Инвариантный подход к проектированию вариативного обучения физике

Петрова, Татьяна Николаевна

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: Инвариантный подход к проектированию вариативного обучения физике

Автореферат

Автор научной работы: Петрова, Татьяна Николаевна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Владивосток
Год защиты: 2006
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Инвариантный подход к проектированию вариативного обучения физике"

На правах рукописи

Петрова Татьяна Николаевна

ИНВАРИАНТНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ВАРИАТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика в общеобразовательной и высшей школе)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Владивосток - 2006

Работа выполнена на кафедре общей физики Дальневосточного государственного университета.

Официальные оппоненты: доктор физико-матем. наук,

профессор Осуховский Валерий Эдуардович

Ведущая - организация: Российский государственный

педагогический университет имени А.И. Герцена

Защита состоится "29" сентября 2006 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212. 056.10 при Дальневосточном государственном университете по адресу 690950, г. Владивосток, ул. Суханова, 8, ауд.56.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале №2 научной библиотеки Дальневосточного государственного университета.

Научный руководитель: доктор педагогических наук,

профессор Бфименко Василий Федорович

кандидат педагогических наук, доцент Плотникова Ольга Васильевна

Автореферат разослан

Гнитецкая Т.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Демократические преобразования основ государственного устройства России не могли не коснуться и системы российского образования. В конце XX столетия выходит целый ряд законодательных документов, определивших стратегию развития российской образовательной системы на ближайшие десять лет. К кардинальным изменениям в области образовательной политики можно отнести переход от адаптивно-дисциплинарной модели унифицированного образования к личностно-ориентированной модели вариативного образования.

Стратегическими ориентирами развития вариативного содержания образования являются следующие:

- от унитарной школы, работающей по единым нормативным документам, к дифференциации содержания образования в системе общего образовательного пространства;

- от предметоцентризма к культурологической концепции содержания образования, способствующей переходу от узкого обучения, констатирующего знания, к обучению законам формирования этого знания;

- от монопольного учебника к вариативным учебникам;

- от монофункциональных технических средств к информационным

технологиям;

- от «чистых» типов общеобразовательных учреждений к смешанным, в

которых происходит слияние школы с детским садом, школы с вузом.

Не смотря на то, что переход к вариативному обучению явление достаточно новое для системы российского образования, общим вопросам дидактики вариативного обучения посвящены работы М.С. Бургина,. П.И. Пидкасистого, Л.С. Подымого, С.Ф. Полякова и других авторов.

В системе как среднего, так и высшего образования физике принадлежит особая роль. Современные физические теории содержат те исходные принципы, которые определяют развитие любой научной теории. При изучении физики формируются основы научного мировоззрения, научное мышление, современный характер исследовательской деятельности, творческий подход к решению реальных задач. Физическое знание является своего рода инвариантом любого технического и естественнонаучного знания. Физическое знание раскрывает законы познания окружающего мира, поэтому оно необходимо и гуманитариям. Интеграционный характер современной науки значительно расширил область физического знания. Огромный багаж фактологического материала в физике требует высокого уровня его систематизации. В системе вариативного обучения эта проблема стоит особенно остро.

работали известные российские методисты в области физического образования: Н.Е. Важеевская, Н.К. Гладышева, C.B. Громов, Е.М. Гутник, А.Е. Гуревич, Ю.И. Дик, В.А. Касъянов, В.А. Коровин, В.А. Орлов, А.Н. Мансуров, H.A. Мансуров, Г.Я. Мякишев, Г.Г. Никифоров, И.И. Нурминский,

A.B. Перышкин, A.A. Пинский, Н.С. Пурышева, В.Г. Разумовский, Н.М. Шахмаев, Д.Ш. Шодиев, У.Д. Шодиев и другие. Некоторые учебные программы написаны авторами учебников, для некоторых программ учебника нет, право выбора учебника остается за учителем.

B.А. Скаткина и других. В работах данных авторов разработаны общие дидактические требования, принципы, критерии проектирования учебных курсов. При проектировании учебных предметных курсов необходимо учитывать законы формирования данного предметного знания. Вопросам методологии физического знания посвящены работы В.И. Арнольда, Г. Вейля, В.Ф. Ефименко, А. Пуанкаре, Н.Ф. Овчинникова, В.П. Визгина, В.А. Фока и многих других авторов.

При переходе к вариативной системе физического образования, ориентированного на развитие индивидуальных способностей каждого ученика, особенно остро стоит проблема обоснованного отбора содержания учебных курсов, решение которой должно начинаться с определения иерархии структурных уровней организации учебного физического знания. В современных нормативных документах и в научно-методических работах уровень физического знания по каждой образовательной ступени четко не обозначен.

Все вышесказанное позволило нам увидеть противоречие, сформировавшееся в процессе перехода от унитарной системы образования к вариативной. Это противоречие между свободой выбора каждым учителем учебной программы и методологическим обоснованием этого выбора, гарантирующим эффективность педагогического решения. Данное противоречие обозначило проблему определения структурных уровней организации учебного физического знания. Авторские учебные курсы вариативного обучения физике на разных образовательных ступенях должны соответствовать и основным дидактическим принципам (принцип системности и последовательности в овладении учащимися предметными знания, принцип целостности и единства дидактического процесса, принцип научности содержания и методов обучения, принцип наглядности, единства конкретного и абстрактного, принцип доступности обучения, принцип единства образовательной, развивающей и воспитательной функций обучения и др.), и законам формирования предметного знания, которые определяются законами познания.

обучения физике к этой концепции обращаются многие авторы - C.B. Бубликов, Е.И. Бутиков, А.С.Кондратьев, И.В. Савельев, Д.В. Сивухин, JLB. Тарасов, Р. Фейнман и другие, но ее методологическая роль в проектировании учебных курсов физики остается нераскрытой. Все вышесказанное определило тему данного исследования — показать структуроопределяю-щую роль инвариантного анализа физического знания в проектировании вариативных учебных курсов физики.

Цель данного исследования — разработать научно-методические основания проектирования вариативного обучения физике, обеспечивающие реализацию основных дидактических принципов. "'. ■

Объектом исследования является содержание общего физического образования (первая, вторая, третья ступень).

Предмет исследования — структурные уровни организации учебного физического знания.

Тема и цель исследования определили задачи исследования

- провести анализ концепции относительности и инвариантности применительно к физическому знанию, определить иерархию физических инвариантов в соответствии с уровнями обобщения физического знания;

- определить уровень учебных задач каждой ступени физического образования в соответствии со структурными уровнями обобщения физического знания;

- показать дидактическую роль инвариантного анализа содержания учебных курсов физики в решении современных педагогических задач.

Гипотеза исследования — при переходе к вариативному обучению физике авторские программы и учебники физики будут соответствовать основным дидактическим принципам, если при их составлении авторы будут следовать уровням обобщения физического знания и соблюдать соответствующую этим уровням иерархию физических инвариантов, определяющих существенное в системе физического знания на каждом этапе его изучения.

Методологическую основу исследования составили законы развития научного, учебного знания, методологические принципы физики, методологические принципы педагогики, идеи личностно ориентированного образования, идеи развивающего образования, исследования по теории и практике физического образования.

Для решения поставленных задач исследования были востребованы теоретические и эмпирические методы исследования:

- изучение и анализ методологической, методической, педагогической литературы;

- изучение и анализ основных нормативных документов по вопросам образования;

- анализ традиционных методик проведения различных форм физического обучения;

- моделирование вариативной системы физического образования с определением уровня физического знания по каждой ее ступени и профишо.

- разработка, обсуждение и апробация новых учебных программ по физик для классов с разным профилем обучения;

- разработка, обсуждение и апробация новых методик проведения занятий по физике, формирующих элементы инвариантного стиля мышления;

- проектирование и моделирование учебного процесса для разных профильных классов;

- статистическая обработка и анализ результатов педагогического эксперимента;

- анализ экзаменационных и олимпиадных работ учащихся по физике.

Научная новизна исследования состоит в том, что

- на основе инвариантного анализа системы физического знания определены уровни общности физического знания и соответствующие им физические инварианты;

- дано определение уровней физического учебного знания;

- разработана модель системы физического образования, обеспечивающая реализацию принципа системности при обучении физики;

- показана практическая роль инвариантного анализа физического знания при отборе содержания физического образования в системе вариативного обучения.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что показана структуроопределяющая функция концепции инвариантности и относительности в системе учебного физического знания. Инвариантный подход к отбору содержания учебных курсов позволяет обеспечить реализацию основных дидактических принципов в системе вариативного обучения физике.

Практическая значимость исследования состоит в том, что инвариантный анализ содержания учебных курсов позволяет проектировать авторские учебные курсы в соответствии с основными дидактическими требованиями,..позволяет перейти от фактологического изложения физики к изложению, раскрывающему общие законы формирования научного знания, что повышает интерес учащихся к изучению физики, раскрывает генезис физического знания, формируя у учащихся общие методы познания. Результаты исследования нашли свое продолжение в работах других исследователей вопросов теории и методики обучения физике.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются комплексным анализом различных концепций и подходов к изучаемой проблеме; применением разнообразных взаимодополняющих методов исследования, адекватных цели, задачам и логике исследования, ва-лидностью используемых методик, повторяемостью положительных результатов экспериментальных исследований при изменении педагогических условий, высокими показателями успеваемости в экспериментальных группах, призовыми местами участников педагогического эксперимента на

олимпиадах по физике городского, краевого, зонального, российского и международного уровней.

На защиту выносятся следующие положения:

1. проведенный анализ системы классического физического знания на основе концепции инвариантности и относительности позволил определить иерархию структурных уровней учебного физического знания;

2. разработанная нами модель вариативного общего физического образования, в которой определен уровень физического знания для каждой образовательной ступени по основным образовательным профилям, позволяет проектировать учебные курсы физики в соответствии с основными дидактическими принципами и с законами развития физического знания;

3. анализ содержания учебного физического знания на основе концепции инвариантности и относительности раскрывает общие законы формирования научного знания и позволяет активизировать познавательную деятельность учащихся.

