаний доказала эффективность новой методики обобщения. Динамика изменения средних показателей глубины, действенно-

сти, осознанности знаний в экспериментальных классах оказалась существенно выше (табл. 5; К- контрольная группа, Э - экспериментальная). Таблица 5 Динамика изменения средних показателей глубины, действенности, систем_ности, осознанности знаний (5 - относительное изменение)_

Средний Показатели обобщённости знаний А^г -а ХТ,Э

балл / параметр Входной контроль Выходной контроль

К Э К Э К Э

Глубина 3.3 3.3 3.7 4.6 0.12 0.39

Действенность 2.8 3.3 3.5 4.5 0.25 0.36

Системность 2.4 3 3.6 4.9 0.50 0.63

Осознанность 3.3 3.4 3.8 4.8 0.15 0.41

Поиск современных интегративных средств обучения, методов, способствующих развитию познавательной самостоятельности учащихся школы привёл к созданию физико-информационного модуля, который включал теоретические и экспериментальные виды деятельности учащихся, обусловленные единством целей и средств. Оценка результатов его использования в обучении физике для когнитивной визуализации явлений с учётом соответствия этапов цикла учебного познания этапам КЭ убедили в положительном влиянии данного средства на процесс формирования и развития разноуровневых обобщённых знаний, умения моделирования в физике (табл. 7). Для оценки уровней сформированное™ обобщённых знаний и умений на основе использования ИМ применялись поэлементный и пооперационный методы анализа сформированное™ знаний, самостоятельной деятельности (A.B. Усова), критерий у2 в ранговой шкале (низкий, базовый, высокий, креативный уровни).

Разработаны задания, направленные на диагностику ЗУН, мотивов учения школьников в условиях реализации преемственных связей физики и информатики; развитие познавательной самостоятельности в процессе моделирования физических процессов и закономерностей; формирование обобщённых знаний и умений. Результативность выполнения заданий обусловлена предъявлением структуры и содержания МП, включением в программу модуля параметризации, плана КЭ, критериального подхода в качестве дополнительных методов и приёмов экспериментального обучения. Результаты контрольного этапа эксперимента представлены в табл. 6. Таблица 6 Распределение учащихся 10-11-х классов по уровням сформированное™

обобщённых знаний, умения моделирования в физике

Класс Всего Низкий Базовый Высокий Креативный

10 К 180 31 97 46 6 31.24

10Э 178 11 59 87 21

11 К 182 17 127 30 8 53.83

И Э 184 14 63 92 15

Тэ- наблюдаемое (эмпирическое) значение критерия х2 • Критическое значение критерия х2 на уровне значимости 0,05 (95%) для числа степеней свободы //=1-1=4-1=3 равно 7.82. Так как Т, >7.82 для сравниваемых выборок всех классов, нулевая гипотеза Н0 об отсутствии значимых различий отвергается, принимается альтернативная Н, - различия контрольных и экспериментальных выборок статистически значимы, что доказывает эффективность применения интегративного модуля для обобщения знаний. Данные диаграммы (рис. 7) свидетельствуют, что в контрольной группе наблюдается рост базового уровня знаний за счёт снижения низкого при практически постоянных высоком и креативном. По результатам выполнения разноуровневых заданий (репродуктивные, конструктивные, продуктивные, исследовательские) сделан вывод, что изменилась динамика познавательной самостоятельности учащихся в соответствии с исследованиями Е.В. Оспенниковой, М.В. Потаповой и сформулированной в данном исследовании гипотезой.

К до экс,% Э до экс,% К после,% Э после,%

Рис.7. Динамика распределения школьников по уровням обобщённости физических знаний

В заключении подведены итоги исследования, сформулированы его основные результаты и выводы, перспективы дальнейших исследований. В приложениях к работе описаны модульные программы по физике, тесты, анкеты, программа курса «Вычислительная физика», используемые в ОЭР.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Теоретически и экспериментально обосновано наличие проблемы, связанной с включением ресурсов и инструментов виртуальной среды, компьютерных технологий в образовательный процесс по физике в средней школе необ-

ходимостью реализации преемственных связей физики с информатикой в учебном процессе.

2. Процесс организации и осуществления преемственных связей физики с информатикой осуществляется на основе интегративного физико-информационного модуля, направленного на формирование обобщённых знаний и умений их самостоятельного приобретения, познавательной активности и самостоятельности мышления школьников в процессе выполнения этапов виртуального и компьютеризированного эксперимента в физике, создания и изучения знаковых моделей.

3. Методологическая модель методики формирования и развития обобщённых знаний и умений их самостоятельного приобретения разработана на основе поэтапной организации учебно-познавательной деятельности учащихся, включающей этапы внутренней и внешней упорядоченности частей целого; совокупность действий по их согласованию; познавательную деятельность в субъект-субъектном взаимодействии учащегося и учителя.

4. Методика формирования обобщённых знаний и умений на основе реализации физико-информационного модуля включает: 1) целевой компонент (комплексные, интегративные, частно-дидактические цели); 2) содержательный, связанный с обобщением знаний о моделировании физических систем; развитием умений выполнять этапы компьютерного эксперимента; 3) процессуальный, отражающий самостоятельную познавательную деятельность, развивающую творческое мышление и формирующую опыт учебного исследования в физике.

5. Результативность методики обобщения знаний и умений на основе реализации интегративного физико-информационного модуля определяется совокупностью приоритетных направлений в осуществлении преемственных связей физики с информатикой, к которым относятся: 1) развитие творческого мышления в обучении моделированию физических явлений и закономерностей; 2) создание интегративных учебных проектов на основе моделирования в курсе физики; 3) условия и цели создания открытой дидактической среды «физика-информатика».

6. Овладение учителями физики умениями: I) использования ресурсов, инструментов и объектов виртуальной среды; 2) рационального применения компьютерных технологий для создания и исследования знаковых моделей;

3) проектирования разноуровневых задач для самостоятельной работы школьников; 4) применения обобщённого плана эксперимента для организации познавательной деятельности при изучении физических процессов и закономерностей в натурном и виртуальном экспериментах способствует эффективной организации работы учащихся средней школы с физико-информационным модулем на занятиях по физике.

7. Разработаны и апробированы в учебном процессе методические рекомендации по использованию физического практикума на основе компьютерного эксперимента.

8. Организованный в рамках диссертационного исследования педагогический эксперимент показал эффективность применения разработанной методики в процессе формирования обобщенных знаний и умений по физике. .

Проведенное исследование показало обоснованность подхода к решению задачи формирования обобщённых знаний и умений по физике на основе физико-информационного модуля.

В то же время, данное исследование не исчерпывает содержание рассматриваемой проблемы. К перспективным направлениям дальнейших исследований в этой области следует отнести разработку проблем формирования системы методологических знаний, обучения методам исследовательской деятельности на основе компьютерного эксперимента.

По теме исследования опубликовано 23 работы общим объёмом 16,8 п.л.

Основные положения диссертации отражены в публикациях:

Работы в изданиях, включенных в список ВАК РФ

1. Таранов М.С. Информационно-энергетическая концепция профильного обучения физике и информатике // Среднее профессиональное образование. -2009-№ 2.-С. 32-34.

2. Таранов М.С. Современный компьютерный эксперимент в профильном обучении физике и информатике // Омский научный вестник. - 2009 - №4 (73).-С. 168-171.

3. Таранов М.С. Интегрированное обучение физике и информатике в профильной школе: принципы построения и методика реализации // Вестник Тамбовского государственного университета. - 2009 -№ 10 (79). - С. 301 - 304.

4. Таранов М.С. Уровень философского знания в обучении физике // Философия образования. - 2009 -№ 4(29). - С. 115 - 122.

Методическое пособие

5. Таранов М.С. Компьютерный эксперимент в профильном обучении физике и математике. - Курган: ИПК ПРО Курганской области, 2008. -116 с.

Научные статьи и материалы конференций

6. Таранов М.С. Информационное обеспечение творческого мышления // Сборник трудов РАЕН, Академия информатизации. - Челябинск. - 2007 -С. 193-200.

7. Таранов М.С. Развитие творческого мышления в обучении компьютерному моделированию физических задач // Сборник научных трудов 5-й межд. на-учн.-практ. конф., г. Тамбов. - Тамбов, ТГУ, - 2007. - С. 215-216.

8. Таранов М.С. Управление развитием мышления в курсе моделирования физико-математических задач на компьютере // Материалы междунар. научно-практ. конф. 2.04.2007, УрГПУ, г. Екатеринбург. - Екатеринбург: изд-во Ур-ГПУ.-С. 163- 165.

9. Таранов М.С. Использование генеалогического древа физических понятий в профильном курсе физики // Материалы междунар. научн.-практ. конф., 19 мая 2007 г. - Челябинск: изд-во ЧГПУ. - 2007. - С. 106 - 109.

