Форма представления условий физических задач как фактор успешности их решения

Селиверстова, Надежда Сергеевна

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: Форма представления условий физических задач как фактор успешности их решения

Автореферат

Автор научной работы: Селиверстова, Надежда Сергеевна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Рязань
Год защиты: 2006
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Форма представления условий физических задач как фактор успешности их решения"

На правах рукописи

СЕЛИВЕРСТОВА Надежда Сергеевна

Форма представления условий физических задач как фактор успешности их решения

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

РЯЗАНЬ - 2006

Работа выполнена на кафедре общей и теоретической физики и методики преподавания физики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина»

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор

АЙЗЕНЦОН Александр Ефимович

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

ПУРЫШЕВА Наталья Сергеевна

кандидат педагогических наук, доцент ПАНОВА Елена Евгеньевна

Ведущая организация: Коломенский государственный педагогический институт

Защита состоится « октября 2006 г. в //часов на заседании диссертационного совета Д 212.212.01 по присуждению ученой степени доктора педагогических наук в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина» по адресу: 390000, г.Рязань, ул. Свободы, 46, ауд. 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанского государственного университета имени С.А.Есенина

Автореферат разослан « » сентября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Б.С. Кирьяков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Новая шкала ценностных приоритетов, отражающая государственную политику и отношение педагогической науки к образованию, является главным фактором, определяющим необходимость реформирования школьной и вузовской систем образования. Ожидаемые преобразования носят существенный характер, поскольку предполагают осуществление принципиально другой направленности образования, связанной не с подготовкой «обезличенных» квалифицированных кадров, а с общим социально-нравственным и профессиональным развитием личности.

Реформирование традиционной системы образования, базирующейся в основном на «знаниевой» парадигме, должно привести к созданию условий для максимально полной самореализации каждого учащегося и свободного развития его личности. Пути решения этой проблемы видятся прежде всего в индивидуализации обучения, то есть учета иерархии особенностей восприятия, памяти и мышления, физического й эмоционального состояния обучаемого.

Сегодня, когда выстраивается новая парадигма образования, изменяется не только роль учителя в школе — он перестает быть для учащихся основным источником знаний и превращается в организатора познавательной деятельности. Изменяется и роль преподавателя высшей, в частности, высшей технической, школы, который призван обучить грамотно формулировать и решать технические и технологические задачи — сначала учебные, а затем и профессиональные. Это прежде всего относится к обучению учащегося решению физических задач, которое является существенной частью обучения в курсе физики, - как школьном, так и вузовском.

Проблеме разработки методик обучения решению физических задач посвящены работы ряда педагогов, а в последние десятилетия и психологов, - Н.А.Менчинской, А.Л.Леонтьева, А.В.Запорожца, Д.Б.Эльконина, А.Ф.Эсаулова, В.В.Давыдова, Л.М.Фридмана, Е.М.Машбица, А.В.Брушлинского, М.Э.Боцмановой, Е.Н.Турецкого, . Н.Г.Алексеева, А.М.Степанищева, С.Е.Каменецкого, Н.М.Сперанского, Л.М.Когана и др. Отмечается, что при разработке методики обучения решению задач необходимо организовать преобразование относительно низких форм познавательной деятельности учащегося в более высокие (продуктивные).

Для повышения эффективности обучения учащихся решению задач сделано немало: разработаны десятки пособий, содержащих краткие теоретические сведения, рекомендации по решению задач, примеры их решения, созданы алгоритмические и эвристические правила решения отдельных типов задач, аналитико-синтетические методы решения, системы упражнений для отработки различных умственных операций, применяются элементы программированного обучения, разработаны различные классификации задач и особенности их решения и т.д. Несмотря на это, значитель-

ная часть учащихся решает задачи плохо. Об этом свидетельствуют результаты централизованного тестирования, а также вступительных экзаменов в вузы — половина и более абитуриентов не справляется с решением физических задач, несмотря на то, что в школе были решены десятки их аналогов.

Объясняется это тем, что, несмотря на многочисленные частные и общие методики обучения решению задач, не учитываются индивидуальные Особенности восприятия, распознавания и мышления. Часто теряется главное, что достигается при решении задач и не может быть достигнуто с помощью других форм и методов обучения. В педагогической литературе указывается, что основные трудности в решении задач у учащихся вызывает: 1) определение объектов и связей между ними; 2) вычленение законов и соотношений, которые их описывают; 3) составление достаточной для решения задачи системы уравнений; 4) преобразование уравнений для определения искомых зависимостей и величин; 5) оценка полученного решения. Очевидно, что система обучения должна быть направлена на преодоление этих трудностей.

" ' Существующие методики обучения решению задач практически сводятся к рекомендациям: провести анализ структуры-действий в процессе решения задач и сформировать умения учащихся по их выполнению. Такие рекомендации базируются в основном на знании теории, однако следует учитывать и многое другое: необходимость распознать и вычленить в условии любой задачи ту совокупность данных, которую связывают внутри совокупности и с искомым известные «решателю» законы и формулы, в свете этого переформулировать задачу с новых позиций и т.д. Этот сложнейший процесс зависит от структурно-компонентного содержания задачи, возможности обращения к справочнику, мотивации обучаемого, наличия у него опыта решения задач разного вида, индивидуальных особенностей мышления и т.д. .

В этом перечне значительную роль играет форма представления условия задачи, при выборе которой составители задачников, методисты и педагоги исходят из того, что в учебных дисциплинах, соответствующих точным наукам, учащимся приходится сталкиваться не только с текстами, но и с графиками и эскизами. Поэтому условия некоторых задач содержат графические и эскизные компоненты. Однако их относительное количество, содержание, направленность и педагогические возможности обоснованы недостаточно, что не соответствует роли, которая становится очевидной, если задаться вопросом об основном предназначении учебных задач в курсе физики.

. Всякая физическая задача — это некий сюжет, представляющий собой словесную или иную модель какого-либо явления или процесса. Ее назначение — обучить распознаванию, формулированию и решению технических и технологических задач как физических. В этом и заключается одна из

основных целей всего курса физики в старших классах средней школы и (особенно) технических вузов.

В свете этого предназначения, условия учебных физических задач должны отражать возможные варианты' их возникновения в реальной профессиональной деятельности, которые укрупнено можно дифференцировать на представленные вербально, графически и образно (эскизно) — в различных соотношениях и с разными «весовыми коэффициентами». Отсюда и трудности, возникающие при решении задач с разной формой представления условия.

В значительной степени они обусловлены разрывом между конкретной ситуацией, отраженной в сюжете задачи, и ее абстрактной структурой, имеющей тот или иной вид в зависимости от формы представления условия. Такой разрыв для учащегося может быть более или менее значительным в зависимости от его индивидуальных особенностей. Отсюда очевидно, что успешность решения физических задач, а, следовательно, и адекватность обучения физике задачам профессиональной деятельности, в значительной мере определяется комплектацией физических задач в отношении формы представления их условия.

Таким образом, существует явное противоречие между важностью педагогической проблемы комплектации физических задач в отношении формы представления их условий и ее недостаточной проработанностью в дидактике. Отсюда следует актуальность темы настоящего исследования и его проблема: каковы педагогические факторы учета формы представления условий физических задач для повышения успешности их решения старшеклассниками и студентами младших курсов.

Объект исследования-, содержание и методика обучения решению задач по физике старшеклассников и студентов младших курсов.

Предмет исследования: содержание и методика обучения решению задач по физике старшеклассников и студентов младших курсов в части формы представления их условия на примере раздела «Механика».

Цель исследования: повышение качества физического образования старшеклассников и студентов младших курсов в части успешности решения физических задач с разной формой представления условия.

Гипотеза исследования: выявление закономерностей решения обучаемыми физических задач, определяемых формой представления их условия, и соответствующая этим закономерностям корректировка содержания и методики обучения будет способствовать повышению успешности решения физических задач, а следовательно, и качества физического образования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать содержание и средства, позволяющие дифференцировать успешность решения физических задач старшеклассниками и

студентами младших курсов в зависимости от формы представления условия.

2. Разработать методику применения диагностических средств, выявляющих зависимость успешности решения физических задач от формы представления условия.

