автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Концепция физического поля в курсе физики средней школы

Автореферат диссертации по теме "Концепция физического поля в курсе физики средней школы"

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 53 (07)

ИХТОНОВ Владимир Сергеевич КОНЦЕПЦИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ПОЛЯ В КУРСК ФИЗИКИ СРЕДНЕЙ школы

13.00.02 - методика преподавания физики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени . кандидата педагогических наук

Челябинск - 1991

Работа выполнена в Дальневосточном государственном университете

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее учреждение

- доктор педагогических наук,про{«ссор В.Ф.Ефлменко

- доктор физикхьматемати-ческих на/к,профессор М.С.Свдрскяй

- кандидат педагогических наук,профессор И.Г.Пустильник

- Курганский государственный педагогический институт

Защита состоится * 15 " дндчря - 1992 г. в 15 час. на заседании специализированного совета К 113.13.03 по присуждению ученой степени кандидата педагогических наук при Челябинском государственном педагогическом институте / 454080, г, Челябинск,просп. В.ИДвнина, 69, ауд. 429 /.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки института.

. г—

Автореферат разослан 199/. г. Ученый секретарь

специализированного советаЧз^*^'"^' В.Д,Хомутский

ОШАЯ ХАРАКТЗРИСБКА РАЕОТИ

Перед советской школой.стоит ряд важнейших задач,решение которых требует новых эффективных форм организации учебного процесса, уточнения содержания учебного материала,обобщена и систематизация его посредством основополагающих идей современного научного знания.

В постановлениях Совета Министров СССР ( 1984 г, и др.) касающихся дальнейшего совершенствования общего среднего образования молодежи и улучшения условий работа общеобразовательных школ говорятся о необходимости пересмотра содержания учебных программ и учебников,обеспечения четкого и ясного изложения основных понятий и идей есте-ственянх и ойчественннх наук,раскрывающих законы развития природы и общества с учетом современных достижений науки и техники, устранения перегрузки учащихся,усложненности учебного материала, дублирования и формализма,о необходимости усиления связи преподавания естественных и гуманитарных дисциплин с жизнью,добиваясь того .чтобы оно лучше помогало молода.? лэдям постигать окруяаашиЯ мир. Это в полной мере относится к задаче совершенствования курса физики.

Одним из недостатков преподавания физики является то,что в нем слабо отражены важнейшие идея современной теории физических полей,не до конца разработана методика формирования представлений о материальности полеД и их структурном многообразия,не всегда раскрываются методологические основы и функции концепции физического поля.

Действенным средством решения задач повышения научно-методологического уровня преподавания каждого предмета,устранения перегрузки учащихся,усиления мировоззренческой направленности учебного процесса,обеспечения преемственности школьного и вузовского курса физики является научно-обоснованный отбор,обобщение.систематизация, методологический анализ и синтез изучаемого материала.

Погашении ннучко-методологяческого уровня курса физики способствует решение задач фундачентализации образования и группировка учебного материала на основе идеи генерализации физических знании. Реализация этоЗ идеи позволяет провести научно обоснованней отбор учебного патепиата,освободить курс физики от второстепенен*

вопросов,а учащихся от необходимости запоминать слишком большое количество фактов.

Концептуальный аппаратом решения этой проблемы является концепция единства физической картины мира (ФКМ) .

В действувдих учебниках физика учебный материал группируется вокруг основных физических теорий,которые выделены в соответствии с классификацией В.Гейзенберга по усложняющимся формам,;, движения материи : механика,молекулярная физики.электродинамика,квантовая теория. Такое расположение материалам одной стороны,способствует усилению роли теорий в обучении физики,а о другой стороны соответствует все же в большей степени эмпирическому подходу к обучению.

Одной из других стержневых идей курса является учение о строении материи. На первой ступени обучения учащиеся получают начальные представления о вещественном и полевом видах материи,на второй ступени эти представления определенным образом углубляются и расширяются.

Понятие физического поля является одним из наиболее фундаментальных понятий современной физической картины шра и играет определяющую роль в структуре любой физической теории.

Методологической основой всего процесса формирования понятия физического поля,являющегося стержневым в структуре физического знания,являются следующие основополагающие идеи современной физики :

- материальность и структурное многообразие физических полей I

- универсальность передачи взаимодействия через поля ;

- взаимосвязь вещества и физических полей как двух основных видов материи ;

- взаимосвязь фундаментальных взаимодействий и физических полей ;

- обменный характер фундаментальных физических взаимодействий.