10. Тарацов М.С. Компьютерное моделирование физико-математических задач как средство развития творческого потенциала учащихся и студентов // Межвузовский сб. научных трудов "Актуальные проблемы образования"-Челябинск: изд-во ЧГПУ.- 2007. - С. 134 - 136.

11. Таранов М.С. Структуры и уровни физического мышления в курсе моделирования физических задач на компьютере // Материалы 40-й зональной конф. преп. физики, астрономии, г. Орск. - Орск: изд-во Орского ГТУ. -

2007.-С. 48-51.

12. Таранов М.С., Левченко Е.Ю. Классификация нелинейных явлений, включаемых в курс теоретической физики // Вестник Курганского ГУ, Выпуск I, 4(8). - 2006. - С. 148 - 149. (авторских 60%)

13. Таранов М.С. Психологические аспекты проблемы мотивации в обучении решению творческих задач по физике // Сборник научных трудов аспирантов Курганского ГУ, Выпуск IX, г. Курган. - 2007. - С. 85 - 86.

14. Таранов М.С. Критерии структурирования содержания и методов обучения физике в концепции Ж. Пиаже // Материалы III Всероссийской научн.-практ. конференции 02.2008, г. Челябинск. - Челябинск: изд-во ЧГПУ. - 2008. - С. 144 - 146.

15. Таранов М.С. Модули как средство интегративного обучения физике и компьютерным технологиям // Материалы XV Межд. научн.-практ. конф. 12.05.08, г. Челябинск. - Челябинск: изд-во ЧГПУ. - 2008 - С. 336 - 338.

16. Таранов М.С. Структуры и фазы мышления в контексте развития обучения физике // Сборник научных трудов аспирантов КГУ, Вып. X, г. Курган. -

2008.-С. 73-75.

17. Таранов М.С. Интегрированные учебные проекты на основе компьютерного моделирования в курсе физики профильной школы // Сб. материалов IV Всероссийской научно-практической конференции, г. Новосибирск. - Новосибирск: ЦРНС. - 2009. - С. 196-201.

18. Таранов М.С. Предпосылки, условия и цели создания открытой дидактической среды физика-информатика // Сборник научных трудов аспирантов Курганского ГУ, Выпуск XI, - Курган: изд-во КГУ. - 2009. - С. 82 - 84.

19. Таранов М.С. Экспериментальные работы по физике в профильном обучении на базе цифровых датчиков // /Актуальные проблемы средней и высшей школы // IV Межвузовский сб. научных трудов /Под ред. A.B. Усовой, O.P. Шефер, - Челябинск: изд-во ИИУМЦ «Образование», 2009. - С. 89 - 91.

20. Таранов М.С. Методика формирования понятия «набор данных физической величины» // Сб. материалов XVI-й Межд. научно-практической конференции. - Челябинск: изд-во ЧГПУ. - 2009. - С. 269 - 271.

21. Таранов М.С. Компьютерное моделирование как основа интеграции физики и информатики в профильной школе /Актуальные проблемы средней и высшей школы // IV Межвузовский сборник научных трудов /Под ред. A.B. Усовой, O.P. Шефер. - Челябинск: изд-во ИИУМЦ «Образование», 2009. -

С. 56-58.

22. Таранов М.С. Дидактические функции изучения информационных объектов на уроках физики // V Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. A.B. Усовой, О.Р. Шефер. - Челябинск: изд-во ИИУМЦ «Образование», 2009. - С. 96 - 99.

23. Таранов М.С. Информационные объекты физического содержания как средство формирования умения моделирования физических процессов и явлений в курсе физики школы старшей ступени // V Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. A.B. Усовой, О.Р. Шефер. - Челябинск: изд-во ИИУМЦ «Образование», 2009. - С. 105 - 108.

Подписано в печать 10.03.2010 г. Формат 60 х 90/16. Объем 1,0 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ № 803. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе в типографии ГОУВПОЧГПУ. 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 69.

-1 Г

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Таранов, Михаил Степанович, 2010 год

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ИНТЕГРАТИВНЫЙ МОДУЛЬ КАК ДИДАКТИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ОБОБЩЕНИЯ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ УЧАЩИХСЯ ПО j 4 ФИЗИКЕ.

§1.1. Теория и практика модульного обучения физике учащихся средней школы.

§ 1.2. Формирование обобщённых видов учебно-познавательной деятельности учащихся в процессе их самостоятельной работы над мо- 36 дульной программой по физике.

§ 1.3. Структура, классификация, дидактические функции и формы реализации иптегративного физико-информационного модуля.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ОБОБЩЁННЫХ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ УЧАЩИХСЯ ПО ФИЗИКЕ НА ОСНОВЕ ИНТЕГРАТИВНОГО ФИЗИКО-ИНФОРМАЦИОННОГО МОДУJ1Я.

§ 2.1. Цели, содержательные средства, методические особенности обобщения и систематизации знаний и умений учащихся по физике на основе интегративного модуля.

§ 2.2. Формирование обобщённых умений выдвигать гипотезы, строить модели физических систем в процессе работы с интегративным физико-информационным модулем.

§ 2.3. Методика модульного обобщения знаний и умений в процессе изучения учащимися вопросов: набор данных физической величины, модель физического процесса, цифровые измерения в физике.

2.3.1 Содержание и методика применения модуля «Цифровые измерения в физике».

2.3.2 Изучение колебательных процессов на автоматизированной модели физического маятника.

2.3.3 Измерение частоты, периода, ускорения свободного падения.

Выводы по главе II.

ГЛАВА III. ОРГАНИЗАЦИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕНИЯ

ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.

§3.1. Цели, задачи, этапы и критерии педагогического эксперимента 15 j

§3.2. Методика проведения, содержание и результаты констатирующего эксперимента.

§ 3.3. Методика* проведения и результаты поискового и обучающего экспериментов.

§ 3.4. Результаты формирующего эксперимента.

Выводы по главе III.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Физико-информационный модуль как средство формирования и развития у учащихся средней школы обобщённых знаний и умений по физике"

Государственный стандарт общего образования в числе приоритетных направлений модернизации российского образования выделяет такие, которые предусматривают внедрение в процесс обучения современных информационных технологий. Они изменяют не только способы приобретения знаний и умений, формы общения между обучаемым и обучающим, но и развитие общих учебных умений и навыков, обобщённых способов познавательной, творческой деятельности. На первый план выдвигаются задачи обучения способам самостоятельного приобретения знаний, развития опыта учебно-исследовательской деятельности учащихся с учётом индивидуальных интересов и возможностей каждого.

В качестве целей обучения физике образовательный стандарт выделяет умения описывать и строить модели систем физической природы, устанавливать границы их применимости; выполнять экспериментальные исследования с применением информационных технологий. Данные умения являются обобщёнными, их успешное формирование и развитие возможно в условиях преемственных связей на основе такого метода научного познания, как моделирование. Информационные модели физических объектов в настоящее время становятся предметом изучения и средством учебной деятельности учащихся средней школы (Ю.А. Сауров). Обучение их этой деятельности предусматривается инновационным научно-педагогическим проектом «Информатизация системы образования».

В силу принципа единства содержания и процесса обучения, моделирование явлений и закономерностей имеет отношение не только к его содержательной стороне, но и к процессуальной. Обобщение и систематизация физических знаний, умений; самостоятельное их приобретение; использование современных форм, методов и средств реализации видов учебно-познавательной деятельности, например, таких, как модульное обучение в условиях научно-педагогического проекта «Информатизация системы образования», приобретает особую значимость, потому что осуществляет принцип преемст4 венности физики и информатики. Такие интегративные модули в качестве дидактических средств обучения в условиях реализации вышеназванного проекта требуют специального исследования.

Проблеме модульного обучения посвящено достаточное количество работ (П.А. Юцявичене, П.И. Третьяков, М.А. Чошанов, Т.И. Шамова, И.С. Карасова, А.В. Карпушев, О.Н. Королёва, Л.И. Васильев и др.). В них исследуются структура и содержание модульных программ, виды и способы активизации учебно-познавательной деятельности учащихся, формы организации их самостоятельной работы, в том числе, в дисциплинах интегративного содержания. Например, О.Е. Акулич в рамках интегративного модуля применительно к физике, изучаемой студентами медицинского вуза, разработала ценностно-смысловой аспект модульного обучения. Однако, в этой и других работах, создание и применение интегративного модуля физико-информационной направленности для раскрытия преемственных связей физики с информатикой в содержательном и процессуальном аспектах обучения физическому моделированию не рассматривалось.

Тема исследования: «Физико-информационный модуль как средство формирования и развития у учащихся средней школы обобщённых знаний й умений по физике».

Объект исследования — процесс обучения физике учащихся средней школы с использованием современных дидактических средств.

Предмет исследования — методика формирования и развития у школьников обобщённых знаний и умений по физике посредством интегративного физико-информационного модуля, реализующего преемственные связи физики с информатикой.