3. Апробировать разработанные диагностические средства и скорректировать их содержание, объем и методику применения с целью обеспечения их валидности.

4. Осуществить констатирующий этап педагогического эксперимента по выявлению зависимости успешности решения физических задач от формы представления условия.

5. Разработать содержание, средства и методику корректирующего обучения решению физических задач с учетом выявленных особенностей их решения при разной форме представления условия.

6. Осуществить формирующий этап педагогического эксперимента по корректирующему обучению с учетом зависимости успешности решения физических задач от формы представления их условий.

7. Оценить эффективность разработанных средств и методики корректирующего обучения решению физических задач с разной формой представления условия.

Методологическую основу исследования составляют общенаучные принципы развития и формирования целостности личности, системности, единства сознания и деятельности (СЛ.Рубинштейн,. Л.С.Выготский,

A.НЛеонтьев, Б.Г.Ананьев, Л.И.Божович); взгляды методологов личност-но-ориентированного подхода, отражающие необходимость выявления и учета в обучении тех структур личности, для развития которых существуют оптимальные предпосылки (Н.А.Алексеев, Е.В.Бондаревская,

B.В.Сериков, Ю.И.Турчанинова, И.С.Якиманская и др); концепция формирования творческих способностей учащихся при обучении физике (В.Г.Разумовский); теория профессионального развития личности (А.В.Барабанщиков, Н.В.Кузьмина и др.); современные методологические подходы: деятельностный (А.НЛеонтьев, В.В.Давыдов, Б.ФЛомов и др); антропологический (В.А.Сластенин, В.И.Слабодчиков и др.); аксиологический (З.И.Равкин, ЕЛ.Шиянов и др.); парадигмальный (М.В.Богуславский, Г.Б.Корнетов); культурологический (Е.В.Бондаревская, И.Ф.Исаев и др.).

Для реализации поставленных задач и проверки гипотезы исследования применялись следующие методы:

- теоретический анализ проблемы на основе изучения педагогической, психологической, методической, учебной и научной литературы;

- анализ и синтез методов представления условий физических задач;

- методы диагностики особенностей решения задач с разной формой представления условий;

- методы корректирующего обучения;

- качественный и количественный анализ результатов, полученных в ходе учебного процесса и педагогических экспериментов, включая методы математической статистики;

- обсуждение теоретических и экспериментальных результатов исследований на научно-методических конференциях, совещаниях и семинарах.

Поставленные задачи определили логику и обозначили этапы исследования.

На первом этапе — поисково-аналитическом (1998 — 2003 г.г.) изучалась психолого-педагогическая, научно-методическая и учебная литература по проблеме; анализировались подходы, используемые при обучении решению физических задач, формулировалась проблема и гипотеза исследования.

На втором этапе - опытно-экспериментальном (2003 - 2004 г.г.) определялись теоретические и методологические основы исследования, проведен формирующий эксперимент, разрабатывались и апробировались средства диагностики и методика корректирующего обучения решению задач с разной формой представления условия старшеклассниками и студентами младших курсов.

На третьем этапе — обобщающем (2004 — 2005 г.г.), осуществлялось экспериментальное обучение, проводилась статистическая обработка и анализ полученных в ходе эксперимента данных, систематизировались и обобщались результаты исследования.

Непосредственную опытную базу настоящего исследования составили учащиеся 9-х, 10-х, 11-х классов общеобразовательных школ №33 и №54 и студенты первого курса Рязанского военного автомобильного института.

Теоретическая значимость результатов исследования: ■

- сформулировано теоретическое положение о форме представления условия физической задачи как факторе обучения старшеклассников и студентов младших курсов, влияющем на способность распознавать и формулировать технические и технологические задачи как физические в последующей профессиональной деятельности;

- выдвинуто положение о возможности интеграции личностно-ориентированного, деятельностного, антропологического и аксиологического подходов путем индивидуализации обучения старшеклассников и студентов младших курсов решению физических задач в части формы представления их условия, с целью повышения его эффективности;

- на примере раздела «Механика» курса физики для старшеклассников и студентов младших курсов обоснован подход, согласно которому содежа-ние и методика применения учебных задач в части формы представления их условия определяется на основе сопоставления групповых и индивидуальных результатов диагностического исследования;

- разработаны теоретические основы содержания и методики обучения решению физических задач, направленные на уменьшение индивидуальных различий в успешности решения задач с разной формой представления условия.

Научная новизна исследования:

- впервые исследовано влияние формы представления условия физической задачи на успешность ее решение старшеклассниками и студентами младших курсов;

- установлено, что форма представления условия физической задачи практически не влияет на средние показатели успешности ее решения группой старшеклассников или студентов младших курсов, но существенно влияет на индивидуальную успешность ее решения;

-доказано, что в соответствии с педагогическими принципами гуманизации, индивидуализации, дифференцирования обучения и с целью повышения его эффективности в части обучения решению физических задач, его следует осуществлять индивидуально с учетом особенностей деятельности обучаемого по решению физических задач с разной формой представления условия.

Практическая значимость исследования определяется положительными результатами внедрения его материалов и рекомендаций в учебный процесс средних школ №№ 33 и 54 г.Рязани и Рязанского военного автомобильного института, в частности:

- дидактических средств и методики диагностики зависимости успешности решения физических задач старшеклассниками и студентами младших курсов от формы представления их условий;

- дидактических средств и методики корректирующего обучения решению физических задач с учетом особенностей реакции учащихся на форму представления условия.

Разработанный комплекс методов и средств позволяет индивидуально подходить к обучению решению физических задач, осуществлять личност-но-ориентированный подход к каждому ученику, повысить мотивацию учения и эффективность учебного процесса, увязывать индивидуальные особенности обучаемых с предстоящей реальной практикой.

Достоверность научных положений и выводов обеспечены: обоснованностью исходных идей исследования - с опорой на признанные положения педагогики и психологии; применением комплекса методов, адекватных цели, предмету и задачам исследования; выполнением требований, предъявляемых к организации и проведению педагогического эксперимента, в частности, репрезентативностью выборок и использованием стандартных методов математической обработки данных эксперимента.

На защиту выносятся". ' I. Положение о том, что форма представления условия физической задачи — важный фактор обучения старшеклассников и студентов млад-

ших курсов, формирующий способность формулировать и распознавать технические и технологические задачи как физические в последующей профессиональной деятельности.

2. Положение о том, что форма представления условия физической задачи слабо влияет на средние показатели успешности ее решения группой старшеклассников или студентов младших курсов, но существенно влияет на индивидуальную успешность ее решения, что предопределяет необходимость индивидуализации обучения решению задач.

3. Положение о возможности интеграции личностно-ориентированного, деятельностного, антропологического и аксиологического подходов путем индивидуализации обучения старшеклассников и студентов младших курсов решению физических задач при разных формах представления их условий.

4. Методика диагностики индивидуальной учебной деятельности старшеклассников и студентов младших курсов по решению физических задач, включающая проверку знаний базовых законов и формул, необходимых для их решения, оценку времени, необходимого для тестирования и интервалов между тестированиями, и определение успешности как отношения числа правильно решенных задач из тех, для решения которых обучаемый имеет базовые знания, к полному числу задач, для решения которых обучаемый имеет базовые знания.

5. Дидактические средства для диагностики успешности индивидуальной учебной деятельности старшеклассников и студентов младших курсов по решению физических задач (тест оценки знаниевого компонента, тесты, содержащие одноходовые задачи с близкими сюжетами, но разной формой представления условия).

6. Дидактические средства для индивидуального обучения решению физических задач старшеклассников и студентов младших курсов, содержащие задачи с такими требованиями, формами представления условий и исходными данными, для которых, по результатам предшествующей диагностики, характерна наименьшая успешность решения.

Апробация результатов исследования.