Эти важнейшие идеи служат средством систематизации учебного

материала. Они имеют глубокое мировоззренческое значение,как и сам процесс формирования понятия физического поля,методологический анализ его эволюции и раскрытие взаимосвязи сущностного и абстрактно-математического содержания этого понятия,но необходимо отметить, что в учебниках физики эти идеи представлены совершенно недостаточно.

В связи с этил представляется ватным исследование методологических функций концепции физического поля в процессе обучения. Включение концепции физического поля в аппарат методики преподавания физики позволяет реиить.за счет реализации методологических функций последней.многие проблем научно-обоснованного отбора,обобщения,систематизации,преемственности школьного а вузовского курсов физики,мировоззренческой направленности учебного процесса и др.

Методологический и методический, аспекты формирования представлений концепции физического поля,вопросы реализации функций концепции физического поля в обучении разрабатываются совместными усилиями многих советских физиков,методистов. К основным результатам этих исследований мотаю отнести следующие :

- определены методологические основы и функции концепции физического поля в курсе физики средней школы (В.Ф.Ефименко,В.В. Мултановский,В.Г.Разумовский и др.) ;

- рассмотрены возможности использования фундаментальной идеи материальности физического поля для осуществления систематизация я обобщения изучаемого материала и формирования научного мировоззрения учащихся на основа концепции зв9люции $КМ ( В.Ф.Ефименко, В.В.Мултановский,В.Н.Мощанский,С.Н.Каменецкий.И.Г.Пустильник,В.К. Батурин и др. ) ;

- созданы новые частные методики преподавания электромагнетизма,основанные на концепции материальности физического поля (Г.Ф.Бу-шок.В.Ф.Ефименко ,В.Г. Разумовский, С.Е.Кшенецкий.И.Г.Пустилышк, Л.А.Бордонская.С.Л.Вольатейн и др.) ;

- проанализированы методологические и методические основы -формирования понятия физического поли ( С.'Л.Иванов,А.В.Усова,

В.5.Ефименко,В.В.Мултановский,В.Н.Мощанский,В.Г.Разумовский,С,Е. Каменецкий,И.Г.Пустильник,Г.М.Голин и др. )

Однако анализ состояния проблемы показывает,что в учебниках физики и з практике преподавания указанные основы формирования понятия физического поля до конца не реализованы.

Прежде всего,недостаточно исследованы вопросы методики реализации методологических функций концепции физического поля в обучения. В практике работы учителей сказывается относительно слабая разработанность методических вопросов формирования этого фундамек-

тального понятия,не раскрывается диалектическая взаимосвязь сущностного и абстрактно-математического содержания его.

Исследование проблемы реализации идей материальности физических полей и универсальности передачи взаимодействия через поля позволило бы устранить ряд существенных недостатков в знаниях учащихся.

Разработка научно-методических основ обобщения,систематизации, анализа и синтеза всего учебного материала в свете основополагающих идей современной теории физических полей является действенным средством повышения методологического уровня преподавания физики и мировоззренческой направленности учебного процесса. Все это и обуславливает актуальность темы исследования.

Объектом исследования является процесс формирования понятия физического поля в курсе физики средней школы,а предметом исследования - вопроса реализации методологических функций концепции физического поля в процессе формирования фундаментальных физических понятий и полевых представлений в курсе физики.

Цель исследования состоит в разработке путей использования принципов теоретических обобщений.фундаментализацди и генерализации учебного материала,в дальнейшей разработке методологических аспектов проблемы совершенствования преподавания физики на база реализации в обучении методологических функций диалектико-материа-листической концепции физического поля.

Гипотеза исследование заключается в следующем : проблема формирования у учащихся диалектико-материалистических представлений о материальности физических полей и универсальности полевой природы физических взаимодействий может быть решена в курса физики на основе реализации методологических функций концепции материальности физического поля и концепции взаимосвязи а взаимопревращения вещества и физических полей.

Исходя из цели и гипотезы исследования,в работе ставились и решались следующие задачи :

1. Проанализировать фялософско-матодологическую.учебно-мето-дическую литературу.учебные программы и учебники,передовой опыт преподавания физики с целью изучения проблемы формирования понятия физического поля в курсе физики средней школы.

?

2. Исследовать вопросы методологического и методического содержания концепции материальности физического поля в формировании фундаментальных физических понятий и представлений учащихся при обучении физике.

3. Определить направления,формы и методы реализации методологических функций концепции физического поля в преподавании физики.

■ 4. Исследовать методические аспекты реализации методологических функций концепции физического поля.

5. Разработать и экспериментально проверить основы методики формирования полевых представлений учащихся 9-11 классов средней школы на основе реализации в учебном процесса методологических функций концепции эволюции физической картины мира (ФКМ} ;

6. Изучить возможности компьютеризации процесса формирования понятия физического поля в курсе физики средней школы.