• приобретению ими опыта учебно-исследовательской деятельности в работе с физико-информационным модулем, способствующим формированию и развитию обобщённых знаний и умений по физике;

Исходя из сформулированных цели и гипотезы, поставлены следующие задачи исследования:

2. Обосновать роль физико-информационного модуля в формировании обобщённых знаний и умений по физике, а также познавательной самостоятельности учащихся средней школы.

4. Разработать методику формирования и развития обобщённых знаний и умений по физике на основе модуля; обобщённую структуру деятельности по осуществлению вычислительного эксперимента в процессе обучения физике учащихся средней школы.

5. Осуществить педагогический эксперимент, в ходе которого проверить гипотезу исследования.

Теоретической основой исследования являются: психологическая теория деятельности (J1.C. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, C.JI. Рубинштейн и др.); теория отбора и структурирования содержания образования (Л.Я. Зорина, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, В.В. Мултанов-ский, А.А. Пинский, В.Г. Разумовский, М.Н. Скаткин и др.); теория самостоятельной познавательной деятельности (А.В. Усова, П.И. Пидкасистый, Т.И Шамова, Н.Н. Тулькибаева, П.В. Зуев, Е.В. Оспенникова и др.); теория образовательных технологий (В.П. Беспалько, В.А. Гузеев, М.В. Кларин, Г.К. Селевко); теория интегративпых и преемственных связей (В.Н. Фёдорова, А.В. Усова, Г.Г. Гранатов, А.В. Петров, С.Н. Бабина, Т.Н. Гнитецкая,

A.И. Гурьев, С.А. Старченко, С.А. Суровикина, М.В. Потапова, А.П. Усоль-цев, О.А. Яворук, Г.А. Ларионова, B.C. Елагина и др.); дидактические теории комплексного использования средств обучения (Г.И. Pax, С.Г. Шаповаленко и др.); теория управления и самоуправления (В.И. Земцова, В.И. Андреев, Д.Ф. Ильясов, Г.Н. Сериков, А.А. Попова и др.); исследования в области применения новых информационных технологий в обучении физике (Ю.А. Винницкий, Н.Н. Гомулина, С.В. Грызлов, Б.М. Игошев, В.А. Извозчиков, Д.А. Исаев, С.Е. Каменецкий, А.С. Кондратьев, В.В. Лаптев, Е.Ю. Левченко, Р.В. Майер, Е.В. Оспенникова, Н.С. Пурышева, А.В. Смирнов, М.И. Старовиков и др.); исследования, посвященные разработке средств новых информационных технологий обучения (Ю.А. Гороховатский,

B.В Ларионова, Д.Ш. Матрос, А.А. Оспенников, Е.С. Полат, И.В. Роберт); теория и методика обучения физике (А.В. Усова, И.Л. Беленок, В.А. Бетев, А.А. Бобров, С.В. Бубликов, А.И. Бугаев, М.Д. Даммер, В.И. Земцова,

И.С. Карасова, А.Н. Крутский, Р.И. Малафеев, Е.В. Оспенникова, Ю.А. Са-уров, В.И. Тесленко, Т.Н. Шамало, А.А. Шаповалов, Н.В. Шаронова и др.).

Для решения поставленных задач применялись теоретические и экспериментальные методы исследования: теоретический анализ проблемы на основе изученной научной и методической литературы; анализ теоретических исследований и практических наработок по методике формирования и развития обобщённых знаний и умений; анализ теоретических исследований и практических рекомендаций по модульному обучению, по использованию электронных средств обучения физике; анализ теоретических исследований в области использования моделирования в эксперименте; анкетирование; тестирование учащихся, учителей; анализ письменных работ учащихся; статистическая обработка результатов педагогического эксперимента; экспериментальное преподавание.

Научная новизна исследования:

1. Обоснована целесообразность включения в образовательный процесс по физике интегративного дидактического средства - физико-информационного модуля, обеспечивающего реализацию преемственных связей физики с информатикой, методов и приёмов обобщения знаний и умений; развитие познавательной самостоятельности учащихся.

Теоретическая значимость:

2. Разработаны требования к конструированию интегративного физико-информационного модуля, отражающие: 1) единство физических и информационных процессов; 2) организацию обратной связи между этапами познавательного цикла; 3) раскрытие свойств физических процессов па основе исследования знаковой модели; 4) использование алгоритмической основы вычислительного эксперимента, методов параметризации в моделировании для приобретения учащимися опыта выдвижения физических гипотез, их проверки в процессе самостоятельной познавательной деятельности.

Практическая значимость исследования заключается в разработке: 1. Методических рекомендаций по формированию обобщенных знаний и умений на основе интегративного физико-информационного модуля; включению вычислительного и компьютеризированного экспериментов в структуру физико-информационного модуля для формирования обобщённых знаний и умения моделирования учащимися физических процессов; организации учебно-исследовательской деятельности учащихся в процессе изучения физичеt ских явлений и закономерностей на основе натурного и виртуального экспериментов.

Этапы исследования. Диссертационное исследование проведено в течение 2004-2009 гг. в четыре этапа.

Первый этап (2004-2005 гг.) — подготовительно-поисковый, включает: изучение документов, философской, психолого-педагогической, методической литературы, диссертационных исследований; анализ состояния проблемы; формирование темы, определение цели и задач, объекта и предмета, рабочей гипотезы исследования; разработку понятийного аппарата; проведение констатирующего и поискового экспериментов.

Второй этап (2005-2006 гг.) — аналитический, включает: разработку и теоретическое обоснование целесообразности использования в образовательном процессе по физике интегративного модуля как дидактического средства обобщения знаний и умений по физике в условиях информатизации обучения; конструирование структуры и содержания физико-информационного модуля, программа которого включает теоретический и экспериментальный материал с использованием компьютеризированного эксперимента; выбор критериев и показателей отслеживания результативности использования физико-информационного модуля в формировании и развитии обобщенных знаний и умений учащихся средней школы.

На третьем этапе (2006-2008 гг.) — формирующем, осуществлялась экспериментальная проверка выдвинутой гипотезы; применялся интегративный физико-информационный модуль как дидактическое средство обобщения знаний и умений учащихся средней школы, оценивалась результативность проведения педагогического эксперимента.

Четвертый этап (2008-2009 гг.) — контрольный включал в себя эксперимент по проверке влияния физико-информационного модуля па качество усвоения знаний и умений, развитие познавательной самостоятельности учащихся средней школы; коррекцию полученных результатов; оформление результатов исследования.

Апробация и внедрение полученных результатов осуществлялись путём выступлений и обсуждений на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: 1) «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики» (г. Екатеринбург, УрГПУ, 2007 г.); 2) «Совершенствование профессионально-методической подготовки учителей физики» (г. Орск, ОрГТУ, 2007 г.); 3) «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся и студентов вузов» (г. Челябинск, III, XIV-я, XV-я конференции на базе ЧГПУ, 2008, 2009 гг.); 4) публикаций в сборниках: «Актуальные проблемы развития высшего и среднего образования» (ЧГПУ, 2007-2009 гг.), «Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского госуниверситета» (2007-2009 гг.). Методика и дидактические средства, разработанные в ходе исследования, внедрены в учебный процесс ИПКиПРО Курганской области, МОУ «Лицей 12», средних школ №№ 38, 48, 50 г. Кургана.

На защиту выносятся следующие положения:

5. Обобщённый план проведения вычислительного физического эксперимента отражает логику этапов познавательных циклов в процессе учебного познания, единство физических и информационных процессов.

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

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III

Анализ результатов педагогического эксперимента позволил сделать следующие выводы:

1. Гипотеза об эффективности и целесообразности методики проведения занятий по физике с использованием обучающего интегративного модуля «физика-информатика» в условиях преемственности, системности, генерализации в процессе формирования обобщённых знаний, умения их комплексного применения в компьютерном эксперименте подтвердилась. На основе применения объективных исходных данных, адекватных качественных и количественных показателей и их характеристик сформулированы обоснованные выводы о положительном влиянии разработанной методики обучения физике в условиях нового дидактического средства в целях развития системного характера знаний, обучения исследовательской деятельности в физике, развитию познавательной самостоятельности.

2. Для проверки эффективности методики обучения использовались диагностические анкеты и разнообразные цифровые образовательные ресурсы, в том числе комплексные лабораторные работы компьютеризированного эксперимента, графические задачи, задачи исследования физических процессов на основе знаковых моделей, направленные на выявление уровней обобщённости физических знаний, их осознанности, умения применения в процессе решения физических задач различной степени сложности, включая сравнение эмпирических и теоретических данных в эксперименте.