Результаты исследований докладывались на научно-методических конференциях «Проблемы и пути обеспечения качества подготовки офицеров автомобильной службы в условиях перехода на новый государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования» (Рязань, РВАИ, 2001г.), «Профессионально-ориентированное обучение: проблемы, пути решения и перспективы развития» (Рязань, РВАИ, 2002г.), «Повышение качества подготовки офицеров автомобильной службы в условиях реформирования военного образования. Проблемы совершенствования информационно-методического обеспечения учебного процесса в институте» (Рязань, РВАИ, 2003г.), седьмой международной конференции «Физика в системе современного образования» ФССО-3 (Санкт-

Петербург, 2003г.), V и VI Международных научно-методических конференциях «Высокие технологии в педагогическом процессе» (Нижний Новгород, 2004г., 2005г.), IX Международной научно-методической конференции «Университетское образование» (Пенза, 2005г.), III Межвузовской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Новые технологии в учебном процессе и производстве» (Рязань, 2005) и опубликованы в одиннадцати- работах.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений. Общий объем диссертации составляет 183 страницы, из них основного текста 134 страницы, 2 таблицы, 16 рисунков. Список использованной литературы включает 142 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, определяются объект и предмет исследования, формулируются его цель и гипотеза, определяются задачи и методы исследования, представляются полученные в нем новые научные результаты, их практическая значимость, достоверность и обоснованность, выдвигаются научные положения, выносимые на защиту. Приводятся сведения об апробации исследования, структуре и содержании диссертации.

В первой главе «Категория задачи и ее значение для психолого-педагогических исследований» на основе изучения литературы произведен анализ психологических и методических аспектов деятельности учащегося в процессе решения физических задач, условия которых представлены в различной форме (вербально, эскизно и графически).

Вторая глава «Теоретическое обоснование выбора формы представления физических задач для учащихся старших классов и студентов вузов и методов исследования ее влияния на успешность решения задач» посвящена теоретическому обоснованию выбора формы представления условий физических задач, методических основ диагностики успешности их решения в зависимости от формы представления условий, разработке теоретических основ корректирующего обучения на основе данных диагностики (структурно-логическая схема диагностики успешности решения физических задач с разной формой представления условий, корректирующего обучения и их места в существующей системе обучения представлена на рис.1). Рассмотрены некоторые элементы теории тестирования и математической статистики в объеме, необходимом для педагогических исследований и обработки результатов данной диссертационной работы.

Программа раздела «Механика»

Поурочвое планирование

£ ■ а

о -И а

II:. » §

I'«

о < *

вг

1 ; 1

О ....

Л я

* и 1 35

Субъект обучения

1- Методика » • Средства ■ Средства I • Корректирующее обучение ■

♦ ' *..................у-...............

Обучение

Рис. 1. Структурно-логическая схема диагностики и корректирующего обучения в процессе решения физических задач с разной формой представления условий на примере раздела Механика»

В третьей главе «Организация и. проведение педагогического эксперимента» раскрывается сущность различных этапов педагогического эксперимента: констатирующего (1998 — 2003гг.), формирующего (2003 — 2004гг.) и контрольного (2004 - 2005гг.).

Успешность учебной деятельности в части распознавания, формулирования и решения задачи зависит от того, как именно форма представления ее условия коррелирует с интеллектуальными и психическими особенностями обучаемых, в которых можно вычленить общее и индивидуальное. Отсюда' гипотеза, что на базе таких данных, полученных для больших выборок обучаемых разного уровня, и должны строиться, задачники.. Диализ существующих задачников по физике для учащихся средних школ и студентов вузов в отношении формы представления условия задач приводит к следующим выводам: , . ,,

- только порядка 10-15% задач от их общего количества имеют в своем условии элементы графики (эскиз, чертеж, график);

- этот относительно небольшой графический материал можно разделить на три типа: рисунки, иллюстрирующие сюжет задачи, но не отражающие ее физической структуры; эскизы, отражающие количественные соотношения между данными задачи в обобщенном виде; графики, отражающие количественные соотношения между данными.

Эти элементы используются не только мало, но и методически недостаточно обоснованно, что ограничивает педагогические возможности такой формы, в частности, в отношении задач, которые встречаются в последующей профессиональной деятельности. В результате графическая форма, выражающая в обобщенном виде абстрагированные взаимоотношения между элементами задачи, зачастую оказывается трудна для понимания учащимися, которые не получили в этом отношении целенаправленной подготовки. Очевидно, для того, чтобы формы графической наглядности стали действенным средством решения физических задач, необходимо пересмотреть как структуру задачников, так и методические подходы к обучению в части формы представления условий.

Физическая задача — это сюжет, представляющий собой модель процесса или явления. Ее конечное назначение — обучить распознаванию, формулированию и решению технических и технологических задач как физических. В этом заключается одна из основных целей курса физики в старших классах средней школы и младших курсов технических вузов. Поэтому условия учебных задач должны отражать возможные варианты их возникновения в последующей реальной деятельности, в том числе профессиональной.

Эскизное представление условия задачи приводится в виде такого схематического рисунка, который визуально представляет основные данные и их отношения, то есть в обобщенном и абстрагированном виде отражает структуру задачи.

Графическое представление условия задачи является в еще большей степени обобщенным и абстрагированным выражением содержащихся в ней зависимостей. Оно является таким наглядным средством, которое переводит решение задачи в некий конкретный план, который, однако, носит весьма относительный характер. При этом наглядный образ претерпевает в мышлении существенную схематизацию, которая в графике получает завершение.

Решение задачи начинается с ее «опознавания», а далее субъект учения должен выделить ту «задачную структуру», которая соответствует реальной структуре задачи. Это наиболее трудные этапы в решении задачи и именно здесь значительную роль играет форма представления условия. Возможно, что, например, при эскизной или графической форме представления условия возникает фиксированность внимания на несущественных деталях содержания: она как бы заслоняет собой существенные детали,

учащиеся не вычленяют нужного соотношения данных и, что самое главное, не переводят всей задачи в план абстрактных физических категорий.

Для диагностики способностей учащихся к распознаванию и решению физических задач наиболее рациональным средством представляется тестирование. Оно позволяет объективно и оперативно оценить эти способности в большом контингенте учащихся, то есть осуществить не только качественную, но и количественную оценку. В связи с этим разработан пакет, содержащий три теста по 25 «одноходовых» задач, в которых каждый сюжет, соответствующий определенному физическому закону или формуле, представлен вербально, графически или эскизом. Для решения любой задачи каждого теста достаточно распознать в условии и применить одну-единственную формулу без последующих сложных логических шагов и математических преобразований.

В соответствии с требованиями, предъявляемыми к тестам, все разработанные задания, независимо от формы представления условия, легко читаются и не воспроизводят формулировок, данных в учебниках. Знания одних заданий не зависят от знания других. Формулировки заданий не содержат двусмысленностей, а тем более «ловушек». Ответы на одни задания не являются подсказками к решению других, причем правильные ответы распределяются рандомизированно.

С целью исключения из дальнейшего анализа тех задач, которые испытуемый не решил не из-за индивидуальных особенностей распознавания и мышления, а из-за отсутствия в памяти самого предмета распознавания, разработан и применен дополнительный контрольный тест, напрямую (не в виде задач) проверяющий знания, необходимые для решения задач.

Контрольный тест ориентирован на все физические формулы и законы, которые положены в основу сюжетов задач диагностических тестов. В него также включены вопросы, проверяющие математические знания, которые требуются для успешного решения задач диагностических тестов.

Время, отводимое на выполнение заданий, определялось путем обобщения теоретических и экспериментальных данных.

На первых этапах эксперимента каждый участник указывал время выполнения теста. Анализ данных выявил: 21% участников сдали задания за время менее 60 минут; порядка 77% - до 90 минут; менее 2% - до 100 минут. В дальнейших исследованиях на выполнение тестовых заданий всем участникам выделялось до 90 минут.

Поскольку в разных тестах с разной формой условия представлен один и тот же сюжет, необходимо было установить еще и такой интервал между тестированиями, чтобы испытуемые не распознавали идентичность сюжетов и искомых соотношений в предложенном тесте и предыдущих. В противном случае на результатах последующего тестирования сказывались бы итоги предыдущего, по окончании которого испытуемые обмениваются

мнениями, взаимно влияя друг на друга в отношении осмысления решенных задач и нарушая тем самым представление об их независимости.

Кривая Эббингауза характеризует ход забывания логически не связанного, не осмысленного материала. СЛ.Рубинштейн и Д-ГГапп доказывают, Что прочность запоминания осмысленного материала значительно выше, причем у различных индивидов она различна. Из всего этого следует, что предпочтительней опираться на собственные экспериментальные исследования, связанные с конкретным материалом.