Апробация результатов исследования. По результатам исследования опубликовано 23 печатных работы, общим объемом 3.1 печатных листов, в том числе в журнале «Философия образования», рекомендованном ВАК РФ. Основные положения и результаты исследования были получены лично автором, их обсуждение проводилось на научных семинарах кафедры общей физики Дальневосточного государственного университета, на собрании Приморского отделения Объединенного физического общества Российской Федерации. Основные идеи обсуждались на международной научно-практической конференции «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов» (Челябинск, 1995 г.), на сессии научного совета по проблемам формирования мировоззрения учащихся (Москва, Государственный НИИ семьи и воспитания, 1999 г.), на научно-практических конференциях и семинарах «Проблемы современного образования» (Владивосток, ДВГУ, 2001, 2002 г.г.), на съезде Российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке» (Москва, МГУ, 2000 г.), на Международных: конференциях «Физика в системе современного образования» (С-Петербург, 2000 г., Ярославль, 2001 г.) Всероссийских межвузовских научно-практических конференциях (Владивосток, ТОВМИ, 1999, 2000, 2003 г.г), на международной научно-методической конференции «Классическое образование» (Владивосток, 1999 г.), на международном конгрессе «Образование и наука в XXI веке» (Новосибирск, 2003 г.), на зональной конференции преподавателей физики, астрономии и технологических дисциплин педагогических вузов Урала, Сиб1фи и Дальнего Востока (Оренбург, 2004 г.).

Внедрение результатов исследования в практику осуществлялось автором в процессе преподавания физики в десятом, одиннадцатом классах (профиль - математика и информатика) Владивостокской гимназии №1, группах гуманитарного профиля колледжа ДВГУ, при обучении физике студентов естественно-научных факультетов ДВГУ, а также на факультете физической культуры и спорта.

Организация и этапы исследования. Исследование проводилось в течении 1994-2005 годов и выполнялось в несколько этапов.

На первом этапе (1994-1998 гг.) изучалась научно-методическая литература, исследовалось современное состояние проблемы. Анализировались современные нормативные документы по методике преподавания физики.

На втором этапе(1998-2000 гг.) разрабатывались основные положения инвариантного анализа содержания учебного физического знания, определялись его структурные уровни, разрабатывалась модель вариативного физического образования.

На третьем этапе (2000-2004 гг.) проводилось экспериментальное исследование эффективности инвариантного подхода к проектированию вариативных курсов физики, разрабатывались принципы отбора содержания физического образования для традиционной организации процесса обучения физикйи в инновационных информационных технологиях.

На четвертом этапе (2004-2005 тт.) уточнялись научно-методические положения, результаты исследования внедрялись в педагогическую практику.

Структура диссертации определяется логикой исследования и поставленными задачами. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 120 источников, 5 приложений, основной текст изложен на 135 страницах, в работе представлено 15 таблиц, три схемы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, обозначено противоречие, сформировавшееся при переходе к системе вариативного обучения физике, сформулирована проблема, обусловленная эти противоречием, определены цель и гипотеза, объект и предмет исследования, указаны основные задачи и методы исследования, теоретическое и практическое значение работы, личный вклад автора в решение поставленных задач

В первой главе МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА К ВАРИАТИВНОМУ ОБУЧЕНИЮ ФИЗИКЕ проведен анализ авторских учебных программ по физике, представленных в современной методической литературе, проанализировано содержание основных учебников физики с точки зрения определения уровня физического знания, представленного в этих нормативных документах, показано, что для перехода к системе вариативного обучения физике необходимо определить уровень физического знания по каждой образовательной ступени. Для решения данной задачи был проведен анализ системы классического физического знания на основе концепции инвариантности и относительности, показана эволюция этих понятий в системе физического знания. Задача классификации является первичной для всей науки. Концепция инвариантности и относительности является определяющей

структуру научного знания, так как каждому уровню общности научного знания соответствуют определенные инвариантные соотношения.

Следуя основным уровням обобщения и систематизации физического знания, которые определяет в своих работах В.Ф. Ефименко, в настоящей работе мы предлагаем выделить пять уровней физической инвариантности, последовательность которых представлена нами в таблице 1. На наш взгляд, такой подход к систематизации инвариантов физического знания наиболее полно раскрывает структуру всего спектра физического знания. В предложенной иерархии физических инвариантов соотношения, действительные для более простых форм движения, выступают в качестве частных инвариантов для более сложных форм движения, каждая физическая теория имеет свои инвариантные особенности, которые определяются способом описания. Определенная нами последовательность уровней обобщения физического знания определяет общие закономерности формирования физического знания, независимо от круга рассматриваемых вопросов.

Таблица 1

Уровни обобщения и систематизации физического знания Структурные уровни концепции относительности и инвариантности в системе физическою знания

Уровень наблюдений и эмпирических зависимостей Однородность, изотропность пространства, однородность времени

Экспериментальные законы Инварианты однородных моделей

Научные законы и принципы • Инварианты локальных законов и сохраняющиеся величины

Фундаментальные теории Инварианты относительно групп движения, физические постоянные

Методология науки Инвариантность законов познания

Проведенный анализ системы физического знания на основе концепции относительности и инвариантности дает методологическое основание структурированию учебного физического знания.

В соответствии с выделенными структурными уровнями физических инвариантов (таблица 1), структуру классического физического знания, отражающую его математический язык, можно представить в виде схемы 1.

Схема 1

Схема структуры классического физического знания

Второй шаг: Третий шаг:

локальный закон частные

(уровень частных интегральные

теорий) законы

(частные задачи)

Познание законов окружающего мира всегда начинается с определения класса явлений по какому-либо общему признаку, определения количественных характеристик этих явлений (физических величин), построения однородной модели, сохраняющей существенные признаки выделенного класса явлений. Однородные модели и равномерные процессы пронизывают весь курс общей физики. Меняются объекты исследования при переходе от одного раздела физики к другому, меняются физические модели, но познание новых свойств окружающего мира начинается всегда с модели, обладающей наибольшей пространственной и временной симметрией. Методологический анализ однородных физических моделей уже на школьном уровне раскрывает генезис физических величин, формирует фундаментальность понятий однородности и изотропности пространства и однородности времени.

Интегральный экспериментально установленный закон для соответствующей однородной модели подсказывает нам следующий шаг в познании физических законов - переход к локальному или дифференциальному физическому закону.

Дифференциальная форма физических законов позволяет раскрыть познавательную функцию соответствующих интегральных и локальных физических величин, имеющих более высокий уровень общности по сравнению с интегральными характеристиками. Структурный анализ физического знания по инвариантному признаку раскрывает общие закономерности научного познания, и интуитивные элементы инвариантного мышления, свойственные человеку, переводит на более высокий уровень осознанного применения концепции инвариантности и относительности для систематизации научного знания на последующих уровнях его обобщения.

Локальные формы законов, действующие во всей рассматриваемой группе явлений, дают возможность получить интегральную форму для любого частного случая, так как в практических задачах нам нужны не дифференциальные законы, а их конкретные интегральные образы. Этот переход от локальной формы физического закона к частной интегральной форме соответствует третьему шагу в предложенной нами схеме 1 структуры классического физического знания. Решение подобных задач дает многообразие формул для определения одной и той же физической величины. Структурный анализ физического знания с помощью схемы 1 позволяет

Первый шаг:

закон однородной модели (экспериментальный уровень)

показать место каждого физического соотношения в системе физического знания.

Данная структурная схема физического знания раскрывает генезис, как физических понятий, так и физических законов. .Каждый шаг данной схемы соответствует определенному уровню обобщения классического физического знания и обусловлен определенной физической инвариантностью (таблица 1).

Так как таблица 1 и схема 1 отражают структурную организацию физического учебного знания, независимо от круга рассматриваемых физических явлений, т.е. независимо от раздела курса классической физики, то они дают нам основание определить общий уровень физического знания по каждой образовательной ступени.

Во второй главе ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВАРИАТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ представлена, разработанная на основе проведенного в первой главе инвариантного анализа классического физического знания, модель системы вариативного обучения физике, в которой определен ' уровень физического знания на каждой образовательной ступени, по каждому образовательному профилю; показано, что отбор учебного знания по инвариантному признаку позволяет каждому учителю проектировать учебные курсы в соответствии с современными требованиями к содержанию учебного знания и организации учебного процесса.

Каждой образовательной ступени физического образования'соответствует определенный уровень обобщения физического знания и соответствующие данному уровню изучения физики инвариантные соотношения. Таблица 1А позволила нам сформулировать уровень физического знания на каждой образовательной ступени в общей системе российского образования в соответствии с общими закономерностями формирования физического знания, представленными в таблице 1.

Вариативность современной системы образования допускает разный уровень физического образования по разным образовательным профилям. Естественнонаучное образование сегодня является обязательным для любого образовательного профиля. Образование по любому уровню сложности должно удовлетворять требованиям его целостности и преемственности.'