3. Сравнение результатов выполнения контрольных заданий и экспериментальных задач учащимися, работавшими с дидактическим материалом в формате интегративных модулей и не работавшими с ним, показало, что разработанная методика обучения умению самостоятельного обобщения физических знаний в процессе выполнения обучающего модуля способствует: а) повышению осознанности, качества знаний по физике, умения комплексного применения алгоритмических, математических и физических знаний в процессе системной познавательной деятельности в компьютерной среде; б) переводу обучаемых на уровень актуальной мотивированной деятельности в процессе проведения этапов физического моделирования, формирования физических гипотез и методов их проверки на основе знаковых моделей; в) развитию активности и познавательной самостоятельности в работе с интегративным модулем; г) обеспечению условий модернизации содержания обучения физике посредством включения новых разделов: «вычислительная физика», «цифровые измерения в физике», «компьютеризированный эксперимент».

4. Педагогический эксперимент подтвердил эффективность интегративного модуля для обобщения знаний учащихся, повышения их качества, уровня самостоятельности в учении и, соответственно, обоснованность гипотезы исследования. Обучаемые в экспериментальной выборке показали существенно более глубокое владение физическими знаниями (законов, физических величин, сущности моделирования), умениями самостоятельного обобщения знаний, экспериментирования.

Таким образом, применение интегративных модулей при условии адаптации содержания, форм организации обучения, перевода условий контроля и диагностики на субъект-субъектный уровень формирует обобщённые знания и умения в самостоятельной познавательной деятельности, обеспечивающей широкий перенос знаний учащимися. Цель исследования достигнута.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование является завершённым с точки зрения поставленной цели и решённых задач. В ходе выполнения исследования в соответствии с задачами получены результаты, подтвердившие гипотезу:

1. Теоретически и экспериментально обосновано наличие проблемы использования интегративных форм обучения физике в процессе организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся в информационной образовательной среде с целью формирования у них обобщённых знаний и умений по физике.

Для решения данной проблемы предложено использовать дидактическое средство — физико-информационный модуль, использование которого на основе познавательного цикла компьютерного моделирования в условиях модульного обучения формирует у учащихся обобщённые знания и умения по физике.

4. Методика формирования обобщённых знаний и умений на основе реализации физико-информационного модуля включает:

1) целевой компонент (комплексные, интегративные, частно-дидактические цели);

2) содержательный, связанный с обобщением знаний о моделировании физических систем; развитием умений выполнять этапы компьютерного эксперимента; 3) процессуальный, отражающий самостоятельную познавательную деятельность, развивающую творческое мышление и формирующую опыт учебного исследования в физике.

1) развитие творческого мышления в обучении моделированию физических явлений и закономерностей; 2) создание интегративных учебных проектов на основе моделирования в курсе физики; 3) условия, цели и средства создания открытой дидактической среды «физика-информатика».

6. Овладение учителями физики умениями: а) использования ресурсов, инструментов и объектов виртуальной среды; б) рационального применения компьютерных технологий для создания и исследования знаковых моделей; в) проектирования разноуровневых задач для самостоятельной работы школьников; г) применения обобщённого плана эксперимента для организации познавательной деятельности при изучении физических процессов и закономерностей в натурном и виртуальном экспериментах способствует эффективной организации работы учащихся средней школы с физико-информационным модулем на занятиях по физике.

7. Выделены этапы обобщения знаний на основе освоения моделирования физических процессов и явлений в соответствии с требованиями ГОС: первый этап - усвоение элементов знаний (фактов, понятий, законов) и их применение на операциональном уровне на основе электронных образовательных ресурсов МО РФ (репродуктивный уровень); второй этап — применение знаний в изменённых ситуациях, для усложнённых классов задач; создание и изучение знаковых моделей в процессе выполнения вычислительного эксперимента на основе предложенного обобщённого плана ВЭ (конструктивный уровень, самостоятельность действия); третий этап - приобретение опыта выдвижения и проверки гипотез в процессе учебного исследования следствий фундаментальных физических теорий на основе компьютеризированного эксперимента; преобразование содержания элементов адаптивной модульной программы (продуктивный уровень, самостоятельность деятельности).

8. Разработана методика работы с интегративным модулем формирования и развития обобщённых знаний и умений по физике, включающая целевой компонент; когнитивную визуализацию физических процессов средствами ПК; создание и исследование информационных объектов разного уровня сложности, выполняющих в физике функцию средства поэтапного формирования самостоятельности (операциональной, действия, деятельности) в процессе выполнения компьютерного эксперимента, включаемого в модульную программу; диагностику уровня достижений учащихся.

9. Сформулированы определение интегративного физико-информационного-модуля (с. 25); требования к нему (с. 26); концептуальная основа и методологическая модель (с. 27-29); основания его классификации - уровень обобщённости знаний (эмпирический; теоретический; аксиологический); уровень познавательной самостоятельности; уровневый характер дидактических целей (комплексной, интегрирующей, частно-дидактической) (с. 92—99).

10. Раскрыты дидактические функции интегративного модуля «физика-информатика», особенности его применения в обучении моделированию в физике в соответствии с этапами цикла учебного познания (целеполагание, формализация, алгоритмизация, создание и исследование знаковой модели, обобщение) на основе принципов преемственности, системности, генерализации, научности.

11. В качестве ориентирующей основы развития самостоятельной познавательной деятельности предложены: алгоритмы построения объектов визуализации физических явлений в форме таблиц и графиков в различных аппаратно-программных средах; параметрический и критериальный подход в обучении анализу знаковых моделей в физике, границ их применимости

12. Разработан обобщённый план вычислительного эксперимента на основе принципов детализации этапов; организации обратной связи между заключительным и стартовым этапами эксперимента для обеспечения генерализации знаний. Обратная связь заключается в том, что новые знания, полученные в результате изучения модели, позволяют включить их в исходную цель моделирования и повторить эксперимент как познавательный цикл.

13. Разработаны и апробированы в учебном процессе методические рекомендации по использованию физического практикума на основе компьютерного и компьютеризированного эксперимента в составе элективного курса старшей профильной школы.

14. Организованный в рамках диссертационного исследования педагогический эксперимент показал эффективность применения разработанной методики работы с модулем для формирования обобщенных знаний и умений по физике.

По результатам исследования сделаны следующие выводы:

1. Требования ГОС по формированию умения моделирования, опыта выдвижения физических гипотез на основе информационных технологий обуславливают поиск интегративных средств обучения, ориентированных на систематизацию и обобщение знаний в интегративной деятельности учащихся на основе индивидуализации, рефлексии познавательной деятельности, анализа структуры элементов научного знания. Таким интегративным средством является физико-информационный модуль («физика-информатика»).

2. Структура, содержание и функции модуля «физика-информатика» в образовательном процессе по физике предполагают использование компьютерного моделирования. Проблема формирования умения компьютерного моделирования в физике на основе частично-самостоятельной и самостоятельной деятельности остаётся актуальной в виду отсутствия в программе по физике материала, обеспечивающего данное обучение.

3. Структура и содержание обучающего модуля позволяют организовать поэтапное формирование уровней обобщённости знаний (воспроизводящий, частично-поисковый, продуктивный) на основе механизма актуализации комплекса знаний и мотивационной самостоятельной деятельности учащихся в процессе выполнения ими компьютерного моделирования.

4. Обобщение физических знаний в условиях интегративного модуля происходит в процессе овладения учащимися обобщённым планом выполнения эксперимента, умением выдвигать и проверять физические гипотезы.

5. Структура и содержание дидактического материала в форме модульной программы предполагает различные формы организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности школьников, как на занятиях, так и во внеурочное время. Содержание самостоятельных работ систематизировано на основе поэтапного формирования умения моделировать на основе генерализации, систематизации знаний, функциональной замкнутости модуля.

6. Элективный курс «Вычислительная физика» как надстройка над профильными курсами позволяет удовлетворять познавательные потребности школьников, потому что выполняет роль средства самоорганизации их самостоятельной деятельности при условии согласования процессов формирования физических, математических и технологических знаний; определения и соблюдения этапов усложнения, структурирования данной деятельности на основе этапов познавательного цикла с использованием общедидактических принципов.

7. В работе осуществлено решение задачи реализации преемственных связей школьного курса физики, информатики, математики на базовом и профильном уровнях на основе дидактического средства — интегративного модуля. Результаты исследования могут быть использованы при организации физико-математического и физико-технологического профильного обучения, в обучении методам самостоятельного приобретения физических знаний.

Диссертационное исследование имеет направления дальнейшей работы: формирование аксиологического уровня знаний в обучении физике; определение структуры, целей и методов обучения исследованию в процессе обучения физике.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Таранов, Михаил Степанович, Курган

1. Антипов, Б.Л. Материалы и элементы электронной техники, в 2-х т. Текст. / Б.Л.Антипов. М.: Академия, 2007. 1 т. - 448 е., 2 т. - 384 с.

2. Антонов, Н.С. Интегративная функция обучения Текст. / Н.С.Антонов. -М.: Просвещение, 1989. 388 с.

3. Атаханов, Р.В. Методология и методы психолого-педагогического исследования Текст. / Р.В.Астаханов, В.И.Загвязинский. М.: Академия, 2007. -208 с.