Через разные промежутки времени были осуществлены повторные тестирования в одних и тех же группах учащихся по одним и тем же тестам. Экспериментальная группа составляла 57 учащихся (первокурсники Рязанского военного автомобильного института и школьники 11 класса рязанской средней школы №54). При интервале между тестированиями от трех недель и более разница в успешности решения одних и тех же задач не выходила за пределы статистических погрешностей эксперимента, результаты которого обработаны в соответствии с критерием При этом в интервалах между тестированиями обучение по темам тестирования не производилось. На основании этих результатов, временной интервал между тестированиями был установлен в три - четыре недели.

Диагностическое тестирование осуществлялось среди обучаемых разного уровня:' школьники 9-х классов (17 человек), школьники 10-х классов (34 человека), школьники 11 классов (46 человек), абитуриенты РВАИ (438 человек); три группы первокурсников РВАИ (в сумме - 127 человек).

Рисунок 2 иллюстрирует индивидуальные результаты диагностического тестирования в одной из групп.

100

1 2 а 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

номер участника —текст -а- эскиз —»— график

Рис. 2. Индивидуальные показатели "успешности" решения физических задач с разной формой представления условий учащимися 10-х классов.

Как видим, у разных испытуемых они колеблются в весьма широких пределах, составляя в том числе полярные соотношения. Анализ подобных графиков позволил установить средние групповые показатели успешности распознавания физических законов и формул, необходимых для решения задачи при разных формах представления ее условия (рис. 3). В исследуемых 9-х классах в среднем большая успешность решения характерна для задач, условия которых представлены вербально. Из этого следует, что для подобной выборки есть смысл организовать массовый корректирующий (обучающий) эксперимент. У учащихся 10-х, 11-х классов, абитуриентов и первокурсников РВАИ средние показатели успешности решения мало зависели от формы представления условия при заметных индивидуальных разбросах. Небольшое (но статистически значимое) отклонение в сторону большей успешности решения дали задачи, представленные вербально (рис.3), и все же в таких группах можно ожидать эффект только от индивидуального обучения. Этот вывод наиболее достоверно подтверждают результаты массового тестирования абитуриентов.

В этом случае прежде всего проведена проверка соответствия сложности заданий уровню подготовки кандидатов. Как следует из рис.4, полученное распределение близко к нормальному с левосторонней асси-метрией, то есть чаще встречаются более низкие значения признака (за признак принято число задач, решенных абитуриентом). Это свидетельствует о том, что тестовые задания вполне соответствуют подготовке испытуемых.

а; 50-

курсанты РВАИ

ш эскиз и график

Рис.З. Гистограммы "успешности"решения физических задач с разной формой представления условия

16 § 14

2 я

а &

о.

1.1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 .18 Количество решенных задач

Рис. 4. Распределение испытуемых по числу решенных задач

Анализ успешности решения задач с разной формой представления условий по каждой задаче и по всему ансамблю задач в общем показал, что отдельные задачи могут дать статистически значимые отличия успешности их решения от формы представления условий, однако в среднем по всем задачам это не наблюдается.

Данная выборка (абитуриенты из разных регионов) интересна тем, что она усредняет признаки, характерные для данной школы, региональной традиции, конкретного педагога и т.д. Результаты свидетельствуют, что в среднем по регионам явно выраженные «перекосы» в распознавании и решении задач, условия которых выражены в разной форме, отсутствуют, что, не снимает проблем, которые в этом отношении возникают в отдельных группах и (особенно) у отдельных учащихся.

Существующие технологии обучения не учитывают индивидуальных особенностей восприятия, памяти и мышления учащегося, имеющих отношение к форме представления условия задач. Соответственно, они не обеспечивают личностно-ориентированного подхода к обучаемому, основанного на индивидуализации, гуманизации и дифференциации.

Решение указанных проблем возможно лишь при разработке и внедрении комплексных содержания и методики обучения решению задач с разной формой представления условий, целью которых является устранение индивидуальных «перекосов» распознавания задач с разной формой представления условий. Это должно способствовать более полному развитию способностей обучаемых, повышению качества их знаний и практических умений, увеличению познавательной активности и повышению интереса к предмету.

Разработанные в диссертации дидактические материалы (комплект задач с разной формой представления условий), позволяют скорректировать обучение в направлении устранения названных «перекосов»..

Внедрение разработанных дидактических средств и методики корректирующего обучения осуществлялось на базе 10-х, П-х классов средних школ №№33 и 54 и первокурсников Рязанского военного автомобильного института. Обучение, осуществляемое одним и тем же преподавателем, было организовано как индивидуально, так и в условиях работы класса с привлечением ПЭВМ. Для этого создана электронная версия дидактических средств (методические указания с набором задач с разной формой представления условия). Организации обучения предшествовала диагностика успешности решения задач, имеющих различную форму представления условия. Итоги диагностического тестирования показали целесообразность организации индивидуального обучения среди выделенной группы курсантов, и группового в 10-х и 11-х классах. Усредненные результаты обучения в условиях работы класса представлены на рис.5, а итоги индивидуального обучения - на рис. 6 -7.

экспериментальный класс (10 класс, 22 человека) 30 "1----

контрольный класс (11 класс, 24 человека)

До обучения После обучения

и текст ®эскиз Вграфик Рис. 5. Гистограммы успешности решения физических задач с разной формой представления условия (контрольный эксперимент). Обучение в условиях работы класса.

Для сопоставления эмпирических распределений успешности решения задач с разной формой представления условий выбран критерий х2, критическое значение которого при 0,05 уровне значимости составляет при числе степеней свободы 2 - 5,991.

При проведении обучения в условиях работы класса исходные критерии х2 составляли для экспериментального класса 11,425, для контрольного — 8,956, то есть различия в успешности решения задач, условия которых представлены в трех видах — вербальном, эскизном и графическом, были статистически значимы, причем в обоих классах наибольшую успешность решения имели задачи, условия которых представлены вербально.

Экспериментальная группа (курсанты I курса, 23 человека)

До обучения

номер участника

После обучения

юо

текст -».эскиз -¿.график Рис. б. Успешность решения физических задач с разной формой представления условий (контрольный эксперимент)

После обучения в экспериментальном классе критерий х2 составил 5,506, а в контрольном — 7,629.

При организации индивидуального обучения в экспериментальной группе после корректирующего обучения только у 7% обучаемых различия остались статистически значимыми, в контрольной же группе наоборот — у 95% учащихся сохранились статистически значимые различия в успешности решения задач .

Индивидуальное обучение Контрольная группа (курсанты I курса, 17 человек)

До обучения

5 10

После обучения

15 20

номер участника

15 20

номер участника

график

Рис.7. Успешность решения физических задач с разной формой представления условий (контрольный эксперимент). Индивидуальное обучение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате проведенных исследований получено следующее.

1. Решение физических задач — сложный мыслительный процесс, который заключается в преобразовании низших форм познавательной деятельности учащихся в более высокие (продуктивные).

2. С позиций последующей профессиональной деятельности учебную задачу следует рассматривать как связующее звено между теорией и

практикой. Ее сюжет отражает реальные процессы или явления, а форма представления ее условия должна отражать возможные варианты возникновения задачи в процессе распознавания и формулирования технических и технологических задач в качестве физических. Исследование различных аспектов влияния формы представления условия физической задачи на успешность ее решения является актуальной проблемой дидактики.

3. Для диагностики способностей учащихся по распознаванию и решению физических задач с разной формой представления условия рациональным средством является тестирование. В связи с этим разработаны содержание и методика применения диагностических тестов, позволяющие дифференцировать успешность решения физических задач старшеклассниками и студентами младших курсов в зависимости от формы представления условия.

4. Разработанные диагностические средства апробированы, скорректиро вано их содержание, объем и методика применения с целью обеспечения их валидности.

5. Диагностические тесты с «одноходовыми» задачами, содержащими одинаковые сюжеты с разной формой представления условия, следует применять совместно с контрольным тестом, проверяющим знаниевые компоненты, необходимые для решения задач.