Структурный анализ классического физического знания позволил нам определить задачи каждой ступени физического образования, дифференцировать задачи второй ступени физического образования по основным учебным профилям старшей общеобразовательной школы, которые представлены нами в таблице 2. ' -

Таблица1А

Структурные уровни организации учебного физического знания

Уровни обобщения и систематизации физического знания Структурные уровни концепции относительности и инвариантности в системе физического знания Ступени физического образования

Уровень наблюдений и эмпирических зависимостей Однородность» изотропность пространства, однородность времени 1 ступень (основная школа)

Экспериментальные законы Инварианты однородных моделей 2 ступень (полная школа)

Научные законы и принципы Инварианты локальных законов и сохраняющиеся величины 3 ступень (высшая школа)

Фундаментальные теории Инварианты относительно групп движения, физические постоянные 4 ступень (специальное физическое образование)

Методология науки Инвариантность законов познания Методологические специальные курсы (аспирантура)

Основная цель физического образования первой ступени - сформировать навыки обобщения феноменологического знания, количественного описания явлений окружающего мира (первый уровень обобщения физического знания). На этом этапе обучения физике закладываются первые самые ответственные навыки обобщения результатов наблюдений, основы научного эмпирического мышления, формируется интерес к строгому количественному описанию окружающего мира. Первые локальные характеристики однородных моделей (скорость равномерного движения, плотность однородного тела, удельная теплоемкость однородного твердого тела) являются элементами физического знания переходного уровня от первой ступени обобщения ко второй, поэтому к анализу данных понятий необходимо подойти особенно внимательно.

Начиная со второй ступени российское физическое образование становится трехуровневым (уровни А, В, С), в соответствии с переходом к профильному образованию в системе полной школы. Курсы физики различаются по целям обучения, по объему часов, по содержанию образования. Не смотря на все перечисленные выше различия уровень физического знания на данной ступени в основном соответствует уровню эмпирических законов для различных однородных физических моделей. В качестве элементов переходного знания рассматриваются отдельные элементы физических теорий. Эмпирические законы для разных разделов физики отличаются по уровню абстрактности, поэтому для разных профилей обучения перечень изучаемых эмпирических законов может быть различен.

Таблица 2

Модель системы общего физического образования_■

сгуп./ /УР. Уровень С Уровень В Уровень А

1 ступень основное общее обр-ние (7,8,9 кл.) Формирование навыков количественного описания наблюдаемых физических явлений, навыков определения физических величин, знакомство с однородными моделями. (204 час.) Феноменологический уровень.

2 ступень среднее общее обр-ние (10,11 кл.) Изучение фундаментальных законов физики, первое знакомство с дифференциальными формами физических законов, получение интегральных соотношений для простейших физических моделей. Анализ физического знания на основе методологических принципов. (408 часов, классы с углубл. изучением физики) Знакомство с фундаментальными физическими законами, формирование навыков практического применения физических законов, физического моделирования. Знакомство с методологическими принципами физики. (272 часа, общеобразовательные кл.) Знакомство с фундаментальными физическими законами, формирование физической картины мира. (136 часов, классы гуманитарного профиля)

3 ступень высшее обр-ние (вуз) Интегральные и дифференциальные формы всех физических законов, анализ конкретных задач. Знакомство с элементами статистической и квантовой механики. (Физические и технические специальности 150-250 лекц. час.) Формирование научной картины мира, основных методологических принципов естествознания на примере изучения физических законов. (Естественнонаучные и сельскохозяйственные направления, 70-130 лекц. часов) Формирование фундаментальных представлений о научной картине мира. (Социально-экономические направления, 40-70 лекц. час)

В основу разработанной нами модели системы физического образования, представленной в виде таблицы 2, был положен дидактический принцип системности, обеспечивающий преемственность между разными образовательными уровнями обучения физике. Общеизвестно, что все основные принципы современной дидактики образуют целостную систему. Научно-обоснованная реализация одного принципа открывает новые решения для реализации других принципов дидактики, что позволяет грамотно с дидактической точки зрения выстроить весь процесс физического образования.

Проведенный в первой главе анализ концепции относительности и инвариантности позволяет конкретизировать трактовку основных дидактических принципов в системе физического образования. П.И. Пидкаси-стый в качестве ведущего дидактического принципа называет принцип

единства образовательной, развивающей и воспитательной функций обучения. А.И. Бугаев отмечает, что принцип единства обучения, воспитания и развития выражает требование обеспечить при обучении физике наиболее благоприятные условия для развития познавательных сил учащихся, формирования основ научного мировоззрения, при этом автор не указывает пути достижения данного требования. В предложенной нами модели системы физического образования определены последовательные этапы формирования физического знания в соответствии с историческими законами его развития. Каждый человек в своем развитии проходит те же этапы познания, которые определены самой историей развития научного знания, поэтому этот путь формирования навыков научного мышления будет самым оптимальным, так как в предложенной модели физического образования, независимо от его конечного уровня, каждый учащийся должен последовательно пройти все соответствующие ступени обобщения физического знания.

Представленная в таблице 2 модель современного Российского вариативного физического образования позволила вскрыть ее недостатки. Так, например, хорошо видна неравнозначность физического образования по разным профилям второй образовательной ступени: выпускники средних школ, получившие физическое образование по уровням А и В не могут без дополнительного физического образования продолжать свое обучение в высшей школе по наукоемким специальностям. Отмеченная неравнозначность образовательных физических программ по разным профилям полного школьного образования является закономерной с точки зрения второго начала термодинамики: более организованные с методологической точки зрения учебные курсы, полнее раскрывают и формируют принципы современного научного познания.

Отсутствие в литературе по методике преподавания физики анализа методологической функции концепции относительности и инвариантности, неоднозначность трактовок данных понятий в учебной литературе может вызвать определенные трудности перехода к проектированию учебных курсов на основе анализа физических инвариантов, однако необходимость такого перехода доказывают результаты проведенного в исследовании педагогического эксперимента.

В третьей главе ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ИНВАРИАНТНОГО АНАЛИЗА ФИЗИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ В РЕШЕНИИ ПРАкТИЧЕСКИХ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ анализируются особенности педагогического эксперимента и раскрывается содержание проведенного экспериментального исследования в соответствии с разработанной моделью системы общего физического образования, в соответствии с предложенным в работе инвариантным подходом к формированию, содержания учебных курсов физики. Анализ .содержания физического знания на основе концепции относительности и инвариантности позволяет заранее "рассчитать" положительный эффект новых педагогических методик, т.е. дать им методологическое обоснование.

В данном исследовании педагогический эксперимент проводился по двум направлениям. Первое направление наших педагогических исследований связано с определением роли инвариантного анализа содержания учебного знания при обучении физике. Задача данного экспериментального исследования — показать, что анализ содержания физического знания учебных курсов по инвариантному признаку способствует повышению эффективности процесса обучения физике, повышению успеваемости обучающихся, активизирует аналитическую мыслительную деятельность, формирует навыки современного теоретико-инвариантного мышления. Данное исследование проводилось в три этапа. Задачей первого констатирующего этапа исследования было определение уровня навыков инвариантного анализа физического знания у выпускников средних школ Приморского края. Задача второго обучающего этапа исследования по этому направлению — проектирование учебных курсов физики для старших классов средней школы, имеющих разный профиль обучения и обучение по авторским курсам физики учащихся в разных профильных классах, в школах с разной формой организации учебного процесса. На третьем контролирующем этапе количественно исследовалась эффективность предложенной методики отбора содержания для вариативных учебных курсов физики по инвариантному признаку - анализировались результаты итоговых экзаменационных работ.

В педагогических исследованиях один из ответственных моментов связан с выбором объективных количественных критериев результатов педагогического эксперимента. На наш взгляд, трудно в современной педагогической практике найти традиционные методики обучения физике. По этой причине в данном исследовании мы отошли от общепринятой практики сравнения результатов предложенной в эксперименте новой методики с традиционными методиками и предлагаем оценивать эффективность новых дидактических решений по объективной оценке уровня успеваемости и уровня качества знаний учащихся. Критерием достоверности может служить повторяемость результатов исследования в разных учебных группах, в разные временные периоды при одинаковых прочих условиях. Структурирование учебного знания по инвариантному принципу позволило показать нам преимущества методологического анализа содержания физического знания и в разных формах обучающей деятельности (при изложении нового материала, при решении физических задач).

Результаты констатирующего этапа педагогического эксперимента по первому направлению показали, что предложенная нами структура физического знания на основе концепции относительности и инвариантности обучающимся не знакома, они не владеют навыками четкой формулировки границ применимости физических законов, элементами инвариантного анализа физического знания.

На втором этапе этого экспериментального исследования проводилось обучение физике по авторским курсам, построенным по инвариантному принципу. Проведенные в ходе второго этапа исследования контрольные

срезы в разных учебных группах показали, что проектирование учебных курсов физики по инвариантному принципу способствует формированию у школьников навыков структурного анализа учебного знания, пониманию учащимися познавательной роли каждого элемента физического знания, качественно изменяя само знание, способствует более глубокому пониманию законов физики, формированию общенаучных принципов структурного анализа научного знания. При текущей проверке успеваемости учащихся акцентировалось внимание на определении учащимися границ применимости всех физических утверждений, на умении систематизировать физические определения по инвариантному признаку.

На третьем контролирующем этапе количественно исследовалась эффективность предложенной методики. В эксперименте участвовали учебные группы 1 курса колледжа ДВГУ.

Формирование навыков научного мышления учащихся является одой из основных задач современного Российского образования. Количественным показателем этих навыков при изучении физики может, быть оценка навыков решения физических задач. Самостоятельное решение физических задач учащимися требует наличия навыков мыслительной деятельности, навыков обобщения физического знания, навыков структурирования учебного знания. Современные аттестационные физические тесты для средней школы содержат задачи по всему курсу школьной физики, поэто-. му позволяют проверить уровень мыслительной деятельности обучающихся, с одной стороны, эффективность обучающих методик, с другой стороны. Участникам контролирующего этапа педагогического эксперимента на завершающем этапе обучения были предложены тесты одинакового уровня сложности, с которыми они ранее знакомы не были. Вопросы тестовых задач были составлены по курсу физики для 11 класса общеобразовательных школ. В эксперименте участвовали все обучающиеся 1 курса колледжа ДВГУ, где преподавание физики ведется ведущими преподавателями ИФИТ ДВГУ. В трех экспериментальных группах новый учебный материал при изучении физики систематизировался по инвариантному признаку. Для формирования навыков научного анализа физического знания текущие проверки знаний включали вопросы структурирования физического знания по инвариантному признаку.