4. Акулич, О. Е. Методика реализации ценностно-смысловых ориентиров студентов при изучении медицииской и биологической физики Текст. / О.Е.Акулич. Дис. . канд. пед. наук: 13.00.02/ 2005 221 с. РГБ ОД, 61:0713/778

5. Бадмаева, Н. Ц. Влияние мотивации на формирование общих умственных способностей Текст./ Н.Ц.Бадмаева.- Дис. . канд. психол. наук: 19.00.01/ 2006 187 с. РГБ ОД, 61:09-18/774

6. Бадмаева, Н. Ц. Мотивационные факторы формирования мыслительных и мнемических способностей // Бадмаева Н.Ц.; МО РФ. Вост.-Сиб. гос. тех-нол. ун-т устойчивого развития.-Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2000 175с.

7. Басимов, М.М. Изучение психологической типологии школьников по фактору успеваемости Текст./М.М.Басимов.-Москва-Курган: КГУ, 2004.-416 с.

8. Беспалько, В.П. Слагаемые педагогической технологии Текст. / В.П. Беспал ько. М.: Просвещение, 1987. - 96 с.

9. Вазина, К.Я. Саморазвитие человека и модульное обучение. Текст./ К.Я. Вазина. Н. Новгород: 1991. - 234 с.

10. Бауэр, Н.М. Методологический анализ форм интегрирующего знания / Н.М. Бауэр. Материалы III-й Всеросс. научно-практ. конф., ЧГПУ - 2008. -С. 53-57.

11. Беломестнова, В. Р. Математическое моделирование при интеграции курсов математики и физики в обучении студентов физических специальностей педвузов Текст./В.Р.Беломестнова. Дисс. . канд. пед. наук: 13.00.02 Чита, 2006.- 187 с. РГБ ОД, 61:07-13/750

12. Берулава, М.Н. Интеграция содержания образования Текст./ М.Н. Беру-лава М.: Педагогика, 1993, - 357 с.

13. З.Бобров, А.А. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики Текст. / А.А. Бобров, А.В. Усова. М.: Просвещение, 1988. -298 с.

14. Бордовский Г.А., Горбунова, И.Б. Персональный компьютер на занятиях по физике, Текст. / Г.А. Бордовский, И.Б. Горбунова СПб.: Изд-во РГПУ, 1999.-116 с.

15. Борисова, Н.В. От традиционного через модульное к дистанционному образованию Текст. / Н.В. Борисова. — М.: Домодедово: ВИПК МВД России, 1999. -174 с.

16. Борытко Н.М., Соловцова, И.А. Педагогика Текст. / Н.М. Борытко, И.А. Соловцова- М.: Академия, 2007. 464 с.

17. Бочкова, Р.В. Методологические аспекты компьютерного эксперимента / Р.В.Бочкова // Учебный эксперимент в высшей школе, 1998, №1, с. 34.

18. Бурцева, Н.М. Межпредметные связи как средство формирования ценностного отношения учащихся к физическим знаниям Текст./Н.М.Бурцева. -Дисс. канд. пед. наук: 13.00.02 СПб., 2001 231 с. РГБ ОД, 61:01-13/1872-Х

19. Вавилова Л.Н., Панина, Т.С. Современные способы активизации обучения Текст. / J1.H. Вавилова, Т.С. Панина- М.: Академия, 2007. 176 с.

20. Бухштаб, Г. Психология обучения и модели интеллекта (пер. с англ.)/ Текст./ Г. Бухштаб М.: Мир, 1991 - 248 с.

21. Величковский Б.М., Когнитивная наука: основы психологии познания, в 2-х т., УМО, т.1 448 е., т. 2 - 432 с. Текст. / Б.М. Величковский. - М.: Академия & Смысл, 2007.

22. Вильяме Р., Маклин, К. Компьютеры в школе (пер. с англ.) Текст./Р. Вильяме, К. Маклин М.: Прогресс, 1988 - 344 с.

23. Вишнякова, С.М. Профессиональное образование: Словарь Текст. / С.М. Вишнякова. М.: НМЦ СПО, 1999. - 538 с.

24. Винницкий, Ю.А. Принципы создания и использования интерактивных электронных учебных курсов (курс физики 7-11 классов) Текст./ Ю.А.Винницкий. Дисс. канд. пед. наук: 13.00.02 Москва, 2006 170 с. РГБ ОД, 66:04-13/2484

25. Возрастные и индивидуальные особенности образного мышления учащихся/ И.С. Якиманская, B.C. Столетнев, И.Я. Каплунович и др.; Под ред. И.С. Якиманской. [Текст] / М.: Педагогика, 1989. 221 с.

26. Восканян, К.В. Формирование теоретического мышления подростка посредством развития прямого и обратного хода мысли // Мир психологии.-2001,-N 1.-С. 165-173.

27. Габай, Т.В. Педагогическая психология: уч. пособие Текст. / Т.В. Га-бай.- М.: Академия, 2007. 240 с.

28. Гагай, В.В. Роль воображения в творческом мышлении младших школьников /ВВ. Гагай//Наука и школа. 2002.-N 1.-С. 32-36.

29. Глазова, Л.П. Вычислительный эксперимент как средство изучения нелинейных явлений в курсе физики Текст./ Л.П.Глазова. Дисс. . канд. пед. паук : 13.00.02 СПб., 1998 139 с. РГБ ОД, 61:00-13/202-2

30. Генисаретский, О.И. Логический смысл моделей и моделирования Текст. / О.И.Генисаретский. Тарту, 1966. — 354 с.

31. Гнитецкая, Т.Н. Информационные модели внутри- и межпредметных связей как основа технологии обучения физике Текст./ Т.Н.Гнитецкая.- Автореферат дисс. докт. пед. наук. 13.00.02:М.: Изд-во МГГГУ, 2006. 420 с.

32. Гнитецкая, Т.Н. Связи как методологическая основа формирования физических понятий // Материалы 3-й Всеросс. научно-практич. конф., ЧГПУ, 2008,- С.23-26.

33. Гонохова, Т. А. Психологические факторы формирования мнемических и мыслительных способностей Текст. / Т.А.Гонохова.-Автореф. дис. . канд. психол. наук / Новосиб. гос. пед. ун-т. -Новосибирск, 1998.-18 с.

34. Голованов, Н.Н. Компьютерная геометрия Текст./ Н.Н. Голованов, Д.П. Илыотко. М.: Академия, 2007. — 512 с.

35. Гордеева, Т.О. Психология мотивации достижения Текст. /Т.О.Гордеева. М.:Академия & Смысл, 2007. - 336 с.

36. Гребешок, Е.И. Технические средства информатизации Текст. / Е.И.Гребешок, Н.А. Гребенюк- М.: Академия, 2007. 272 с.

37. Гриценко Л.И., Теория и практика обучения: интегрированный подход Текст. / J1.H. Гриценко — М.: Академия, 2007. 224 с.

38. Губин, В.В. Межпредметные связи физики с биологией в старших классах средней общеобразовательной школы Текст. / В.В.Губин. Дис. . канд. пед. наук : 13.00.02 Челябинск, 2002 187 с. РГБ ОД, 61:03-13/483-Х

39. Гулд, X. Компьютерное моделирование в физике. В 2-х ч. (пер. с англ.) Текст. / X. Гулд, Я. Тобочник Я. М.: Мир, 1990. - 567 с.

40. Гурова, JI.J1. Психологический анализ решения задач Текст. / J1.J1. Гурова- Воронеж, Изд-во ВГУ, 1976. 327 с.

41. Ермоленко, В.А. Блочно-модульная система подготовки специалистов в лицее Текст. / В.А.Ермоленко, С.Е.Данькин. М.: ЦПНО ИТОП РАО, 2002. - 162 с.

42. Давыдов, В.В. Лекции по педагогической психологии Текст. / В.В. Давыдов. М.: Академия, 2007. - 224 с.

43. Давыдов, В.В. Проблемы развивающего обучения. Опыт исследования, Текст. / В.В.Давьтдов. М.: Академия, 2007. - 288 с.

44. Даммер, М.Д. Формирование общих научных понятий физики и информатики в средней школе на основе принципа системной дифференциациикогнитивных структур Текст./ М.Д.Даммер, М.Г. Ковтупова М.Г., Н.А.Писаренко. Материалы конф. НИР ЧГПУ, 2001. - 298 с.

45. Данилов, М.А. Процесс обучения в советской школе Текст. / М.А. Данилов. М.: Учпедгиз, 1960. - 229 с.

46. Дьякова, Е.А. Обобщение знаний учащихся по физике в общеобразовательной школе Текст. / Е.А.Дьякова. Армавир: РИЦ АГПУ, 2006.-118 с.

47. Игошев, Б.М. Дистанционное обучение учителей технологии и предпринимательства Опыт УрГПУ . / Б.М. Игошев, Т.Н. Шамало, О.А. Чикова // Педагогическая информатика. — 2003. № 2, с. 31 — 36.