6. Осуществлен констатирующий этап педагогического эксперимента по выявлению зависимости успешности решения физических задач от формы представления их условия. Он выявил, что успешность решения одной и той же или родственной физической задачи группой старшеклассников или студентов младших курсов в среднем мало зависит от формы представления ее условия (график, эскиз, вербально), но может существенно влиять на успешность ее решения отдельным учащимся. В отдельных группах возможны статистически значимые отклонения в сторону большей успешности решения задач, условия которых представлены в том или ином виде, в частности, вербальном.

7. В соответствии с педагогическими принципами гуманизации, индивидуализации, дифференциации обучения и с целью повышения его эффективности в части обучения решению физических задач индивидуальные «перекосы» распознавания условий требуют корректировки индивидуального обучения.

8. Разработаны содержание, средства и методика корректирующего обучения решению физических задач с учетом выявленных особенностей их решения при разной форме представления условия.

9. Осуществлен формирующий этап педагогического эксперимента по корректирующему обучению с учетом зависимости успешности решения физических задач от формы представления их условий.

10. Контрольный этап педагогического эксперимента выявил, что разработанные дидактические средства и методика их применения позволяют уменьшить разницу в успешности решения физических задач с разными формами представления условия как при обучении группы, так и при индивидуальном обучении. Тем самым достигнута цель исследования, состоящая в повышении качества физического образования старшеклассников и студентов младших курсов в части успешности решения физических задач.

11. Разработанные дидактические средства и методика их применения внедрены в систему обучения средних школ №№33 и 54 г. Рязани, а также на подготовительном отделении и младших курсах Рязанского автомобильного института.

12. В качестве перспективных направлений дальнейшего исследования представляется углубление описанной диагностики в направлении задач с двумя и более шагами решения и разработка программ интерактивного обучения на базе компьютерных классов.

Основные положения диссертационного исследования отражены в

одиннадцати публикациях (объемом 7,9 п.л., авторских 6,0 пл.):

1. Селиверстова Н.С. О некоторых методических особенностях решения физических задач с разной формой представления условия // Тезисы докладов XXXV НМК. Рязань: РВАИ, 2005. - с.98 - 99 (0,13 пл.)

2. Селиверстова Н.С. Компьютерные технологии обучения как средство устранения индивидуальных «перекосов» решения физических задач с разной формой представления условия // Материалы третьей межвузовской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов. Рязань, 2005. - с.44 (0.07 пл.)

3. Селиверстова Н.С. Методические указания по физике для поступающих в ввуз. Учебное пособие. Рязань: РВАИ, 2006. — 92 с. (5,8 п.л.)

4. Айзенцон А.Е., Рыжман В.П., Селиверстова Н.С. О развитии физического практикума // Тезисы докладов XXXI научно-методической конференции. Рязань: ВАИ, 2002. - с.90 -92 (0,2 пл.)

5. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. К психологии решения физических задач // ФССО-ОЗ: Труды седьмой международной конференции. — СПб.: Изд. РГПУ им. А.И.Герцена, 2003. - т. 3 с.5 -6 (0,13 пл.)

6. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. Об учете индивидуальных особенностей обучаемых как средстве повышения эффективности решения задач в процессе профессиональной подготовки курсантов // Тезисы докладов XXXII научно-методической конференции. Рязань: ВАИ, 2002,- с.94-95 (0,13 пл.)

7. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. Психологические вопросы применения различных форм представления условия физических задач // Труды VI Международной научно-методической конференции преподавате-

лей вузов, ученых и специалистов. Н.Новгород, 2005. - том 2, с.5 - 6 (0,13 пл.)

8. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С., Кая A.JI. О тестировании способностей решения физических задач // Труды V Международной научно-методической конференции преподавателей вузов, ученых и специалистов. Н. Новгород, 2004. - с.250 (0,07 пл.)

9. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. О форме условий физических задач // Тезисы докладов XXXIV научно-методической конференции. Рязань: РВАИ, 2005. - с.113 - 114 (0,13 пл.)

10. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. Форма представления условия физической задачи как фактор успешности ее решения // Сборник статей IX Международной научно-методической конференции «Университетское образование» Пенза, 2005. - с.240 - 242 (0,2 п.л.)

11. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. Форма представления условия физических задач как фактор обучения // Ценностные подходы к организации учебно-воспитательного процесса в высшей школе: Материалы межвузовской научно-методической конференции (XIII Рязанские педагогические чтения) - Рязань, 2006. — с.5 — 16 (0,8 пл.)

Подписано в печать 29.08.06. Бумага офсетная. Формат 60x84 /ia. Гарнитура Times New Roman. Печать трафарглная. Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,29. Тираж 100 экз. Заказ № 166

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанским государственный университет имени С. А. Есенина» 390000, г. Рязань, ул. Свободы, 46

Редакционно-юдательский центр РГУ 390023, г. Рязань, ул. Урицкого, 22

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Селиверстова, Надежда Сергеевна, 2006 год

Введение.

Глава 1. Категория задачи и ее значение для психологопедагогических исследований.

§1.1. Понятие «задача», различные виды задач. а). Учебная задача и ее функции. б). Физическая задача. в). Классификация физических задач в зависимости от формы представления условий.

§ 1.2. Процесс решения задачи с точки зрения психологии мышления.

§1.3. Анализ частных и общих методик решения задач.

Выводы по первой главе.

Глава 2. Теоретическое обоснование выбора формы представления физических задач для учащихся старших классов и студентов вузов и методов исследования ее влияния на успешность решения задач.

§ 2.1. Форма представления условий физических задач как фактор успешности их решения.

§ 2.2. Тестирование как средство оценки особенностей учащихся в распознавании задач с разной формой представления условий.

§ 2.3. Анализ и выбор методов математической обработки и интерпретации данных педагогических исследований.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. Организация и проведение педагогического эксперимента.

§ 3.1. Основные этапы констатирующего педагогического эксперимента.

§ 3.2. Формирующий и контрольный этапы педагогического эксперимента.

§ 3.3. Результаты формирующего и контрольного этапов педагогического эксперимента.

Выводы по третьей главе.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Форма представления условий физических задач как фактор успешности их решения"

Новая шкала ценностных приоритетов, отражающая государственную политику и отношение педагогической науки к образованию, является на сегодняшний день главным фактором, определяющим необходимость реформирования как школьной, так и вузовской системы образования. Ожидаемые преобразования носят существенный характер, поскольку предполагают «осуществление принципиально другой направленности образования, связанной не с подготовкой «обезличенных» квалифицированных кадров, а с общим, социально-нравственным и профессиональным развитием личности» [109].

Реформирование традиционной системы образования, базирующейся в основном на «знаниевой» парадигме, должно привести к созданию условий для максимально полной самореализации каждого учащегося и свободного развития его личности. Пути решения этой проблемы видятся • прежде всего в индивидуализации обучения, то есть индивидуальной иерархии особенностей восприятия, памяти и мышления, физического и эмоционального состояния обучаемого и так далее [3].

Эти положения реформы образования относятся в полной мере и к обучению учащегося решению задач, которое является существенной частью обучения в курсе физики, - как школьном, так и вузовском. Проблеме разработки методик обучения решению физических задач посвящены работы многих педагогов, а в последние десятилетия и психологов,

Н.А.Менчинской, А.Л.Леонтьева, А.В.Запорожца, Д.Б.Эльконина, А.Ф.Эсаулова, В.В.Давыдова, Л.М.Фридмана, Е.М.Машбица, А.В.Брушлинского, М.Э.Боцмановой, Е.Н.Турецкого, Н.Г.Алексеева, А.М.Степанищева, С.Е.Каменецкого, Н.С.Пурышевой, Н.М.Сперанского, Л.М.Когана и др. Отмечается, что при разработке методики обучения решению задач необходимо организовать преобразование относительно низких форм познавательной деятельности учащегося в процессе решения задачи в более высокие (продуктивные). Для повышения эффективности обучения учащихся решению задач сделано немало: разработаны десятки пособий, содержащих краткие теоретические сведения, рекомендации по решению задач, примеры их решения; созданы алгоритмические и эвристические правила решения отдельных типов задач; аналитико-синтетические методы решения; созданы системы упражнений для отработки различных умственных операций; применяются элементы программированного обучения; разработаны различные классификации задач и ft особенности их решения и т.д. Несмотря на это, значительная часть учащихся решает задачи плохо. Об этом свидетельствуют результаты централизованного тестирования, а также вступительных экзаменов в вузы - половина и более абитуриентов не справляется с решением физических задач, несмотря на то, что в школе были решены десятки их аналогов.