Результаты контрольного экзамена представлены в таблицеЗ. Жирным курсивом в таблице выделены экспериментальные группы, нежир-. ным обычным шрифтом - контрольные группы. Во всех группах преподавание велось по одной программе, базовый учебник — Физика 10, Физика 11 Мякишева Г.Я. и Буховцева Б.Б. Контрольный экзамен проводился во всех группах одновременно, по одним и тем же тестам, составленным независимым экспертом.

• ТаблицаЗ Результаты педагогического эксперимента в 2003-2004 уч. году_

Учебная группа д . В-1 СР-2 ЮР-1 ЮР-2 СР-1 В-2

Средний балл 4,14 3,72 3,5 3,4 3,29 3,22 3,13

Качество знаний 50% 76% 35% 28% '33% 38% 36%

Экспериментальные гр. | Контрольные группы

Результаты контрольного тестирования показали, что во всех экспериментальных группах средний бал выше, чем в контрольных группДанное экзаменационное тестирование оценивалось независимой экзаменационной комиссией, возглавлял которую директор колледжа, к.ф.м.н. H.A. Смаль, что гарантирует достоверность приведенных в таблице 3 результатов. Положительный эффект проведенного педагогического эксперимента наблюдается во всех экспериментальных группах, что свидетельствует о репрезентативности приведенных в таблице 3 результатов.

Для подтверждения легитимности данных результатов экспериментальное исследование было повторено в следующем учебном году (20042005 уч. г.), результаты повторного эксперимента представлены в таблице 4.

Таблица 4

Результаты педагогического эксперимента в 2004-2005 уч. году

^\Группа показатЛ\ СР В-3 В-4 ЮР-2 КБ-] ЮР-1 д

Оценка теста 3,7 3,5 3,4 з,з 3,2 3,2 3,1

Кач-во знаний 52% 45% 35% 26% 35% 16% 21%

Успеваемость 100% 100% 92% 90% 88% 100% 79%

Экспериментальная группа Контрольные группы

Все представленные в таблице 3 и 4 группы колледжа обучались по единой программе, соответствующей гуманитарному профилю обучения в средней школе. Группы формируются из выпускников разных основных школ города Владивостока, поэтому начальный уровень всех групп-участников педагогического эксперимента примерно одинаковый, во всех группах занятия ведут опытные преподаватели университета. Всего в этом эксперименте участвовало 270 человек.

В соответствии с разработанными принципами проектирования вариативного физического образования обучение физике проводилось в профильном 10 Б классе гимназии №1 г. Владивостока (профиль информа-тика+математика) в 2004-2005 уч. году. В качестве итогового контрольного среза анализировались результаты письменного экзамена по физике в конце учебного года. На экзамене учащимся были предложены задачи (10 различных вариантов), уровень которых соответствовал уровню задач централизованного абитуриентского тестирования. Тематика задач соответствовала основным разделам учебника физики за 10 класс средней школы. Экзаменационные работы оценивала независимая комиссия из четырех человек, возглавляла которую завуч школы. Результаты экзамена представлены в таблице 5. Легитимность данных результатов подтверждает успешное участие учеников данного класса в Городской и Краевой физических олимпиадах. Три первые места на Краевой олимпиаде 2005-2006 уч. года принадлежат ученикам данного класса, один из них победитель зональной физической олимпиады, обладатель диплома третьей степени по результатам Российской физической олимпиады.

Таблица 5

Таблица показателей успеваемости и качества знаний учащихся 10Б класса

1 полугодие 2 полугодие экзамен

Успеваемость учащихся 100% 100% . 100%

Качество знаний учащихся 65% 76% 82%

Второе направление экспериментальных исследований связано с разработкой новых дистанционных методик контроля знаний обучающихся.

Задача этого исследования показать эффективность отбора содержания учебного знания на основе его инвариантного анализа для контролирующих компьютерных программ. По второму направлению экспериментального исследования в констатирующей части необходимости не было, поэтому исследование состоит из двух этапов. Первый этап - этап отбора содержания для наполнения компьютерных программ дистанционного контроля успеваемости учащихся при обучении физике, второй этап — анализ результатов разработанного дистанционного контроля с помощью методов математической статистики. Для достоверности результатов использовались разные методы математической обработки статистических данных. '..■;.: ,

Исследования в этом направлении привели к разработке новой обу-чающе-контролирующей компьютерной технологии на базе программы "Кроссворд" для ПК, созданной программистами ТИДОТ ДВГУ. Данная

технология позволяет оценить не только уровень знания обучающихся (по общему или гуманитарному профилю), но и уровень их навыков аналитического мышления.

Данная форма контроля знаний активизирует внимание обучающихся, память, общую грамотность, формирует навыки научного мышления, навыки логически грамотного изложения учебного материала. Статистическая обработка результатов этого направления педагогического эксперимента, с помощью знакового критерия и с помощью метода сравнения двух средних нормальных совокупностей с неизвестными дисперсиями, показала, что между средней оценкой успеваемости учащихся и оценкой по результатам «тестирования» значимых различий нет, что позволяет нам сделать вывод об эффективности отбора содержания для контролирующих компьютерных программ на основе концепции инвариантности.

Педагогический эксперимент позволил показать эффективность конкретных методических решений, методологическим обоснованием которых является концепция относительности и инвариантности в физике.

В заключении подведены общие итоги исследования роли инвариантного подхода к проектированию вариативного обучения физике

Проведенное исследование позволяет нам сделать следующие выводы:

1. Концепция относительности и инвариантности является структурным основанием научного знания. Анализ физического знания на основе концепции относительности и инвариантности позволяет определить иерархию уровней обобщения физического знания

2. Структурный анализ содержания классической физики на основе концепции относительности и инвариантности позволяет сформулировать цели и задачи физического образования на любой его ступени в соответствии с принципами преемственности и целостности всей системы физического образования.

3. Анализ содержания учебного физического знания на основе концепции относительности и инвариантности позволяет значительно активизировать познавательную деятельность учащихся и повысить их интерес к изучению физического знания

Результаты исследования дают нам основание рекомендовать преподавателям физики при проектировании авторских курсов физики ориентироваться на предложенную нами модель системы вариативного обучения физике, при формировании содержания учебного курса физическое знание структурировать по инвариантному принципу. Это позволит систематизировать все физическое знание по единому принципу, раскрывающему общие законы формирования научного знания.

Данная работа наглядно демонстрирует преимущества методологического подхода к решению дидактических задач.

Основное содержание исследования отражено в следующих публикациях:

центральные журналы, рекомендованные ВАК РФ:

1. Ефименко В.Ф., Петрова Т.Н. Концепция инвариантности и относительности, как один из основных критериев верности решений современных задач образования. //Философия образования — 2003, №7, с.36-38 (авт. 70 %).

2. Ефименко В.Ф., Петрова Т.Н. Об основаниях фундаментализации предметного российского образования. //Философия образования — 2005, №2, с.41-45 (авт. 60 %).

сборники научных статей:

3. Ефименко В.Ф., Петрова Т.Н. Проблема обобщения, систематизации и методологического анализа физического знания. //Физика в школе и вузе. Международный сб. научных статей. - С-Петербург, 2004. — 188 — 190 с. (авт. 50 %).

■ материалы и тезисы докладов на научных конференциях: - 4. Ефименко В.Ф., Петрова Т.Н. Формирование основ современного научного мировоззрения при решении задач физического практикума. // Материалы международной научно-методической конференции "Классическое образование" (достижения, проблемы, перспективы). Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1999.-с. 94-95(авт. 50%)..

5. Петрова Т.Н. О роли физического знания в системе естественнонаучного и технического образования. //Материалы международной научно-методической конференции "Классическое образование" (достижения, проблемы, перспективы). Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1999. - с. 199-201.

6. Ефименко В.Ф., Петрова Т.Н. Систематизация научных знаний в процессе изучения физики. //Материалы сессии научного совета по проблемам формирования мировоззрения учащихся средней школы. Москва: Государственный НИИ семьи и воспитания, 1999. - с. 20-22 (авт. 50%).

7. Петрова Т.Н. О методологической роли однородных моделей в классической физике. //Региональная конференция по физике студентов, аспирантов и молодых ученых. Владивосток: Изд-во ДВГУ 1999.-с. 112-113.

8. Петрова Т.Н. О дифференциальных и интегральных формах физических законов. //ХХХХ11 Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция. Материалы конференции, (т.2, фундаментальные и прикладные вопросы физики и математики). Владивосток -1999.-с. 143-145.

9. Морев И.А., Кочедыков Д.А., Петрова Т.Н. Формирование физических понятий у студента с помощью компьютера. // Съезд российских физиков преподавателей "Физическое образование в XXI веке", Москва,

28-30 июня 2000г., МГУ. Тезисы докладов. - М.; Физический факуль-тех МГУ, 2000. - с.234(авт. 30%).

Ю.Ефименко В.Ф., Петрова Т.Н. О роли концепции взаимосвязи инвариантности и относительности в системе физического знания. // Съезд российских физиков-преподавателей "Физическое образование в XXI веке", Москва, 28-30 июня 2000г., МГУ. Тезисы докладов. - М.: Физический факультет МГУ, 2000. - с.145(авт. 60%)..

П.Петрова Т.Н. Инвариантный подход к структурному анализу лекционных курсов. //Региональная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике. Тезисы докладов. - Владивосток, изд-во ДВГУ, 2000. - с. 144.

12.Петрова Т.Н. Из опыта проведения вводных занятий по физическому практикуму. // Материалы Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 300-летию военного, военно-морского и высшего профессионального образования в России. Том 1. - Владивосток, изд-во ТОВМИ, 2000. - с. 96-97.

13.Петрова Т.Н. Теоретико-инвариантный стиль мышления - основа любого профессионального образования. //Второй научно-практический семинар Сборник тезисов докладов. Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2001. - с.28.