48. Игошев, Б.М. Развитие профессиональной мобильности студентов Текст. / Б.М. Игошев // Пед. образование и наука (МАНПО) 2008. № 6, с. 74-78.

49. Елагина, B.C. Интеграция как условие совершенствования естественнонаучного образования Текст. // Материалы 3-й Всероссийской научно-практической конф., г. Челябинск. ЧГПУ. - 2008. - 159 с.

50. Елагина, B.C. Психолого-педагогические основы подготовки учителей естественнонаучных дисциплин к деятельности по реализвации межпредмет-пых связей в школе Текст. / B.C. Елагина. ЧГПУ, 2001. - 20 с.

51. Елагина, B.C. Теория и методика реализации межпредметных связей в обучении школьников: учебное пособие Текст. / B.C. Елагина. -Челябинск-«Образование», 2002. 157 с.

52. Елагина, B.C. Теоретико-методологические основы подготовки учителей естественнонаучных дисциплин к деятельности по реализации межпредметных связей в школе Текст./ В.С.Елагина. Автореф. дисс.д-ра пед. наук: 13.00.02. - ЧГПУ, 2003.-48 с.

53. Исаев, Д.А. Компьютерное моделирование учебных программ по физике для общеобразовательных учреждений на основе персонифицированных знаний Текст. / Д.А.Исаев. Дисс. д-ра пед. наук: 13.00.02 Москва, 2003 351 с. РГБ ОД, 71:04-13/127

54. Каджаспирова Г.М., Петров, К.В. Технические средства обучения и методика их использования Текст. / Г.М. Каджаспирова, К.В. Петров — М.: Академия, 2007 352 с.

55. Каменецкий С.Е., и др. Теория и методика обучения физике в школе: общие вопросы Текст. / С.Е. Каменецкий. М.: Академия, 2004 - 388 с.

56. Калмыкова, З.И. Продуктивное мышление как основа обучаемости Текст. / З.И. Калмыкова. М.: Педагогика, 1981. - 200 с.

57. Капаева, А. Ю. Учебный физический эксперимент как средство организации учебного и научного познания при изучении основ физической оптики Текст. / А.Ю.Канаева. Дис. . канд. пед.: 13.00.02 / ВГУ. Москва, 2003.- 357 с. РГБ ОД, 72:03-13/127

58. Карасова, И.С. Теория и практика модульного обучения при изучении отдельных тем курса физики старшей школы Текст. / И.С.Карасова, А.В.Карпушев. ЧГПУ, Челябинск, 1999. - 88 с.

59. Карасова, И.С. Изучение и обобщение физических теорий в школе и вузе в условиях преемственности Текст. / И.С.Карасова, М.В.Потапова. М.: Прометей, 2003. - 199 с.

60. Карасова, И.С. Фундаментальные физические теории в средней школе (содержательная и процессуальная стороны обучения) Текст./ И.С.Карасова. ЧГПУ, Факел, 1997. - 54с.

61. Карпов, В.В. Инвариантная модель интенсивной технологии обучения при многоступенчатой подготовке в вузе Текст. / В.В.Карпов, М.Н. Катха-нов. М.; СПб.: ИЦППКС, 1992. - 141 с.

62. Келим, Ю.М. Вычислительная техника Текст. / Ю.М. Келим. — М.: Академия, 2007.-384 с.

63. Кларин, М.В. Развитие критического и творческого мышления Текст. // Школьные технологии. 2004. - N2. - С. 3-10:

64. Клевицкий, В.В. Учебный физический эксперимент с использованием компьютера как средство индивидуализации обучения в школе Текст. / В.В.Клевицкий. Дис. . канд. пед. наук: 13.00.02 Москва, 1999 247 с. РГБ ОД, 61:99-13/251-1

65. Климов, Е.А. Педагогический труд: психологические составляющие Текст. / Е.А. Климов. М.: Академия, 2007 - 240 с.

66. Климов, Е.А. Психология профессионального самоопределения Текст. / Е.А. Климов. М.:Академия, 2007.- 304 с.

67. Клинберг, С. Проблемы теории обучения (пер. с нем.) Текст. / С. Клин-берг, Д. Лотар. М.: Педагогика, 1984. - 256 с.

68. Компьютеры и нелинейные явления: информатика и современное естествознание: сб. тр. / под ред. А.А.Самарского. М.: Наука, 1988. - 192 с.

69. Кнут, Д. Искусство программирования, тт. 1-4 Текст. / Д.Кнут. М.: Мир, 2005.

70. Коваленко А.А., Петропавловский, А.Т. Основы микроэлектроники Текст./А.А. Коваленко, А.Т. Петропавловский. М.: Академия, 2007.- 240 с.

71. Колесникова, И.А. Педагогическое проектирование (ред. Сластёнин В.А.) Текст. / И.А. Колесникова и др. М.: Академия, 2007 - 288 с.

72. Колмыкова, Е.А. Информатика Текст. / Е.А. Колмыкова, И.А. Кумско-ва. М.:Академия, 2007.-416 с.

73. Кондаков, Н.И. Логический словарь-справочник Текст. / Н.И.Кондаков. М., Наука, 1975.-720 с.

74. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года. М.: АПКиПРО, 2002. - 24 с.

75. Краевский, В.В. Общие основы педагогики Текст. / В.В. Краевский. -М.: Академия, 2007. 256 с.

76. Краевский, В.В. Основы обучения: Дидактика и методика Текст. /В.В. Краевский, А.В. Хуторской. М.:Академия, 2007.-352 с.

77. Криволуцкая, Н.В. Знакомство школьников с системой LAB VIEW на интегрированном уроке Текст. // XI конференция-1999 http://ito.edu.ru

78. Крутова, И.А. Обучение учащихся средних общеобразовательных учреждений эмпирическим методам познания физических явлений Текст./ И.А.Крутова,- Дис. докт. пед. наук:13.00.02 Астрахань, АГУ, 2007, Москва, 2008. 392 с. РГБ ОД, 67:07-13/404

79. Кузин, А.В. Микропроцессорная техника, учебник Текст. / А.В. Кузин, М.А. Жавовронков. М.: Академия, 2007.-384 с.

80. Кузнецов, А. Обучающие программы и дидактика Текст. / А.Кузнецов, Т.В. Сергеева // Информатика и образование 1986 - №2- с.33-35.

81. Кулько, В.А. Формирование умений учиться Текст. / В.А. Кулько, Т.Д. Цехмистрова. М.: Просвещение, 1983 — 166 с.

82. Ланина, И.Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики Текст. / И.Я. Ланина. М.: Просвещение, 1985 - 126 с.

83. Лаутсрбах, Р. Программное обеспечение процесса обучения Текст./ Р.Лаутербах, К.Фрей // Перспективы. Вопросы образования — 1998 — №: 4. -с. 56.

84. Лапчик, М.П. Методика преподавания информатики Текст. / М.П. Лапчик и др. М.: Академия, 2007. - 624 с.

85. Леонтьев, А.А. Основы психолингвистики Текст. / А.А. Леонтьев. М.: Академия, 2007. - 289 с.

86. Леонтьев А.Н., Деятельность. Сознание. Личность. Текст. / А.Н. Леонтьев.- М.: Академия, 2007. 352 с.

87. Левченко, Е.Ю. Цифровые измерительные комплексы для учебного физического эксперимента Текст. // Межд. конф., Екатеринбург-2007 с. 93

88. Левченко, Е.Ю. Автоматизированная измерительная система параметров движения в спорте Текст. // 16 межд. конф., М.:МГИЭМ 2004 - с.318

89. Линдсей, П. Переработка информации у человека Текст. / П. Линдсей, Д. Норманн, М.:Мир, 1988.-288 с

90. Лобода, Ю. А. Компьютерное моделирование и разработка инновационного физического эксперимента в педагогическом вузе Текст. // XXVII на-учно-мет. конф. КемГУ «Инновационные процессы в образовании» 2006. -Кемерово,- 2006.- С. 341-346.

91. Лотман, Ю.М. Семиотика в анализе текста Текст. / Ю.М. Лотман. — М.: Наука, 1990.-367 с.

92. Лук, А.Н. Мышление и творчество Текст. / А.Н. Лук. — М.: Наука, 1981.-387 с.

93. Лукьянова, М. Развитие мышления школьников в учебном процессе Текст. // Учитель.- 2001.- № 1.- С. 8-9.

94. Майер, Р.В. Информационные технологии и физическое образование Текст. / Р.В. Майер.- Глазов, ГГПИ, 2006.- 63 с.

95. Майер, Р.В. Основы компьютерного моделирования Текст./ Р.В. Майер. Глазов, ГГПИ, 2005. - 25 с.