Объясняется это тем, что, несмотря на многочисленные частные и общие методики обучения решению задач не учитываются индивидуальные особенности восприятия, распознавания и мышления. Часто теряется главное, что достигается при решении задач и не может быть достигнуто с помощью других форм и методов обучения. В педагогической литературе [26, 33, 34, 60, 68, 81] указывается, что основные трудности в решении задач у учащихся вызывает: 1) определение объектов и связей между ними; 2) вычленение законов и соотношений, которые их описывают; 3) состав* ление достаточной для решения задачи системы уравнений; 4) преобразование уравнений для определения искомых зависимостей и величин; 5) оценка полученного решения. Очевидно, что обучение должно быть направлено на преодоление этих трудностей.

Существующие методики обучения решению задач практически сводятся к рекомендациям: провести анализ структуры действий в процессе решения задач и сформировать умения учащихся по их выполнению. Такие рекомендации базируются в основном на знании теории, однако следует учитывать и многое другое: необходимость распознать и вычленить в условии любой задачи ту совокупность данных, которую связывают внутри совокупности и с искомым известные «решателю» законы и формулы, в свете этого переформулировать задачу с новых позиций и т.д.

Этот сложнейший процесс зависит от структурно-компонентного содержания задачи, возможности обращения к справочнику, мотивации обучаемого, наличия у него опыта решения задач разного вида, индивидуальных особенностей мышления и т.д. В этом перечне свою роль играет и форма представления условия задачи, при выборе которой составители задачников, методисты и педагоги исходят из того, что в учебных дисциплинах, соответствующих точным наукам, учащимся приходится сталкиваться не только с текстами, но и с графиками и эскизами. Поэтому условия некоторых задач содержат графические и эскизные компоненты. Однако их относительное количество, содержание, направленность и педагогические возможности обоснованы недостаточно. Между тем, их важная роль становится очевидной, если вспомнить о предназначении учебных задач в курсе физики.

Всякая физическая задача - это некий сюжет, представляющий собой словесную или иную модель какого-либо явления или процесса. Ее назначение - обучить распознаванию, формулированию и решению технических и технологических задач как физических. В этом и заключается одна из основных целей всего курса физики в старших классах средней школы и особенно технических вузов.

В свете этого предназначения, условия учебных физических задач должны отражать возможные варианты их возникновения в реальной профессиональной деятельности, которые укрупнено можно дифференцировать на представленные вербально, графически и образно (эскизно) - в различных соотношениях и с разными «весовыми коэффициентами». Отсюда и трудности, возникающие при решении задач с разной формой представления условия.

В значительной степени они обусловлены разрывом между конкретной ситуацией, отраженной в сюжете задачи, и ее абстрактной структурой, имеющей тот или иной вид в зависимости от формы представления условия. Такой разрыв для учащегося может быть более или менее значительным в зависимости от его индивидуальных особенностей. Отсюда очевидно, что успешность решения физических задач, а, следовательно, и адекватность процесса обучения физике задачам последующей профессиональной деятельности, в значительной мере определяется комплектацией физических задач в отношении формы представления их условия.

Объект исследования: обучение решению задач по физике старшеклассников и студентов младших курсов.

Разрыв между конкретной ситуацией, отраженной в сюжете задачи, и абстрактной структурой ее условия определяется индивидуальными особенностями ее распознавания, переформулирования и решения. Отсюда следует гипотеза исследования: выявление закономерностей решения обучаемыми физических задач, определяемых формой представления их условия, и соответствующая этим закономерностям корректировка содержания и методики обучения будет способствовать повышению успешности решения физических задач, а следовательно, и качества физического образования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать содержание и средства, позволяющие дифференцировать успешность решения физических задач старшеклассниками и студентами младших курсов в зависимости от формы представления условия.

Методологическую основу исследования составляют общенаучные принципы развития и формирования целостности личности, системности, единства сознания и деятельности (С.Л.Рубинштейн, Л.С.Выготский,

A.Н.Леонтьев, Б.Г.Ананьев, Л.И.Божович); взгляды методологов личност-но-ориентированного подхода, отражающие необходимость выявления и учета в обучении тех структур личности, для развития которых существуют оптимальные предпосылки (Н.А.Алексеев, Е.В.Бондаревская,

B.В.Сериков, Ю.И.Турчанинова, И.СЛкиманская); концепция формирования творческих способностей учащихся при обучении физике (В.Г.Разумовский); теория профессионального развития личности (А.В.Барабанщиков, Н.В.Кузьмина); современные методологические подходы: деятельностный (А.НЛеонтьев, В.В.Давыдов, Б.Ф.Ломов); антропологический (В.А.Сластенин, В.И.Слабодчиков); аксиологический (З.И.Равкин, Е.И.Шиянов), парадигмапьный (М.В.Богуславский, Г.Б.Корнетов); культурологический (Е.В.Бондаревская, И.Ф.Исаев).

Для реализации поставленных задач и проверки гипотезы исследования применялись следующие методы:

- анализ и синтез методов представления условий физических задач;

- методы диагностики особенностей решения задач с разной формой представления условий;

- методы корректирующего обучения;

Поставленные задачи определили логику и обозначили этапы исследования.

На первом этапе - поисково-аналитическом (1998 - 2003 г.г.) изучалась философская, психолого-педагогическая, научно-методическая и учебная литература по проблеме; анализировались подходы, используемые при обучении решению физических задач, формулировалась проблема и гипотеза исследования.

На втором этапе - опытно-экспериментальном (2003 - 2004 г.г.) определялись теоретические и методологические основы исследования, был проведен формирующий эксперимент, разрабатывались и апробировались средства диагностики и методика корректирующего обучения решению задач с разной формой представления условия старшеклассниками и студентами младших курсов.

На третьем этапе - обобщающем (2004 - 2005 г.г.), осуществлялась экспериментальное обучение, проводилась статистическая обработка и анализ полученных в ходе эксперимента данных, систематизировались и обобщались результаты исследования.

Непосредственную опытную базу настоящего исследования составили учащиеся 9-х, 10-х, 11 -х классов общеобразовательных школ №33 и №54 и студенты первого курса РВАИ.

Теоретическая значимость исследования:

- на примере раздела «Механика» курса физики для старшеклассников и студентов младших курсов обоснован подход, согласно которому содержание и методика применения учебных задач в части формы представления их условия определяются на основе сопоставления групповых и индивидуальных результатов диагностического исследования;

- разработаны теоретические основы содержания и методики обучения решению физических задач, направленных на уменьшение индивидуальных различий в успешности решения задач с разной формой представления условия.

Научная новизна исследования:

- впервые исследовано влияние формы представления условия физической задачи на успешность ее решения старшеклассниками и студентами младших курсов;

Практическая значимость исследования определяется положительными результатами внедрения в учебный процесс средних школ № № 33 и 54 г.Рязани и Рязанского военного автомобильного института:

- дидактических средств и методики обучения решению физических задач с учетом особенностей реакции учащихся на форму представления условия, соответствующих принципам гуманизации и индивидуализации деятельности учащихся.

Разработанный комплекс дидактических средств позволяет индивидуально подходить к обучению решению физических задач, осуществлять личностно-ориентированный подход к каждому ученику, повышает мотивацию учения и эффективность учебного процесса, позволяют увязать индивидуальные особенности обучаемых с предстоящей реальной практикой.

Достоверность научных положений и выводов обеспечены: обоснованностью исходных положений исследования; опорой на признанные положения педагогики и психологии; применением комплекса методов, адекватных цели, предмету и задачам исследования; выполнением требований, предъявляемых к организации и проведению педагогического эксперимента, в частности, репрезентативностью выборок и использованием стандартных методов математической обработки данных эксперимента.

На защиту выносятся:

1. Положение о том, что форма представления условия физической задачи - важный фактор обучения старшеклассников и студентов младших курсов, формирующий способность формулировать и распознавать технические и технологические задачи как физические в последующей профессиональной деятельности.