14.Петрова Т.Н. Об определении физических понятий в школьном курсе физики. //Сборник материалов 3-й Всероссийской научно-практической конференции"Проблемы современного образования". Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2002. - с.32-33.

15.Петрова Т.Н. Нетрадиционный дистанционный контроль качества знаний обучающихся. //Материалы научно-практического семинара «Перспективные технологии оценки и мониторинга качества в образовании» - Владивосток, 2003. - с.285-287.

16.Ефименко В.Ф., Петрова Т.Н. К вопросу преемственности в системе физического образования. //Материалы ХЬУ1 Всероссийской межвузовской научно-технической конференции, том1, фундаментальные и прикладные вопросы естествознания. Владивосток, изд-во ТОВМИ, 2003. - с.69-71(авт. 60%).

17.Ефименко В.Ф., Петрова Т.Н. О необходимости методологической грамотности педагогов в условиях Стандартизации образования. // Материалы Зональной конференции преподавателей физики, астрономии и технологических дисциплин педагогических ВУЗов Урала, Сибири и Дальнего Востока. Оренбург, 2004,- с. 16-17 (авт. 60%).

На правах рукописи

ПЕТРОВА Татьяна Николаевна

ИНВАРИАНТНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ВАРИАТИВНОГО

ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ

13.00.02 — теория и методика обучения и воспитания (физика в общеобразовательной и высшей школе)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

В авторской редакции Компьютерная верстка автора

Лицензия на издательскую деятельность

Подписано в печать 29.06.2006.

Формат 60x84/16 Усл. печ. л. 1.39, уч-изд. л. 1.43 Тираж 100 экз.

Издательство Дальневосточного университета 690950, г. Владивосток, ул. Октябрьская, 27

Отпечатано на множительной технике ТИДОТ ДВГУ 690950, г. Владивосток, ул. Октябрьская, 27

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Петрова, Татьяна Николаевна, 2006 год

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА К

ВАРИАТИВНОМУ ОБУЧЕНИЮ ФИЗИКЕ.

1.1 ОСОБЕННОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ПОДХОДОВ В КОНСТРУИРОВАНИИ ФИЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

1.2 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ КОНЦЕПЦИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ И ИНВАРИАНТНОСТИ В СИСТЕМЕ ФИЗИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ.

1.3 СТРУКТУРНЫЕ ОТНОШЕНИЯ В СИСТЕМЕ КЛАССИЧЕСКОГО ФИЗИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ.

ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВАРИАТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ.

2.1 МОДЕЛИРОВАНИЕ ВАРИАТИВНОЙ СИСТЕМЫ ФИЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

2.2 КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В УСЛОВИЯХ ВАРИАТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ.

2.3 МЕТОДИЧЕСКИЕ ТРУДНОСТИ В ОРГАНИЗАЦИИ ВАРИАТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ НА ОСНОВЕ ИНВАРИАНТНОГО ПОДХОДА К СОДЕРЖАНИЮ УЧЕБНЫХ КУРСОВ.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ИНВАРИАНТНОГО АНАЛИЗА ФИЗИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ В РЕШЕНИИ ПРАКТИЧЕСКИХ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

3.1 ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.

3.2 ОБУЧАЮЩАЯ ФУНКЦИЯ ИНВАРИАНТНОГО АНАЛИЗА УЧЕБНОГО ФИЗИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ.

3.3 МЕТОДИКА ИНВАРИАНТНОГО ПОДХОДА К СОДЕРЖАНИЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ КОНТРОЛИРУЮЩИХ ПРОГРАММ.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Инвариантный подход к проектированию вариативного обучения физике"

Стратегическими ориентирами развития вариативного содержания образования являются следующие:

- от монопольного учебника к вариативным учебникам;

- от монофункциональных технических средств к информационным технологиям;

- от «чистых» типов общеобразовательных учреждений к смешанным, в которых происходит слияние школы с детским садом, школы с вузом.

Несмотря на то, что переход к вариативному обучению явление достаточно новое для системы российского образования, общим вопросам дидактики вариативного обучения посвящены работы М.С. Бургина, П.И. Пидкасистого, JI.C. Подымого, С.Ф. Полякова и других авторов.

Свобода выбора нормативных документов, право на авторское проектирование учебных курсов накладывают на учителя ответственность за правильность сделанного выбора. В нормативных документах по физическому образованию сегодня представлен широкий спектр авторских программ как для первой, так и второй образовательной ступени, которые разработали известные российские методисты в области физического образования: Н.Е. Ва-жеевская, Н.К. Гладышева, С.В. Громов, Е.М. Гутник, А.Е. Гуревич, Ю.И. Дик, В.А. Касьянов, В.А. Коровин, В.А. Орлов, А.Н. Мансуров, Н.А. Мансуров, Г.Я. Мякишев, Г.Г. Никифоров, И.И. Нурминский, А.В. Перышкин, А.А. Пинский, Н.С. Пурышева, В.Г. Разумовский, Н.М. Шахмаев, Д.Ш. Шодиев, У.Д. Шодиев и другие. Многие учебные программы написаны авторами учебников, для некоторых программ учебника нет, право выбора учебника остается за учителем.

Теоретическим обоснованием любого конкретного метода обучения являются его методологические основы. Вопросам методологии педагогики посвящены работы В.В. Краеского, И.Я. Лернера, П.И. Пидкасистого, В.А. Скаткина и других. В работах данных авторов разработаны общие дидактические требования, принципы, критерии проектирования учебных курсов. При проектировании учебных предметных курсов необходимо учитывать законы формирования данного предметного знания. Вопросам методологии физического знания посвящены работы В.И. Арнольда, Г. Вейля, В.Ф. Ефименко, А. Пуанкаре, Н.Ф. Овчинникова, В.П. Визгина, В.А. Фока и многих других авторов.

При переходе к вариативной системе физического образования, ориентированного на развитие индивидуальных способностей каждого ученика, особенно остро стоит проблема обоснованного отбора содержания учебных курсов, решение которой должно начинаться с определения иерархии структурных уровней организации учебного физического знания. Современные нормативные документы и научные разработки по методике обучения физике ответа на этот вопрос не дают.

Все вышесказанное позволило нам увидеть противоречие, сформировавшееся в процессе перехода от унитарной системы образования к вариативной. Это противоречие между свободой выбора каждым учителем учебной программы и методологическим обоснованием этого выбора, гарантирующим эффективность педагогического решения. Данное противоречие обозначило проблему определения структурных уровней организации содержания учебного физического знания. Авторские учебные курсы вариативного обучения физике на разных образовательных ступенях должны соответствовать и основным дидактическим принципам (принцип системности и последовательности в овладении учащимися предметными знания, принцип целостности и единства дидактического процесса, принцип научности содержания и методов обучения, принцип наглядности, единства конкретного и абстрактного, принцип доступности обучения, принцип единства образовательной, развивающей и воспитательной функций обучения и др.), и законам формирования предметного знания, которые соответствуют законам познания.

Структуроопределяющей концепцией в методологии науки является концепция инвариантности и относительности, первоначально сформировавшаяся в системе физического знания. В научных работах по методике преподавания физики к этой концепции обращаются многие авторы - С.В. Бубликов, Е.И. Бутиков, А.С.Кондратьев, И.В. Савельев, Д.В. Сивухин, JI.B.

Тарасов, Р. Фейнман и другие, но ее методологическая роль в проектировании учебных курсов физики остается нераскрытой. Все вышесказанное определило тему данного исследования - показать структуроопределяющую роль инвариантного анализа физического знания в проектировании вариативных учебных курсов физики.

Цель данного исследования - разработать научно-методические основания проектирования вариативного обучения физике, обеспечивающие реализацию основных дидактических принципов.

Объектом исследования является содержание общего физического образования (первая, вторая, третья ступень).

Предмет исследования - структурные уровни организации учебного физического знания.

Тема и цель исследования определили задачи исследования

4 - показать дидактическую роль инвариантного анализа содержания учебных курсов физики в решении современных педагогических задач. Гипотеза исследования - при переходе к вариативному обучению физике авторские программы и содержание учебников физики будут соответствовать основным дидактическим требованиям, если при их составлении авторы будут следовать уровням обобщения физического знания и соблюдать соответствующую этим уровням иерархию физических инвариантов, определяющих существенное в системе физического знания на каждом этапе его изучения.

Методологическую основу исследования составили законы развития научного, учебного знания, методологические принципы физики, методологические принципы педагогики, идеи личностно ориентированного образо-* вания, идеи развивающего образования, исследования по теории и практике физического образования.

- изучение и анализ методологической, методической, педагогической литературы;

- изучение и анализ основных нормативных документов по вопросам образования;

- анализ традиционных методик проведения различных форм физического обучения;

- моделирование вариативной системы физического образования с определением уровня физического знания по каждой ее ступени и профилю;

- проектирование и моделирование учебного процесса для разных про-щ фильных классов;

- статистическая обработка и анализ результатов педагогического эксперимента;

- анализ экзаменационных и олимпиадных работ учащихся по физике.

Научная новизна исследования состоит в том, что

- дано определение уровней физического учебного знания;

Практическая значимость исследования состоит в том, что инвариантный анализ содержания учебных курсов позволяет проектировать авторские учебные курсы физики в соответствии с основными дидактическими требованиями, позволяет перейти от фактологического изложения физики к изложению, раскрывающему общие законы формирования научного знания, что повышает интерес учащихся к изучению физики, раскрывает генезис физического знания, формируя общие методы познания. Результаты исследования нашли свое продолжение в работах других исследователей вопросов методики преподавания физики.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются комплексным анализом различных концепций и подходов к изучаемой проблеме; применением разнообразных взаимодополняющих методов исследования, адекватных цели, задачам и логике исследования, валид-ностью используемых методик, повторяемостью положительных результатов экспериментальных исследований при изменении педагогических условий, высокими показателями успеваемости в экспериментальных группах.