Методология исследове^гощ.Основу методологического анализа предмета исследования составляет материалистическая диалектика,как философская теория познания и преобразования действительности. Осяов-ой практического применения ее к педагогической проблематике является методология конкретно-научного физического знания и,в частности, системно-структурный подход к предмету методики преподавания физики.

При реиении поставленных в исследовании задач нами была использованы следующие методы исследования :

- изучение директивных документов правительства по народному образовании ; .

- анализ философской,методологической.психолого-педагогичес-, кой,методической литературы в соответствии с объектом и предметом

исследования ;

- анализ диссертационных исследований,литоратурц по физике а истории физики,содержания школьных и вузовских программ и учебников ;;

- изучение деятельности учителей физики,анализ и обобщение личного опыта работы в школе по исследуемой проблеме ;

- педагогическое наблюдение,анкетирование учителей и учащихся, экспериментальное преподавание,педагогический эксперимент.

Обработка результатов педагогического эксперимента велась с

использованием методов математической статистики.

Исследование проводилось на протяжении шести лет,с 1985 г. по 1991 г. и состояло из следующих этапов :

На рвпвом этапе (1985 - 193? г.г.) решались задачи : ознакомление с логикой построения курса физики дневной средней школы ; изучение и анализ учебников физики.учебных программ ; анкетирование учеников и учителей с целью выяснения слабых мест в школьной про-грамме,проведение контрольных работ ; личное преподавание физики на первой и второй ступенях обучения ; проведение констатирующего эксперимента,основной задачей которого явилось изучение состояния проблемы формирования понятия физического поля в курсе физики средней школы. -

Личный опыт работы в школе и знакомство с опытом работы учителей школ страны позволило нам создать объективную картину по ио-следуемой проблеме.

На втором этапе (1987 - 1989 г.г.) продолжалось изучение логики построения курса физики вечерней школы,подготовительных отделений вузов. Проводился пробный эксперимент в дневной школа,который позволил уточнить принципы отбора учебного материала по вопросам изучения физических полей и его использования в преподавании физики. На этом же этапе разрабатывалась и апробировалась методика изучения физических полей в школьном курсе физики.

На третьем этапе (1989 - 1991 г.г.) проводился контрольный эксперимент. В его задачи входила комплексная проверка эффективности использования выдвинутого нами нового подхода к изучению физических полей в курсе физики средней школы и научно-методнческое обобщение результатов исследования.

Научная новизну работы состоит в том,что в ней :

- впервые обосновывается возможность комплексного подхода к формированию у учащихся полевых представлений о материи на основе универсальности полевой природы фундаментальных физических взаимодействий ;

- определены основные направления,формы и способы реализации в обучении мзтодологических функций концепции материальности физического поля и проанализированы методологические вопросы взаимосвязанного поэтапного формирования полевых представлений в курсе физики ;

- разработаны методические рекомендации по формированию понятия физического поля в • курсе физики, средней школы у учащихся 9-11 классов,на основэ реализации в обучении методологических функций концепции эволюции физической картины мира.

Практическая значимость исследования определяется тем,что :

- выделенные наш методологические основы и функции концепция физического поля и применение их к построении школьного курса физики,способствует реиению основной задачи реформы школы - повышению методологического уровня преподавания дисциплин естественнонаучного цикла и мировоззренческой направленности учебного процесса ;

- разработанные методические рекомендации по формированию полевых представлений могут быть использована в практике работа кассовой. школы ;

- предложены возможные пути использования компьютерной техники при формировании понятия физического поля и других фундаментальных физических понятий в курсе физики средней школы.

На защиту выносятся следттояиа положения; :

1. Дидактическая система принципов обобщения,систематизации, методологического анализа и синтеза учебного материала школьного курса физики.построенная на основополагающих идеях концепция эволюции физической картины мира а современной теории физического ноля. ,

2. Единый методический подход к развитии знаний учащихся о физическом поле, на основе преемственности в изучении физических теорий»системности и действенности таких элементов системы теоретических знаний школьников,как понятия,законы.конкретно-научные п общенаучные представления.

3. Методические основы взаимосвязанного,комплексного изучения разделов школьного курса физики "Механика","Электродинамика","Оптика", "Атомная и ядерная физика" на основе основополагающих идей современной теории физических полей и ФКМ,формирования представлений о близкодействии,универсальности полевой природа взаимодействия, об обменном характере фундаментальных физических взаимодействий,о квантовой структуре физических полей.