3. Способ интеграции личностно-ориентированного, деятельностного, антропологического и аксиологического подходов путем индивидуализации обучения старшеклассников и студентов младших курсов решению физических задач при разных формах представления их условий.

4. Методика диагностики индивидуальной учебной деятельности старшеклассников и студентов младших курсов по решению физических задач, включающая проверку знаний базовых законов и формул, оценку времени, необходимого для тестирования и для интервалов между тестированиями, и определение успешности как отношения числа правильно решенных задач из тех, для решения которых обучаемый имеет базовые знания, к полному числу задач, для решения которых обучаемый имеет базовые знания.

5. Дидактические средства диагностики успешности индивидуальной учебной деятельности старшеклассников и студентов младших курсов по решению физических задач (тест оценки знаниевого компонента, тесты, содержащие одноходовые задачи с близкими сюжетами, но разной формой представления условия).

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений. Общий объем диссертации составляет 183 страницы, из них основного текста 134 страницы, 2 таблицы, 16 рисунков. Список использованной литературы включает 142 наименования.

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

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ

1. Учет числа шагов и их сложности при решении каждой тестовой задачи не обеспечивает объективной диагностики зависимости успешности их решения от формы представления условия. Более надежным инструментом являются «одноходовые» задачи.

2. Диагностические тесты с «одноходовыми» задачами, содержащими одинаковые сюжеты с разной формой представления условия, следует применять совместно с контрольным тестом, проверяющим знаниевые компоненты, необходимые для решения задач.

3. Эмпирически установленные интервалы времени, адекватные целям применения разработанных тестов, составляют: на выполнение заданий одного теста — 90 минут, между тестированиями - 3 недели.

4. Успешность решения одной и той же или родственной физический задачи группой старшеклассников или студентов младших курсов в среднем мало зависит от формы представления ее условия (график, эскиз, вер-бально), но может существенно влиять на успешность ее решения отдельным учащимся.

5. В некоторых группах возможны статистически значимые отклонения в сторону большей успешности решения задач, условия которых представлены в том или ином виде, в частности, вербальном.

6. В соответствии с педагогическими принципами гуманизации, индивидуализации, дифференциации обучения и с целью повышения его эффективности в части обучения решению физических задач индивидуальные "перекосы" распознавания условий требуют корректировки индивидуального обучения.

7. Разработанные дидактические средства и методика их применения позволяют уменьшить разницу в успешности решения физических задач с разными формами представления условия как при обучении группы, так и при индивидуальном обучении. Тем самым, достигнута цель исследования, состоящая в повышении качества физического образования старшеклассников и студентов младших курсов в части успешности решения физических задач.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В решении целей и задач исследования, способе организации педагогического эксперимента, разработке и отборе диагностических средств для выявления индивидуальных особенностей старшеклассников и студентов младших курсов при решении физических задач с разной формой представления условий, разработке и отборе дидактических материалов для корректирующего обучения в диссертации реализованы деятельностный, антропологический, аксиологический, парадигмальный и культурологический подходы. Основными методами исследования явились теоретический анализ проблем, разработка содержания и средств диагностики и обучения, наблюдение, педагогический эксперимент в его констатирующей, формирующей и контрольной формах.

В результате проведенных исследований получены следующие результаты.

1. Решение физических задач - одно из важнейших средств развития мыслительных и творческих способностей, сложный мыслительный процесс, который заключается в преобразовании низших форм познавательной деятельности учащихся в более высокие (продуктивные).

2. С позиций последующей профессиональной деятельности учебную задачу можно рассматривать как связующее звено между теорией и практикой. Ее сюжет отражает реальные процессы или явления, а форма представления ее условия должна отражать возможные варианты возникновения задачи в процессе распознавания и формулирования технических и технологических задач в качестве физических. Исследование различных аспектов влияния формы представления условия физической задачи на успешность ее решения является актуальной проблемой дидактики.

6. Осуществлен констатирующий этап педагогического эксперимента по выявлению зависимости успешности решения физических задач от формы представления их условия. Он выявил, что успешность решения одной и той же или родственной физической задачи группой старшеклассников или студентов младших курсов в среднем мало зависит от формы представления ее условия (график, эскиз, вербально), но может существенно влиять на успешность ее решения отдельным учащимся. В некоторых группах возможны статистически значимые отклонения в сторону большей успешности решения задач, условия которых представлены в том или ином виде, в частности, вербальном.

9. Осуществлен формирующий этап педагогического эксперимента в части теоретического практикума по корректирующему обучению с учетом зависимости успешности решения физических задач от формы представления их условий.

10. Контрольный этап педагогического эксперимента позволил оценить эффективность разработанных средств и методики корректирующего обучения решению физических задач с разной формой представления условия. Выявлено, что разработанные дидактические средства и методика их применения позволяют уменьшить разницу в успешности решения физических задач с разными формами представления условия, как при обучении группы, так и при индивидуальном обучении. Тем самым достигнута цель исследования, состоящая в повышении качества физического образования старшеклассников и студентов младших курсов в части успешности решения физических задач.

11. Разработанные дидактические средства и методика их применения внедрены в систему обучения средней школы №54 г. Рязани, подготовительного отделения, на младших курсах Рязанского автомобильного института.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Селиверстова, Надежда Сергеевна, Рязань

1. Аванесов B.C. Тесты в социологическом исследовании - М.: Изд. «Наука», 1982. - 200с.

2. Аванесов B.C. Методологические и теоретические основы тестового педагогического контроля. Дис.на соискание звания д-ра пед.наук. -М., 1999.-339с.

3. Айзенцон А.Е., Рыжман В.П., Селиверстова Н.С. О развитии физического практикума // Тезисы докладов XXXI научно-методической конференции 15-16 февраля 2001г. Рязань: ВАИ 2002. с.90 -92

4. Айзенцон А.Е., Селиверсюва Н.С. К психологии решения физических задач // Труды седьмой международной конференции 14-18 октября 2003г. Санкт-Петербург: Изд. РГПУ им. А.И.Герцена, 2003. -т.З, с.5 6

5. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С., Кая АЛ. О тестировании способностей решения физических задач // Труды V Международной научно-методической конференции преподавателей вузов, ученых и специалистов 25 26 марта 2004 - Н. Новгород, с.250

6. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. О форме условий физических задач// Тезисы докладов XXXIV научно-мегодической конференции. Рязань: РВАИ, 2005. с. 113- 114

7. Айзенцон А.Е., Селиверстова Н.С. Форма представления условия физической задачи как фактор успешности ее решения// IX Международная научно-методическая конференция «Университетское образование» Пенза, 2005.-С.240-242

8. Александров Д.А., Швайченко И.М. Методика решения задач по физике в средней школе-Л.: Учпедгиз, 1948. 240с.

9. Ананьев Б.Г. Избранные психологические труды: в 2-х т.: под редакцией Бодалева А.А. и др. -М.: Педагогика, 1980. -т.2 288с.

10. Ананьев Б.Г. Человек как предмет познания // Избранные пед. труды. -М.: Педагогика, 1980. т. 1. - 150с.

11. Анастази А. Психологическое тестирование М.: Педагогика, 1982. -318с.

12. Балл Г.А. О психологическом содержании понятия «задача» // Вопросы психологии. 1970. №6. е.75 - 85

13. Барабанщиков А.В. и др. Основы военной психологии и педагогики -М.: Просвещение, 1988. 271 е.

14. Батаршев А.В. Тестирование. Основной инструмент практического психолога М.: Изд. Дело,2003. - 240с.

15. Богоявленский Д.Б. Приемы умственной деятельности и их формирование у школьников // Вопросы психологии. 1969. №2. с.61 - 76

16. Беспалько В.П. Система тестов TOEFL: педагогические несуразности// Педагогика. 2002. №4. с.89-94

17. Белый Ю.А., Рапопорт И.А. О методах определения действенности и надежности хестов в зарубежной педагогике // Советская педагогика. 1969. №8.- с. 120-131

18. Бит-Давид E.JI. Методика применения алгоритмов решения физических задач, обеспечивающая повышения уровня развития абстрактно-логического мышления учащихся старших классов общеобразовательных школ. Дис.на соискание ученой степени кпн. М., 2005. 205с.

19. Божович Л.И. Избранные психологические труды: проблемы формирования личности М.: Международная пед. академия, 1995. - 212с.