На защиту выносятся следующие положения: 1. проведенный анализ системы классического физического знания на основе концепции инвариантности и относительности позволил определить иерархию структурных уровней учебного физического знания;

Апробация результатов исследования. По результатам исследования опубликовано 23 печатных работы, общим объемом 3.1 печатных листов, в том числе в журнале «Философия образования», рекомендованном ВАК РФ. Основные положения и результаты исследования были получены лично автором, их обсуждение проводилось на научных семинарах кафедры общей физики Дальневосточного государственного университета, на собрании Приморского отделения Объединенного физического общества Российской Федерации. Основные идеи обсуждались на международной научно-практической конференции «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов» (Челябинск, 1995 г.), на сессии научного совета по проблемам формирования мировоззрения учащих* ся (Москва, Государственный НИИ семьи и воспитания, 1999 г.), на научно-практических конференциях и семинарах «Проблемы современного образования» (Владивосток, ДВГУ, 2001, 2002 г.г.), на съезде Российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке» (Москва, МГУ, 2000 г.), на Международных конференциях «Физика в системе современного образования» (С-Петербург, 2000 г., Ярославль, 2001 г.) Всероссийских межвузовских научно-практических конференциях (Владивосток, ТОВМИ, 1999, 2000, 2003 г.г), на международной научно-методической конференции «Классическое образование» (Владивосток, 1999 г.), на международном конгрессе «Образование и наука в XXI веке» (Новосибирск, 2003 г.), на зональной конференции преподавателей физики, астрономии и технологических дисциплин педагогических вузов Урала, Сибири и Дальнего Востока (Оренбург, 2004 г.).

На втором этапе (1998-2000 гг.) разрабатывались основные положения инвариантного анализа содержания учебного физического знания, определялись его структурные уровни, разрабатывалась модель вариативного физического образования.

На третьем этапе (2000-2004 гг.) проводилось экспериментальное исследование эффективности инвариантного подхода к проектированию вариативных курсов физики, разрабатывались принципы отбора содержания физического образования для традиционной организации процесса обучения физике и в инновационных информационных технологиях.

На четвертом этапе (2004-2005 гг.) уточнялись научно-методические положения, результаты исследования внедрялись в педагогическую практику.

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

выводы:

Проведенное в ходе работы над диссертацией исследование методологической и дидактической роли концепции относительности и инвариантности

124 в обучении физике позволяет нам рекомендовать преподавателям физики при проектировании вариативного обучения физике, при формировании содержания учебного курса физики на любой образовательной ступени по любому V образовательному профилю анализировать содержание физического знания с инвариантных позиций. Предложенная нами модель вариативного обучения физики поможет каждому учителю однозначно определить уровень физического знания по выбранному профилю. Это позволит систематизировать все физическое знание по единому принципу, раскрывающему познавательную роль физического знания в общей системе российского образования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ программно-методических материалов по физике, учебной литературы, методических разработок, научно-методической литературы показал, что в теории и методике обучения физике не определен однозначно уровень физического знания по разным образовательным ступеням общего физического образования. Переход к системе вариативного обучения физике в данных условиях может привести к нарушению основных дидактических принципов - принципа системности и последовательности в овладении учащимися предметными знаниями, принципа целостности и единства дидактического процесса, принципа научности содержания и методов обучения, принципа наглядности, единства конкретного и абстрактного, принципа доступности обучения.

Данная обозначенная нами проблема определила цель исследования -разработать научно-методические основания проектирования вариативного обучения физике, которые обеспечивали бы реализацию основных дидактических принципов в реальном учебном процессе. В ходе исследования нами был решен ряд задач.

1. В первой главе данной работы дано методологическое обоснование системного подхода к вариативному физическому образованию. Так как, в соответствии с законами методологии, концепция относительности и инвариантности является структуроопределяющей в системе научного знания, нами была выстроена иерархия физических инвариантов, определяющая содержание физического знания на каждой ступени его обобщения. Учитывая что в основе общего физического образования лежат эмпирические законы классической физики, нами определена схема формирования физического знания данного уровня, определяющая общие закономерности, независимо от круга рассматриваемых вопросов. Данная схема позволила нам конкретизировать роль однородных физических моделей в системе физического знания как необходимый шаг (действие) при переходе от знания фактологического к знанию теоретическому.

2. Анализ физического знания по инвариантному признаку позволил нам определить уровень физического знания на каждой образовательной ступени общего физического образования и разработать модель вариативного физического образования, гарантирующую соблюдение принципов целостности и системности при авторском планировании учебных курсов физики (глава 2). Разработанная модель системы физического образования позволила показать негативные последствия перехода к вариативному обучению физике для обучающихся. В выигрышном положении после окончания средней общеобразовательной школы оказываются выпускники, получившие самое полное школьное физическое образование.

3. Определяя уровень физического знания по основным образовательным профилям, представленным в модели системы общего физического образования, мы руководствовались, прежде всего, принципом системности, соблюдение которого гарантирует соблюдение иерархии физических инвариантов, определяющей последовательность перехода от одного уровня общности физического знания к другому, при проектировании вариативного обучения физики. Так как все дидактические принципы взаимосвязаны между собой, то выполнение одного принципа формирует основания для другого, что показано в работе на примере инвариантного анализа конкретного физического знания.

Эффективность предложенного инвариантного подхода к проектированию вариативного обучения физике подтвердили результаты педагогического эксперимента. По предложенной методике отбора учебного знания на основе концепции инвариантности и относительности проектировались учебные курсы для гуманитарных групп колледжа ДВГУ и для математического класса Владивостокской гимназии № 1. Не зависимо от профиля обучения учащихся и выбранного за основу при построении учебной программы учебника физики, общий уровень физических знаний учащихся и их качество в экспериментальных группах выше, чем в контрольных группах.

Второе направление педагогического эксперимента показало эффективность инвариантного анализа учебного физического знания при отборе содержания для программ дистанционного контроля знаний учащихся.

Проведенное исследование подтвердило правомерность выдвинутой в диссертации гипотезы о том, что концепция инвариантности и относительности в системе физического знания является методологическим основанием, гарантирующим соблюдение основных дидактических требований к учебным курсам физики, при проектировании вариативного обучения физике.

Проведенное исследование позволяет нам сделать следующие

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Петрова, Татьяна Николаевна, Владивосток

1. Аванесов, В. С. Современные методы обучения и контроля знаний : учеб. пособие для профессорско-препод. состава вузов / В. С. Аванесов. - М., 1998. - 103 с.

2. Александров, П. С. Введение в теорию групп / П. С. Александров. М. : Наука, 1980. - 144 с. - (Б-чка "Квант"; вып. 7).

3. Арнольд, В. И. Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук первые шаги математического анализа и теории катастроф, от эвольвент до квазикристаллов / В. И. Арнольд. - М. : Наука, 1989. - 96 с. - (Современная математика для студентов).

4. Арташкина, Т. А. Проблема целей обучения в высшей школе / Т. А. Арташкина. Владивосток : изд-во Дальневост. ун-та, 1994. - 176 с.

5. Архангельский, С. И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы / С. И. Архангельский. М. : Высш. шк., 1980.-368 с.

6. Брагинский, В. Б. Удивительная гравитация (или как измеряют кривизну мира) / В. Б. Брагинский, А. Г. Полнарев. М.: Наука. - 1985. - 160 с. - (Б-чка «Квант»; вып. 39.)

7. Бубликов, С. В. Методологические основы решения физических задач : программа фак-та спецкурса для полной средней школы / С. В. Бубликов. СПб.: Образование, 1996. - 16 с.

8. Бугаев, А. И. Методика преподавания физики в средней школе / А. И. Бугаев. М.: Просвещение, 1981. - 288 с.

9. Ю.Бутиков, Е. И. Физика учеб. пособие : в 3 кн. Кн. 1. Механика / Е. И. Бутиков, А. С. Кондратьев. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2000. - 352 с.

10. П.Ван дер Варден, Б. А. Алгебра / Б. А. Ван дер Варден. М.: Наука, 1979. -623 с.

11. Вейль, Г. Симметрия / Г. Вейль. М.: Наука.

12. Вейль, Г. Математическое мышление / Г. Вейль. М. : Наука, 1989. - 400 с.

13. Веселовский, И. Н. Очерки по истории теоретической механики / И. Н. Веселовский. М.: Высш. шк., 1974. - 134 с.

14. Вигнер, Е. Этюды о симметрии / Е. Вигнер. М.: Мир, 1971. - 318 с.

15. Волошинов, А. В. Математика и искусство / А. В. Волошинов. М. : Просвещение, 1992. - 335 с.

16. Волковыский, Р. Ю. Определение физических понятий и величин / Р. Ю. Волковыский. М.: Просвещение, 1976. - 48 с.

17. Гальперин, П. Я. Развитие исследований по формированию умственных действий // Психологическая наука в СССР. М., 1959. - Т. 1. - С. 450495.

18. Гиндикин, С. Г. Рассказы о физиках и математиках / С. Г. Гиндикин. М.: Наука, 1982. - 190 с. - (Б-чка "Квант"; вып. 14).

19. Гладун, А. Д. Физический эксперимент в курсе общей физики. // Современный физический практикум : сб. тезисов докл. IV учеб.-методической конф. стран содружества. Челябинск; М. : изд. дом Моск. Физического о-ва, 1997. - С. 33-34.

20. Гмурман, В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике / В. Е. Гмурман. М. : Высшая школа, 1979. -400 с.

21. Голин, Г. М. Классики физической науки : справ, пособие / Г. М. Голин, С. Р. Филонович. М.: Высш. шк., 1989. - 576 с.

22. Лабораторные занятия по физике / JI. JI. Гольдин и др.. М. : Наука, 1983.-704 с.

23. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования второго поколения Электронный ресурс. Режим доступа : http//www.informika.ru

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

25. Дусавицкий, А. К. Дважды два=икс? / А. К. Дусавицкий. М. : Знание, 1985.-208 с.

26. Демкович, В. П. Сборник задач по физике / В. П. Демкович, JL П. Демко-вич. М.: Просвещение, 1981. - 206 с.

27. Ефименко, В. Ф. Методологические вопросы школьного курса физики / В. Ф. Ефименко. М.: Педагогика, 1976. - 154 с.

28. Ефименко, В. Ф. Эволюция концепции относительности // Методологические проблемы преподавания физики. Владивосток : изд-во Дальневост. ун-та, 1984.-С. 21-31.

29. Ефименко, В. Ф. Физическая картина мира и мировоззрение / В. Ф. Ефименко. Владивосток : изд-во Дальневост. ун-та, 1997. - 158 с.

30. Ефименко, В. Ф. Методологические проблемы взаимосвязи относительности и инвариантности в физике / В. Ф. Ефименко, Т. Н. Пащенко // Физика. Методология. Мировоззрение. Владивосток : изд-во Дальневост. унта, 1985-С. 83-89.

31. Ефименко, В. Ф. Фундаментальные физические константы в научной картине мира / В. Ф. Ефименко, Т. Н. Пащенко // Актуальные проблемы преподавания физики : сб. науч. тр. Владивосток : изд-во Дальневост. ун-та, 1991.-С. 61-69.

32. Л.: Наука, 1974. 108 с. 35.Зельдович, Я. Б. Драма идей в познании природы / Я. Б. Зельдович, М. Ю. ^ Хлопов. - М.: Наука, 1988. - 239 с. - (Б-чка «Квант»; вып. 67).

33. Зб.Зимняя, И. А. Педагогическая психология / И. А. Зимняя. М. : Логос, 1999. - 384 с.

34. Карасова, И. С. Проблемы взаимосвязи содержательной и процессуальной сторон обучения при изучении фундаментальных физических теорий в школе : автореф. дисс. на соискание ученой степени доктора пед. наук / И. С. Карасова. Челябинск, 1997. - 37 с.

35. Касьянов, В. А. Физика 10 / В. А. Касьянов. М.: Дрофа, 2002. - 416 с.

36. Касьянов, В. А. Физика 11 / В. А. Касьянов. М.: Дрофа, 2002. - 416 с.

37. Кикоин, И. К. Физика : учебник для 8 класса / И. К. Кикоин, А. К. Кикоин. М.: Просвещение, 1979. - 224 с.

38. Кикоин, И. К. Физика : учебник для 9 кл. общеобразоват. учрежд. / И. К. Кикоин, А. К. Кикоин. 6-е изд. - М.: Просвещение, 1998. -191 с.

39. Кобушкин, В. К. Минимальная физика : пособие для учащихся физ.-мат. школ / В. К. Кобушкин. Л.: изд-во Ленингр. ун-та, 1970. - 215 с.

40. Клещева, Н. А. Антропологические тенденции в современном высшем образовании // ХХХХ11 Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция : материалы конф. Владивосток : ТОВМИ, 1999. - Т 11.-С. 86-87.

41. Колмогоров, А. Н. Математика наука и профессия / А. Н. Колмогоров. -М.: Наука, 1988. - 288 с. - (Б-чка "Квант"; вып. 64).

42. Концепция модернизации российского образования до 2010 года.

43. Кострикин, А. И. Введение в алгебру / А. И. Кострикин. М.: Наука, 1977. -495 с.

44. Кузнецов, Б. Г. История философии для физиков и математиков / Б. Г. Кузнецов. М.: Наука, 1974. - 350 с.

45. Кун, Т. Структура научных революций / Т. Кун. М. : Прогресс, 1977. -320 с.

46. Лебедев, С. А. Индукция как метод научного познания / С. А. Лебедев. -М.: изд-во Моск. ун-та, 1980. 192 с.

47. Леднев, В. С. Содержание образования / В. С. Леднев. М. : Высш. шк., 1989.-360 с.51 .Матвеев, А. Н. Механика и теория относительности / А. Н. Матвеев. М. : Высш. шк., 1986.-415 с.

48. Матвеев, А. Н. Электричество и магнетизм / А. Н. Матвеев. М. : Высш. шк., 1983.-463 с.

49. Матвиевская, Г. П. Рене Декарт / Г. П. Матвиевская. М. : Наука, 1976. -271 с.

50. Методика преподавания физики в средней школе. Частные вопросы : учеб. пособие для студентов пед. ин-в по физ-мат. спец. / С. В. Анофрикова и др.; ред. С. Е. Каменецкий, Л. А. Иванова. М.: Просвещение, 1987. - 336 с.

51. Методологические принципы физики : история и современность / ред. Б. М. Кедров, Н. Ф. Овчинников. М.: Наука, 1975. - 512 с.

52. Мигдал, А. Б. Как рождаются физические теории / А. Б. Мигдал. М. : Педагогика, 1984. - 128 с.

53. Мусин, А. К. Методологические функции математического аппарата в физике / Физика. Методология. Мировоззрение : межвуз. тем. сб. Владивосток : изд-во Дальневост. ун-та, 1985.

54. Мякишев, Г. Я. Физика : учебник для 10 кл. общеобразоват. учр. / Г. Я. Мякишев, Б Б. Буховцев, Н. Н. Сотский. 9-е изд. - М. : Просвещение, 2001.-336 с.

55. Мякишев, Г. Я. Физика 11 / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев. 10-е изд. - М. : Просвещение, 2002. - 336 с.

56. Научное и методическое обеспечение системы дистанционного образования // Материалы междунар. конф. Томск, 2000. - 163 с.

57. Национальная доктрина образования, 2000.

58. Николов, Н. Звездочеты древности / Н. Николов, В. Харлампиев. М. : Мир, 1991.- 293 с.

59. Ньютон, И. Математические начала натуральной философии / И. Ньютон. -М.: Наука, 1989.-688 с.64.0бразованный ученый / пер. с англ. А. В. Митрофанова. М. : Наука, 1979.-160 с.65.0рир, Дж. Физика : в 2-х т. / Дж. Орир. М.: Мир, 1981. - 622 с.

60. Педагогика : учебник для студентов пед. вузов и пед. колледжей / ред. П. И. Пидкасистый. М.: Педагогическое общество России, 2002. - 608 с.

61. Перетурин, А. Ф. О единстве и различии постоянных, инвариантных и сохраняющихся величин в физике / А. Ф. Перетурин. М. : Знание, 1969. -32 с.

62. Пойа, Д. Математическое открытие / Д. Пойа. М.: Наука, 1976. - 448 с.

63. Портис, А. Физическая лаборатория / А. Портис. М. : Наука, 1972. - 319 с.

64. Принципы соответствия. Историко-методологический анализ / ред. Б. М. Кедров, Н. Ф. Овчинников. М.: Наука, 1979. - 317 с.

65. Программы дисциплин по типовым учебным планам // Специальности : 01.04; 01.05; 01.06 и т.д. для гос. ун-тов. М. : изд-во Моск. ун-та, 1990.96 с.

66. Программно-методические материалы. Физика. 7-11 классы/ сост. В.А. Коровин, Ю.И. Дик. 2-е изд. - М.: Дрофа, 1999. - 224 с.

67. Программно-методические материалы. Физика. 7-11 классы / сост. В.А. Коровин М.: Дрофа, 2001. -160 с.

68. Программы для общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. 7-11 кл. / сост. Ю. И. Дик, В. А. Коровин. 3-е изд., стереотип. - М. : Дрофа, 2002.-256 с.

69. Пуанкаре, А. О науке / А. Пуанкаре. М.: Наука, 1983. - 559 с.

70. Пурышева, Н. С. Концепция курса физики основной школы. / Н. С. Пу-рышева, Н. Е. Важеевская // Физическое образование в вузах. 1999. - Т. 5, № 4. - С. 75-83.

71. Пустыльник, И. Г. Дидактический аспект принципа соответствия / Физика. Методология. Мировоззрение : межвуз. тем. сб. Владивосток : изд-во Дальневост. ун-та, 1985. - С. 76-83.

72. Пустильник, И. Г. Теоретические основы формирования научных понятий у учащихся : дисс. на соиск. ученой степени доктора пед. наук / И. Г. Пус-тильник. Екатеринбург, 1997. - 58 с.

73. Пятая Соросовская олимпиада школьников 1998-1999. М. : МЦНМО, 1999.-512 с.

74. Румшиский, JI. 3. Математическая обработка результатов эксперимента / Л. 3. Румшиский. М.: Наука, 1971.-192 с.

75. Рымкевич, А. П. Сборник задач по физике / А. П. Рымкевич. М. : Просвещение, 1994.-224 с.

76. Савельев, И. В. Курс общей физики. Механика. Молекулярная физика / И. В. Савельев. М.: Наука, 1986. - 432 с.

77. Савельев, И. В. Сборник вопросов и задач по общей физике / И. В. Савельев. М.: Наука, 1988. - 271 с.

78. Сенашко, В. Естественнонаучное образование в высшей школе / В. Се-нашко, Н. Сенаторова // Высшее образование в России. 2001. - № 2. - С. 3-9.

79. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Механика / Д. В. Сивухин. М.: Наука, 1979.-519 с.

80. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. Т. 2 / Д. В. Сивухин. М.: Наука, 1975. - 552 с.

81. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Оптика / Д. В. Сивухин. М. : Наука,1. Р 1980.-751 с.

82. Скаткин, М. Н. Классическая дидактика средней школы / М. Н. Скаткин. -М.: Просвещение, 1982.-319 с.

83. Спасский, Б. И. Физика в ее развитии / Б. И. Спасский. М. : Просвещение, 1979. - 208 с.