96. Макарова, О. Е. Использование компьютерных моделей при изучении раздела "молекулярная физика" в средней школе Текст./ О.Е.Макарова. Сергеева, Т.В. Дис. канд. пед. наук: 13.00.02 Москва, 2003 180 с. РГБ ОД, 61:03-13/2143-2

97. Матаев, Г.Г. Компьютерная лаборатория в вузе и школе Текст. / Г.Г. Матаев. М.: Телеком, 2004. - 440 с.

98. Махмутов, М.И. Вопросы интегративного потенциала дидактики Текст. / М.И. Махмутов. М.: Изд-во АПН СССР, 1989.- 288 с.

99. Менчинская, Н. А. Проблемы учения и умственного развития школьника: Избр. психол.тр. Текст./Н.А. Менчинская. М.: Педагогика, 1989 - 218 с.

100. Методическое письмо «О преподавании физики в средней школе с учётом результатов единого государственного экзамена 2005 года» Текст. / Г.С. Ковалева, М.Ю.Демидова, И.И.Нурминский. ФИЛИ, 2006 - 14 с.

101. Могилёв, А.В. Информатика Текст. /А.В. Могилёв и др. — М.: Академия, 2007.- 848 с.

102. Мортон, Дж. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс, пер. с англ. Текст. / Дж. Мортон. М.: Додека-ХХ1, 2006.-272 с.

103. Новиков, Д.А. Статистические методы в педагогических исследованиях Текст. / Д.А. Новиков. М.: МЗ-Пресс, 2004.- 67 с.

104. Новиков, А. М. Методология учебной деятельности Текст. / A.M. Новиков. М.: Эгвес, 2005. - 344 с.

105. Нуркова, В.В. Память Текст. / В.В. Нуркова. М.: Академия, МГУ, 2007.- 320 с.

106. Нурминский, И.И. Статистические закономерности формирования знаний и умений учащихся Текст. / И.И. Нурминский. М.: Педагогика, 1991. -305 с.

107. Общая психология в 7 томах (под. ред. Братуся Б.С.) Текст. / М.: Академия & МГУ, 2007. 655 с.

108. Оконь, В. Введение в общую дидактику Текст. / В. Оконь М.: Высшая школа, 1990.-382 с.

109. Осадчая, JI.A. Конструирование и реализация индивидуальных маршрутов учебно-позначательной деятельности школьников Текст./ J1.A.Осадчая. Автореферат дисс. канд. пед. наук, Екатеринбург, УрГПУ, 2007 — 22 с.

110. Осмоловская, И.М. Дидактика Текст. / И.М. Осмоловская. М.: Академия, 2007. - 240 с.

111. Оспенникова, Е.В. Развитие самостоятельности учащихся при изучении школьного курса физики в условиях обновления информационной культуры общества Текст./ Е.В.Оспенникова. — Дис. . д-ра пед. наук: Челябинск, 2003. 596 с. 53(07) 0-75

112. Пак, Н.И. Нелинейные технологии обучения в курсах информатики и информационных технологий Текст. / Н.И.Пак. — Дис. . д-ра пед. наук: Красноярск, 2000. 246 с. РГБ ОД, 71:01—13/102-8

113. Педагогический энциклопедический словарь / гл. ред. Б.М. Бим-Бад. Текст. /Б.М.Бим-Бад-М.: Большая российская энциклопедия, 2002. 528 с.

114. Пиаже, Ж. Генетическая эпистемология, 5-е изд. Текст. / Ж. Пиаже. — СпБ.:Питер, 2004.- 160 с.

115. Пиаже, Ж. Речь и мышление ребенка Текст./ Ж.Пиаже. М.: Педагогика-Пресс, 1999. - 528 с.

116. Поздняков, В.А. Развитие мыслительных способностей студентов средствами информационной технологии обучения Текст. / В.А.Поздняков.-Автореф. дис. . канд. пед. наук : 13.00.08/ Брянский гос. ун-т- Брянск, 2001,- 19 с. Хранение: ОД

117. Пойа, Д. Математика и правдоподобные рассуждения Текст. / Д. Пойа. М.: Мир, 1975.-322 с.

118. Полат, Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования Текст./Е.С. Полат и др. М.: Академия, 2008 - 272 с.

119. Полат, Е.С. Современные педагогические и информационные технологии в образовании Текст. / Е.С. Полат и др. М.:Академия, 2008.- 368 с.

120. Пономарев, Я.А. Психология творчества и педагогика Текст. / Я.А. Пономарев. М.: Наука, 1976 - 304 с.

121. Пономарев, Я.А. Психология творческого мышления Текст. / Я.А. Пономарев. -М.: Наука, 1960.-270 с.

122. Попов, С.Е. Вычислительная физика в системе фундаментальной подготовки учителя физики Текст. / С.Е.Попов.- Дисс. . д-ра пед. наук: 13.00.02 СПб., 2006 341 с. РГБ ОД, 71:06-13/152

123. Попов, С.Е. Методическая система подготовки учителя физики в области вычислительной физики Текст. / С.Е. Попов. Нижний Тагил, НТГСПА, 2005,-299 с.

124. Профессиональная педагогика Текст. / Словарь, ред. В.А. Бирнов -М.: АПО, 1999.-904 с.

125. Пустальник, И.Г. Физический эксперимент в концепции учебного познания Текст. // Учебная физика. -2001 -N 1.-С. 53-58.

126. Путляева, Jl. В. Мышление в проблемном обучении: Текст. / Л.В. Пут-ляева. М.: ЦОЛИУВ, 1990. - 34 с.

127. Разумовский, В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике Текст. / В. Г. Разумовский. — М.: Просвещение, 1975. 276 с.

128. Резервы познавательной деятельности учащихся и развивающее обучение Текст. // Межвуз. сб. тр., ред. В.Г.Степанов. М.: МОПИ, 1990.-127 с.

129. Роу Алан, Д. Креативное мышление, пер. с англ. Текст. / Роу Алан. -М.: NT PRESS, 2007. 175 с.

130. Рубинштейн, С.Л. О мышлении и путях его исследования Текст. / С.Л. Рубинштейн, М., 1958.-233 с.

131. Рубинштейн, С.Л. Проблема способностей и вопросы психологической теории Текст. // Вопросы психологии. 1960. - №3. - с. 3—15

132. Рубинштейн, С.Л. Основы общей психологии, тт. 1—2. Текст. / С.Л. Рубинштейн- М., 1946. 377 с.

133. Рудаков, А.В. Технология разработки программных продуктов Текст. / А.В. Рудаков. М.: Академия, 2007. - 208 с.

134. Румбешта, Е.А. Моделирование системы физического эксперимента как средства подготовки учащихся по физике в основной школе Текст. / Е.А.Румбешта. Дис. . д-ра пед. наук : 13.00.02 Москва, 2005.- 372 с. РГБ ОД, 71:06—13/59, М.: ПроСофт-М, 2006

135. Самарский, А.А. Что такое вычислительный эксперимент Текст. / А.А. Самарский. М.: Наука и жизнь, 1979, №. 3. - с. 27 - 32.

136. Сауров, Ю.А. Проблема организации учебной деятельности школьников в методике обучения физике Текст. / Ю.А.Сауров. — Автореферат дисс. . док. пед. наук. Киров, 1992.-48 с.: РГБ ОД 84:19-16/158

137. Селевко, Г.К. Современные информационно—технические средства в школе Текст. / Г.К. Селевко. — М.: Народное образование, 2002. — 45с.

138. Селезнева, Н.А. Системы обеспечения управления качеством образования по учебной дисциплине //под науч. ред. д-ра техн. наук, проф. Н.А. Селезневой Текст. /. М.:ИЦПКП, 2002. - 27 с.

139. Симонова, М.Ж. Межпредметные связи физики и химии при формировании понятия о веществе у учащихся основной школы Текст. / М.Ж.Симонова. Дис. . канд. пед. наук: 13.00.02 Челябинск, 2000 - 187 с. РГБ ОД, 61:01-13/492-3

140. Симонян, Р.Я. Методика управления учебно-познавательной деятельностью учащихся по физике в условиях предпрофильного образования Текст. / Р.Я.Симонян. Дис. . канд. пед. наук: 13.00.02 Челябинск, ЧГПУ, 2004.246 с. О (С-87)

141. Ситаров В.А., Дидактика,2-е изд. Текст. / В.А. Ситаров. М.: Академия, 2007,- 358 с.

142. Сластёнин, В.А. Педагогика Текст. / В.А. Сластёнин. — М.:Академия, 2007.- 576 с.

143. Сластёнин, В.А. Психология и педагогика Текст. / В.А. Сластёнин, В.П. Каширин. М.:Академия, 2007 — 480 с.

144. Смирнов, А.В. Методика применения информационных технологий в обучении физике Текст. / А.В. Смирнов. М.: Академия, 2008- 240 с.

145. Солсо, Р. Когнитивная психология Текст. /Р.Солсо. — М.:Триволта, 2004.- 609 с.