20. Бондаревская Н.В Гуманистическая парадигма личностно-ориентиро-ванного образования // Педагогика. 1997. №4. с. 11-17

21. Бондаревская Е.В. Нравственное воспитание в условиях школьной реформы Ростов н/Д: РГПИ, 1986. - 120с.

22. Боцмапова М.Э. Психологические вопросы применения графических схем учащимися начальных классов // Вопросы психологии. 1960. №5.-с. 103-114

23. Бугаев А.И. Методика ггреподавания физики в средней школе: Теоретические основы. М.: Просвещение, 1981. 288с.

24. Брушлинский А.В. 11сихология мышления и кибернетика М.: Изд. «Мысль», 1970. - 192с.

25. Брушлинский А.В. 11сихология мышления и педагогическая практика // Вопросы психологии. 1969. №3. с. 161-163

26. Брушлинский А.В. Психология мышления и проблемное обучение -М.: Изд. Знание, 1983.- 94с.

27. Вайзер Г.А. Активные способы работы школьников над задачами по физике // Нетрадиционные способы оценки качества знаний школьников. Психолого-педагогический аспект: Сб. научных трудов М.:11овая школа, 1995. с. 13-28

28. Василихина Т.В. Урок по геометрической оптике с разноуровневым обучением учащихся // Физика в школе. 1994. №1 с.23

29. Волова С.М. Система подготовки студентов пединститутов к профессиональной деятельности в области решения физических задач. Автореферат дисс. на соискание ученой степени кпн М, 1988. - 16с.

30. Володарский В.Е. Обучение школьников решению задач // Физика в школе .2002. №7 с.42 - 44

31. Володарский В.Е. Актуализация элементов знаний в решении задач // Физика в школе. 1978. №4. с.63-66

32. Володарский В.Е. Развитие мышления учащихся в работе с физическими задачами: Научно-методическое издание для учителей, студентов, учащихся. Барнаул - Новокузнецк: Изд. Алтайского университета, 1996.-267с.

33. Воскерчьян С.И. Об использовании метода тестов при учете успеваемости школьников // Советская педагогика. 1963. №10 с.28-37

34. Выготский Л.С. Педагогическая психология / под ред.В. В.Давыдова -М: Педагогика-Пресс, 1999. -536с.381 ласе Дж.,Стенли Дж. Статистические методы в педагогике и психологии. М.: Прогресс, 1976. - 495с.

35. Гельман В.Я. Решение математических задач средствами EXCEL: практикум. С.11б.:Г1итер, 2003. -237с.

36. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях М.: Педагогика, 1977. - 136с.

37. Гуревич Ю.Л., Груденов Я.И. Обучение приемам мыслительной деятельности на уроках физики // Физика в школе. 1993. №4. с. 42-46

38. Гурова J1.J1. Психологический анализ решения задач Воронеж: изд. Воронежского университета, 1976. - 328с.

39. Гугман В.И., Мощанский В.Н. Алгоритмы решения задач по механике в средней школе: Кн. Для учителя. М.: Просвещение, 1988. - 93с.

40. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения АПН СССР - М.: Педагогика, 1986. - 239с.

41. Даутова Б.В., Ванюшина Н.П. К вопросу о построении системы задач по физике // Методика преподавания физики в средней школе J1, 1977. - с.34-37

42. Дорохина Т.В. Причины трансформации (переопределения) учебного задания учащимися в процессе обучения // Вопросы психологии. 1980. №3. с.54-63

43. Завалишина Д.Н. Психологический анализ оперативного мышления -М.: Наука, 1985.-224с.

44. Зверев В.А. Учет индивидуальных психологических особенностей учащихся при опросе на уроках физики // Физика в школе и вузе. СПб 1998. с.37-39

45. Инусова Х.М. Совершенствование методической подготовки студентов пединститутов к решению физических задач. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кпн М, 1995. - 20с.

46. Исаев И.Ф. Профессионально-педагогическая культура преподавания: учебное пособие для студентов вузов М.: Академия, 2002. - 208с.

47. Калмыкова З.И. Уровни применения знаний к решению физических задач -М.: ИздЛПН, РСФСР, 1958. сб."Психология применения знаний к решению учебных задач", с. 130-138

48. Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе М.: Просвещение, 1987. - 335с.

49. Каплунович И.Я., Калинина Т.В. Учет индивидуальных особенностей пространственного мышления школьников при решении задач // Физика в школе.2002. №1. с.70-73

50. Кирьяков Б.С. Педагогическая модель интеллектуального испытания школьников. Рязань: «Рус. слово», 2002. 208с.

51. Коган Л.М. Учись решать задачи по физике М.: ВШ, 1993. - 368с.

52. Корнетов Г.Б. Педагогические парадигмы базовых моделей образования-М, 2001.- 124с.

53. Корнетов Г.Б. Историко-педагогическое познание на пороге XX века: перспективы антропологического подхода Москва - Владимир, 1998. -48с.

54. Костюк Г.С., Балл Г.А. Категория задачи и ее значение для психолого-педагогических исследований // Вопросы психологии. 1977. j\i>3. с. 13 -23

55. Красновский Э.А., Коган T.JI. Качество знаний, умений и навыков как критерий оценки учебных достижений школьников // Советская педагогика. 1980. №8. с. 47-52

56. Кубышкин В.Н. Методика решения задач по физике Л.: Изд. ЛГУ, i972. -247с.

57. Кубицкий В.А. О систематизации зианий учащихся по физике // Физика в школе. 1972. №1. с.34-36

58. Кузьмина Н.В. Методы исследования педагогической деятельное!и -JI.: Изд. Ленинг.ун-та, 1970. 114с.

59. Кулюткин Ю.М. Эвристические методы в структуре решений М.: Педагогика. 1961.-236с.

60. Лапп Даниэль Искусство помнить и забывать С.-Петербург: «Питер», 1995. -216с.

61. Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения: в 2-х т. под редакцией Давыдова В.В. М.: Педагогика, 1983.- г.2 - 317с.

62. Лериер И.А., Скаткин М.Н. О методах обучения // Советская педагогика. 1965. №3. с.46-53

63. Лещинский Л.А. Умственное развитие учащихся при обучении физике // Физика в школе. 1993. №6. с.44-45

64. Ломов Б.Ф. Формирование графических знаний и навыков у учащихся. 11од редакцией Ананьева Б.Г. М.: изд.А! 1Н, 1959. - 270с.

65. Ломов Б.Ф. Человек и техника. Очерки инженерной психологии М.: Сов.радио, 1966.-463с.

66. Лурия А.Р., Цветкова Л.С. Нейропсихологический анализ решения задач- М.: Просвещение, 1966.-289с.

67. Мазко Н.Н., Мазко В.В. Решение блоков систематизированных задач // Физика в школе. 2003. №5. с.34-35

68. Матушанский Г.У. Педагогическое тестирование в России //Педагогика. 2002. №2. с. 15-21

69. Матушанский Г.У. Подготовка преподавателей к премированию педагогических тестов // Специалист. 2001. №5. с. 25-26

70. Матушанский Г.У. Проектирование педагогических тесюв для контроля знаний // Информатика и образование. 2000. №6. с.7-10

71. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компькмеризации обучения -М.: Педагогика, 1988. 192с.

72. Машбиц Е.И. Психологический анализ учебной задачи // Советская педагогика. 1973. №2. с.99-102

73. Машбиц Е.И. Психологические основы управления учебной деятельностью Киев: изд. В ища школа, 1987. - 223с.

74. Менчинская Н.А. Мышление в процессе обучения // Исследование мышления в советской психологии М., 1966. - с.349-381

75. Менчинская К.А. Проблемы учения и умственного развития школьника. М.: Педагогика, 1989. -220с.

76. Методические указания по физике для поступающих в ввуз. Учебное пособие / Селиверстова Н.С., Рязань: РВАИ, 2006. 92с.

77. Миронов И.Ф. Построение общих и частных методических указаний к решению количественных задач по физике на основе анализа целостности их решения. Дисс. На соискание степени КПН - Л. 1986. -397с.

78. Митрофанова Н.В. Графические задачи для повторения и закрепления материала // Физика в школе. 2003. №5. с.58-6083