Апробация результатов исследования осуществлялась в школах

г. Владивостока. Материал и основные результаты исследования домалывались автором на заседаниях секций учителей физики средних школ Фрунзенского района г. Владивостока (1385 - 1987 г.г.); на кафедре общей физики Дальневосточного государственного университета (1988 - 1991 г.г.) ; на курсах повышения квалификации преподавателей физики Приморского края (1988 г.); на научно-методической конференции преподавателей физики.астрономии.методики преподавания физики и общетехнических дисциплин вузов к учителей физики школ Дальневосточного региона "Проблемы интеграции высшего образования с наукой и производством в свете реформы высшей и средней школы" в г. Уссурийска (1988 г.); на 18 и 19 межвузовских семинарах "Совершенствование процесса формирования научных понятий у учащихся пкол, СПТУ и студентов вузов" в г. Челябинске(1989 - 1990 г.г.); на Ленинских чтениях в МГПИ та,Ленина в г. Москве (1989 - 1990 г.г.) на конференции "Совершенствование форм и методов организация учебного процесса" в г. Комсомольске-на-Лмуре(1990 г.) ; на межфакуль-татскоы семинаре по философии ВШ1 в г. Владивостоке(1990 г.) ; на межвузовской научно-методической конференции посвященной 70-летию ДВГ7 в г. Владивостоке (1990 г.); на учебно-методической конференции в Дальрыбвтузе в г. Владивостоке (1990-г.) ; на ХХУ зональном совещании преподавателей физики,астрономии и общетехнических дисциплин пединститутов Урала,Сибири и Дальнего востока в г. Новосибирске (1991 г.) .

Сртуктгра диссертации определяется логикой решения поставленных задач. Диссертация состоит из. введения.четырех глав,заключения, библиографии и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРКАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность теш исследования,определяется объект«предмет и цель исследования.выдвигается гипотеза, раскрываются задачи и метода исследования,научная новизна и практическая значимость работы,формулируются положения выносимыа на защиту.

В первой гл^ве "Физические поля в современной физике" рассматриваются философский.исторический,научно-методический аспекты

проблемы формирования концепции физического поля в науке в процессе становления физического знания,ашгазируется методологическое и мировоззренческое содержание концепции физического поля.

Концепция физического поля рассматривается как одна из наиболее фундаментальных идей современной физики.

Исторический процесс зарождения,становления,развитая и углубления основных идей концепции физического поля был довольно сложным, как в отношении приобрегегшя основных фактических полевых представлений о материн,так и в разработке методологических приемов их исследования. Этот процесс неразрывно связан с эволюцией ФКМ.

Появление механической картины мира (ЖД) связано с возникновением первой научной теории,механики Галилея-Ньютона. Известно ' было одно единстве:шое взаимодействие - гравитационное. Материя отздествлялась с веществом. Понятие поля носило в физике лишь вспомогательный характер. С возникновением теории электромагнитного по-.ля ( Фарадей,Максвелл,Герц ) .выяснилось,что физическое поле может существовать вне зависимости от породивших его источников. Но попытки построить теорию электромагнитного взаимодействия па основе механических представлений оказались безуспешными. Потребовались новые идеи,которые легли в основу электродинамической картины мира (ЭДКМ ^континуальные представления о материи,близкодействие,материальность электромагнитного поля,неразрывность материи и движения).

, Научно-обоснованное представление о физическом поле,как о виде материи окончательно утвердилось в науке,только с возникновением теории относительности (Эйнштейн ).

Построение квантово-полевой картины мира (КПКМ ) определялось необходимостью сочетания таких идей гак дискретность и континуальность, открытием единства корпускулярно-волновых свойств материи, , взаимопревращаемости видов материи и т.д.

В КПКМ получило дальнейшее расширение и углубление понятая физического поля - в физическую картину мира были включены наряду с гравитационным и электромагнитнам взаимодействиями,сильные и слабые взаимодействия и соответствующие им поля,выяснен их квантовый,обменный характер.

На нынешнем этапе понятие физического поля является одним из фундаментальных понятий ФКМ и играет определяющую роль в структуре гобой физической теории. •

Основные этапы эволюции ФКМ и понятия физического поля

Этапы эволюции физической картина мира

Этапы эволюции понятия физического поля

Основные идеи

Механическая картина . мира

Зарождение понятая поля (гипоигческие фшоиды, эфир)

Отовдествление понятия материи с понятием вещества; абсолютизация дискретности материи; дальнодействие; эфир вспомогательное понятие

Электродинамическая картина мира

Утверждение концепции физического поля, его материальности

Абсолютизация континуальности материи; противопоставление вещества и поля; вещество -сингулярность поля; поле материальный носитель передачи взаимодействия; бяизкодейст-вие