146. Соколова, Е.Е. Введение в психологию Текст. / Е.Е.Соколова. — М.: Академия, МГУ, 2007 352 с.

147. Сорокин, А.В. Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование. Элективный курс Текст. / А.В. Сорокин. М.: БИНОМ, ЛЗ, 2006.- 188 с.

148. Спиркин, А.Г. Философия Текст. / А.Г.Спиркин, М.:Гардарики, 2004735 с.

149. Суровикина, С.А. Теоретико—методологические основы развития естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике Текст./ С.А.Суровикина. Дис. докт. пед. наук: 13.00.02 Челябинск, ЧГПУ, Москва, 2007. - 388 с. РГБ ОД, 67:04-13/984

150. Талызина Н.Ф., Практикум по педагогической психологии Текст. / Н.Ф. Талызина. М.: Академия, 2007 - 192 с.

151. Талызина, Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний Текст. / Н.Ф. Талызина. -М.: Изд-во МГУ, 1975.-343 с.

152. Телегина, Э.Д. Когнитивно—личностные кострукты развития творческого мышления младших школьников Текст. // Мир психологии 2003- N 2 - С. 233-245.

153. Телегина, Э.Д. Когнитивно-личностные кострукты развития творческого мышления младших школьников / Текст. // Мир психологии 2003.- N 2 — С. 233-245

154. Теория и методика обучения физики в школе в 2-х частях: ч.1 Общие вопросы, ч.2. Частные вопросы (под ред. С.Е.Каменецкого) Текст. / М.: Академия, 2000.-334 с.

155. Теоретические основы содержания общего среднего образования' (под ред. В.В.Краевского, И.Я.Лернера) Текст./ М.: Педагогика, 1983. - 352 с.

156. Тихомиров O.K., Психология мышления Текст. / O.K. Тихомиров. М.: Академия, 2007.- 288 с.

157. Тревис, Д. Lab VIEW для всех Текст. / Д. Трсвис: пер. с англ. Клушин Н.А. М:ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2004. - 544 е.: ил.

158. Усова, А.В. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения Текст. / А.В. Усова. М.: Педагогика, АПН СССР, 1986.- 345 с.

159. Усова, А.В. Психолого-дидактические основы формирования физических понятий, пособие по спецкурсу Текст./А.В. Усова ЧГПУ, 1988.- 195 с.

160. Усова, А.В. Теория и методика обучения физике: общие вопросы, курс лекций Текст. / А.В. Усова . СПб.: Медуза, 2002 - 158 с.

161. Усова, А.В. Реализация межпредметных связей в процессе компьютеризации обучения Текст. / А.В. Усова, В.Ю. Чистяков. ЧГПУ, 2004 - 45 с.

162. Усова, А.В. Развитие мышления учащихся в процессе обучения Текст. / А.В. Усова. ЧГПУ, Факел, 1997.- 72 с.

163. Усова, А.В. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения Текст./ А.В. Усова. М.: Изд—во университета РАО, 2007. — 127 с.

164. Усова А.В., Состояние и перспективы развития естественнонаучного образования Текст. // Проблемы развития образования. ЧГПУ, 2007 - с.7— 34

165. Усова, А.В. Задачи и задания, требующие комплексного применения знаний по физике, химии, биологии и физической географии Текст./ А.В.Усова, B.C. Елагина, И.М. Василькова.-ЧГПУ, 2005.-42 с.

166. Усольцев, А.П. Управление процессами саморазвития учащихся при обучении физике Текст. / А.П.Усольцев. Дис. докт. пед. наук: 13.00.02 Москва. - МПГУ, 2007, Москва, 2008. - 386 с. РГБ ОД, 67:04-13/2094

167. Учебно-тренировочные материалы подготовки учащихся к ЕГЭ по информатике Текст. / ФИЛИ, 2008, М.:Интеллект-Центр, 2007 115 с.

168. Фаликман, М.В. Внимание Текст. / М.В. Фаликман. — М.:Академия, МГУ, 2007. 480 с.

169. Федеральный компонент государственного стандарта общего образования в 2-х частях, Среднее (полное) общее образование. Текст./ М.: «Официальные документы в образовании», 2004. - 189 с.

170. Федеральный компонент государственного стандарта общего образования. Физика. Сборник нормативных документов МО РФ. Текст. /- М.: Дрофа, 2007.-108 с.

171. Фокин, Ю.Г. Теория и технология обучения: деятельностный подход Текст. / Ю.Г. Фокин. М.: Академия, 2007. - 240 с.

172. Хатаева, Р.С. Информационная подготовка студентов педвузов специальности 032200-физика Текст. / Р.С.Хатаева. Дис. . канд. пед. наук: 13.00.02 Москва, 2004 169 с. РГБ ОД, 61:04-13/2764

173. Ходанович, А.И. Метод демонстрационных примеров в учебном компьютерном моделировании Текст. // Материалы межд. конф., СПБГТГУ, 2002.- с. 33-37

174. Хуторской, А.В. Эвристическое обучение: теория, методология, практика Текст. / А.В. Хуторской. М.: Межд. пед. академия, 1998. — 266 с.

175. Чошанов, М.А. Теория и технология проблемно-модульного обучения в профессиональной школе Текст./ М.АЧошанов—Дис. докт. пед. наук: 13.00.02 Казань, 1996 476 с. РГБ ОД, 47:102-13/2021

176. Чуприкова, Н. И. Умственное развитие и обучение: Психологические основы развивающего обучения Текст. / Н. И. Чуприкова. М.: Столетие, 1995.- 187 с.

177. Шамаева, Т.Н. Формирование понятий о структурных элементах системы научных знаний при обучении физике студентов медицинского вуза Текст. / Т.Н.Шамаева. Дис. . канд. пед. наук : 13.00.02 Челябинск,ЧГПУ, 2007. - 259 с. О (Ш-90)

178. Шамало, Т.Н. Теоретические основы использования физического эксперимента в развивающем обучении, уч. Пособие Текст. / Т.Н. Шамало. МО РСФСР, Свердловск, 1990. - 96 с.

179. Шамало, Т.Н. Формирование информационной компетентности будущих учителей Текст. / Т.Н. Шамало, Н.В. Александрова // Образование и наука. -№ 5 (47). Изв. РАО. - 2007, с. 63 - 69.

180. Шамало, Т.Н. Задачи с художественным содержанием па уроках физики Тскст./Т.Н. Шамало, А.П. Усольцев // Учебная физика. 2001. № 1, с. 41-52.

181. Шамова, Т.И. Управление образовательными процессами Текст. / Т.И. Шамова, Т.М. Давыденко, Г.Н. Шибанова. М.: Академия, 2002. - 384 с.

182. Шарова, О.Н. Моделирование задач по физике в компьютерной образовательной среде Текст./ О.Н.Шарова. Дис. . канд. пед. наук : 13.00.02 Томск, 2006 181 с. РГБ ОД, 61:07-13/685

183. Эксперимент на дисплее / сб. статей: «Кибернетика».— М.: Наука, 1989— 175 с.

184. Эльконин, Д.Б. Психология развития Текст. / Д.Б. Эльконин. М.: Академия, 2007 - 528 с.

185. Эльконин, Д.Б. Избранные психологические труды Текст. / Д.Б. Эльконин; ред. В.В. Давыдова, В.В. Зинченко. М.: Педагогика, 1989. - 554 с.

186. Юцявичене, П.А. Теоретические основы модульного обучения Текст./ П.А.Юцявичене. Дис. . докт. пед. наук : 13.00.02 Вильнюс, 1990 398 с. РГБ ОД, 64:04-133/364

187. Яворук, О.А. Факторы структуризации знаний при формировании естественнонаучных понятий Текст. // Материалы XV межд. конф., 2008, г. Челябинск- с. 344.

188. Curch С. Modular Courses in British Higher Education// A critical assesment in Higher Education Bulletin. 1975. Vol. 3.

189. Design, Management and Evalution of Open/Flexible learning. Text. // Modul program (twelve modul). Internatinal Training Centre of the ILO. Turin, Italy, 1997.

190. Evans The application of new technology to learning and the curriculum, preprint Text. // 1998.

191. Goldshmid В., Goldshmid M.L. Modular Jnstruction in Higher Education// Hig her Education. 1972.

192. Owens G. The Modele in "Universities Quarterly"// Universities Quarterly, Higher Eeducation and society. Vol. 25. - № 1.

193. Postlethwait S.N. Novak I., Murray U.T. The audio-Tutorial Approach to Learning. Text. //- Minneapolies: Burgess Pullishing, 1972.

194. Russell J.D.Modular Instruction. Minneapolis, Minn. Text. // Burgest Publishing Co., 1974.

195. Skinner B.F. The Technology of Teaching. New York, Appleton. Text. // Centery Grafts, 1968.

196. D.Hestenes, Modeling Methodology for Physics Teachers". Text. // with others/ American Institute of Physics, 1997. — pp. 935-95