84. Спирин, Г. Г. Сколько физики нужно студенту технического вуза? // Физическое образование в вузах. 2001. - Т. 7, № 1. - С. 5-9.

85. Степин, В. С. Теоретическое знание / В. С. Степин. М. : Прогресс-Традиция, 2000. - 744 с.

86. Суханов, А. Д. Концептуальная структура современной физики в свете открытия Планка / А. Д. Суханов, О. Н. Голубев // Физическое образование в вузах. 2001.-Т 7, № 1.-С. 16-28.

87. Съезд российских физиков-преподавателей "Физическое образование в XXI веке" : тез. докл. М.: Физический факультет МГУ, 2000. - 426 с.

88. Талызина, Н. Ф. Управление процессом усвоения знаний / Н. Ф. Талызина. М.: изд-во Моск. ун-та, 1984. - 342 с.

89. Тарасов, JL В. Современная физика в средней школе / JI. В. Тарасов. М.:1. Просвещение, 1990. 288 с.

90. Теоретические основы содержания общего среднего образования / ред. В. В. Краевский, И. Я. Лернер. М.: Педагогика, 1983. - 352 с.

91. Тюлина, И. А. История и методология механики / И. А. Тюлин. М. : изд-во Моск. ун-та, 1979. - 282 с.

92. Фейнман, Р. Характер физических законов / Р. Фейнман. М. : Мир, 1968.-232 с.

93. Физика : учеб. пособие для 10 кл. школ и классов с углубл. изуч. физики / ред. А. А. Пинский. М.: Просвещение, 1993 .-416с.

94. Физика : учебник для 11 кл. школ и классов с углубл. изуч. физики / ред. А. А. Пинский. М.: Просвещение, 1998. - 432 с.

95. Физика и астрономия : учебник для 7 кл. общеобразоват. учреждений / Р А. А. Пинский и др.. М.: Просвещение, 1999. - 215 с.

96. Физика и астрономия : учебник для 9 кл. общеобразоват. учреждений / А. А. Пинский и др.. М.: Просвещение, 1999. - 303 с.

97. Физический энциклопедический словарь / ред. А. М. Прохоров. М. : Сов. энциклопедия, 1983. - 928 с.

98. Филонович, С. П. Самая большая скорость / С. П. Филонович; ред. Фабрикант. М.: Наука, 1983. - 176 с. - (Б-чка "Квант"; вып. 27).

99. Философский энциклопедический словарь. М. : Сов. энциклопедия, 1983. - 840 с.

100. Фирсов, В. В. К концепции проекта стандарта // Математика в школе. -1998.-№3.-С. 2-9.

101. Фок, В. А. Теория Эйнштейна и физическая относительность / В. А. Фок. М.: Знание, 1967. - 47 с.

102. Фредерике, В. К. Общий принцип относительности Эйнштейна // УФН. 1999. - Т. 169, № 12. - С. 1339-1350.111. . Введение в философию : учебник для вузов. Ч. 2 / И. Т. Фролов и др.. М.: Политиздат, 1989. - 639 с.

103. Хорошавин, С. А. Преподавание физики в XX веке и журнал «Физика в школе» // Физика в школе. 2000. - № 1. - С. 3-9.

104. Шахмаев, Н. М. Физика 9 / Н. М. Шахмаев, С. Н. Шахмаев, Д. Ш. Шо-диев. М.: Просвещение, 1995. - 240 с.

105. Шилов, В. Ф. Проблемы и перспективы фронтального лабораторного эксперимента // Физика в школе. 2000. - № 4. - С. 45-50.

106. Шишов, В. С. Мониторинг качества образования в школе / В. С. Ши-шов, В. А. Кальней. М.: Педагогическое общество России, 1999. - 354 с.

107. Шмутцер, Э. Теория относительности современное представление / Э.

108. Шмутцер. М.: Мир, 1981.-232 с.

109. Шубников, А. В. Симметрия в науке и искусстве / А. В. Шубников, В. А. Копцик. М.: Наука, 1972. - 339 с.

110. Щедровицкий, Г. Система педагогических исследований // Педагогика и логика. М.: Косталь, 1993. - С. 5-221.

111. Эйнштейн, А. Собрание научных трудов. Т. 2 / А. Эйнштейн. М. : Наука, 1966. - 879 с.

112. Экспериментальная психология. Вып. IV / ред.-сост. П. Фресс, Ж. Пиаже. М.: Прогресс, 1978. - 301 с.

113. Результаты констатирующего этапа педагогического экспериментаобучающая функция инвариантного анализа физического знания) В таблице показано число студентов, давших правильный ответ на приведенные ниже вопросы.

114. Сформулируйте закон Гука и границы его применимости.

115. Чем обусловлены две формы записи закона Гука?

116. Какая величина определяет упругие свойства данного образца, ответ обоснуйте?

117. Можно ли по коэффициенту жесткости сравнивать упругие свойства разных материалов, ответ обоснуйте?

118. Поясните физический смысл абсолютного и относительного удлиненияобразца при деформации растяжения.группа 1 вопрос 2 вопрос 3 вопрос 4 вопрос 5 вопрос116 (ИФИТ), 13 студентов 8 1 7 5 6

119. ПЗ(ИФИТ) 10 студентов 5 2 5 4 5114(ИФИТ) 9 студентов 8 1 7 4 4112(ИФИТ) 18 студентов 23 1 10 10 15015 (ИХПЭ) 20 студентов 20 0 10 8 И012 (ИХПЭ) 18 студентов 16 0 10 8 16

120. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ ТАБЛИЦЫ 15 МЕТОДОМ СРАВНЕНИЯ ДВУХ СРЕДНИХ НОРМАЛЬНЫХ ГЕНЕРАЛЬНЫХ СОВОКУПНОСТЕЙ С НЕИЗВЕСТНЫМИ ДИСПЕРСИЯМИ

121. Число заниженных зачетных оценок по сравнению со средней текущей Z(+)=10, число завышенных зачетных оценок по сравнению со средней текущей Z(-)=6; Edj=4; dcp= 4/29=0.13; Zdj2=16; Sd=0.743; Тнабл=0.94. 1998-1999 уч.г.

122. Число заниженных зачетных оценок по сравнению со средней текущей Z(+)=4, число завышенных зачетных оценок по сравнению со средней текущей Z(-)=3; Idj=l; dcp= 1/11=0.091; Id2=7; Sd=0.78; Тнабл=0.38. 1999-2000 уч.г.

123. Число заниженных зачетных оценок по сравнению со средней текущей Z(+)=7, число завышенных зачетных оценок по сравнению со средней текущей Z(-)=5; Idi=2; dcp= 2/21=0.095; Ld2=12; Sd=0.436; Тнабл=0.99.

124. Критические точки распределения Стыодента (k=n-l)

125. Число степеней свободы к Уровень значимости й (двусторонняя критическая область)010 0.05 0.02 0.01 0.002 0.00110 1.81 2.23 2.76 3.17 4.14 4.5920 1.73 2.09 2.53 2.85 3.55 3.8528 1.7 2.05 2.46 2.76 3.40 3.66

126. Из таблицы видно, что нулевая гипотеза Н0., что результаты оценивания уровня знаний учащихся двумя способами (итоговый и компьютерный) отличаются незначимо, принимается на всех приведенных в таблице уровнях значимости.

127. Средняя оценка 4,72 3,3 3,87 0

128. Программа по физике для групп гуманитарного профиля обучения вколледже ДВГУ.1 курс обучения (соответствует 10-му классу средней общеобразовательной школы).1 семестр 62 часа, 2 семестр - 62 часа. Пояснительная записка.

129. Требования к уровню подготовки учеников

130. Владеть основными понятиями и законами физики:- знать структурные уровни определения физических понятий;- уметь преобразовывать физические законы, изменяя условия их применения, знать структурные уровни физических законов.

131. Кинематика (10 час): основные характеристики механического движения, кинематика равномерного, равноускоренного движения, свободное падение, кинематика равномерного вращения, относительность механического движения.

132. Динамика (4 час): принцип относительности Галилея, инерциальные системы отсчета, законы Ньютона.

133. Макропараметры идеального газа (2 час): давление, температура, объем.

134. Уравнение состояния идеального газа (2 ч.)

135. Начала термодинамики(4 часа). Электродинамика.

136. Навыки проведения научного эксперимента, обработки результатов научного эксперимента формируются при выполнении двух лабораторных работ (4 часа).1. АВТОРСКАЯ ПРОГРАММА

137. Программа по физике для классов математического профиля обученияво Владивостокской гимназии №1.10 класс, 68 часов. Пояснительная записка.

138. Требования к уровню подготовки учеников

139. Владеть основными понятиями и законами физики:a. знать структурные уровни определения физических понятий;b. уметь преобразовывать физические законы, изменяя условия их применения, знать структурные уровни физических законов.

140. Уметь применять физические законы к решению физических задач и уметь трактовать результаты лабораторных работ в соответствии с конкретными физическими законами.1. Содержание программы

141. Экспериментальный характер физических законов. Физические величины иединицы их измерения. 1 час.1. Механика

142. Кинематика (10 час): основные характеристики механического движения, кинематика равномерного, равноускоренного движения, свободное падение, кинематика равномерного вращения, относительность механического движения.

143. Динамика (4 час): принцип относительности Галилея, инерциальные системы отсчета, законы Ньютона.

144. Механические колебания (5 час) кинематика, динамика колебаний.

145. Механические волны(2 час): продольные и попречные механические волны, уравнение механической волны, звук.

146. Молекулярная физика. Термодинамика.

147. Макропараметры идеального газа (2 час): давление, температура, объем.

148. Уравнение состояния идеального газа (3 ч.)

149. Начала термодинамики(8 часа). Электродинамика.

150. Навыки проведения научного эксперимента, обработки результатов научного эксперимента формируются при выполнении двух лабораторных работ (по одной в каждом полугодии).