Квантово-полевая Картина мира

Углубление понятия материального единства и взаимопревращения физического поля и вещества

Диалектическое единство дискретности и континуальности материи; взаимосвязь я взаимопревращение поля к вещества; квантово-полевая структура материи

В первой главе,так же рассматриваются методологические основы формирования понятия физического поля и задачи формирования научного мировоззрения ..учащихся. Особое внимание обращается на то,что при формирования научного мировоззрения учащихся нельзя ограничиваться простым определением физического поля как одного из основных видов материи»относительно отличного от вещества в макропроцессах. Необходимо раскрыть методологически важное свойство физических полей,являющихся материальны^ носителем передачи взаимодействия и обладающих свойством связывать частицы вещества в системы.

Учитывая гчто физические поля являются материальным носителем передачи взаимодействия,юс изучение должно быта связано с изучением соответствующих взаимодействий формированием понятия близкодейст-вия и полевой природы физических взаимодействий. Этому способствует

систематизация разнообразных действий физических полей.

В определении физических полей избегают двойственности ; абстрактно-математическое и сущностное определения физического поля не противопоставляются друг другу,а дополняют друг друта,обеспечивая единство физического знания. '

Процесс зарождения,становления и углубления концепции физического поля в физике может бить непротиворечиво проанализирован только в свете идей эволюции ЙКМ и присущих этапам этой эволюции способов описания физических явлений.

• Во второй главе "Концепция физического поля в школьном курсе . физики" дана характеристика основных этапов развития методики изучения физических полей в школьном курсе физики.анализируется современное состояние проблеш изучения физических полей в школьном курсе физики.формулируются основные направления и задачи совершенствования методики изучения физических полей.

Научно-обоснованный отбор»обобщение.систематизация к методологический анализ изучаемого материала определяют основные направления и задачи совершенствования методики изучения физических полай в школьном курсе физики.

Анализ проблеш позволяет выделить следующие общие недостатки, которые существенным образом влияют на формирование понятия физического поля :

, - понятие материи зачастую отождествляется учащимися с понятием вещества ; не определены порядок .место и принципы введения понятия материи ;

- встречаются физически не корректные трактовки,определения физических полей (они в лучшем случае являются односторонним преувеличением одной из особенностей поля) ;

- при изучении физических взаимодействий не всегда вскрывается взаимосвязь понятий взаимодействия-и физического поля (обычно понятие физического поля вводится уза после рассмотрения законов соответствующих взаимодействий ) ;

- при изучении гравитационного,сильного ж слабого взаимодействий соответствующие им поля обычно не рассматриваются, терминологически понятие физического поля подменяется понятием силы ;

- недостаточно используются при анализе физических явлений

важнейшие идеи теории физических полей ; неразработана концепция и методика формирования представлений о материальности физических полей ; • '

- не рассматриваются структурные элемента частицы физических полей,их взаимосвязь с частицами вещества ;

- не выработан единый концептуальный подход к изучению физических полей в курсе физики средней школы.

Значительный вклад в решение вышеперечисленных задач внесли Б.Ф.Ефимвнко,Г.Ф.Бушок,Л.И.Резников,В.Г.Разумовский,Н.М.Шахмаев, С.Я.Вольштейн,С.Е.Каменвцкий,Г.М,Голш1,К.Н.Власова,Я.И.Беспалько, Я.Г.Пустильник,В.В.Мултановский,Л.А.Бордонокая и др.

Концепция эволюции физической картины мира дает конкретный категориальный аппарат для решения поставленных задач,повышения методологического уровня преподавания физики. Однако использование этой концепции в практике работы учителей физики весьма затруднено из-за отсутствия учебно-методических пособий.

Руководствуясь тем.что ФКМ является практически-действенным принципом и категориальным аппаратом обобщения и систематизации физического знания,мы попытались объединить весь материал курса физики (изучение гравитации,электромагнетизма,сильных и слабых взаимодействий) в единое целое на основе одной из фундаментальных идей современной.физики - концепции материальности физического поля. Нами дано обоснование взаимосвязанных этапов формирования понятия физического поля в курсе физики средней школы,сформулированы основные направления и задачи совершенствования методики изучения физических полей.

В третьей главе " Методологические и методические основы изучения физических полей в школьном курсе физики" рассматриваются методологические основы и методические рекомендации совершенствования процесса формирования полевых представлений учащихся 9 - 11 -х классов.

На основе идеи материальности физического поля и универсальности полевого характера взаимодействия осуществляется систематизация знаний учащихся об основных видах физических полей и их связи с соответствующими взаимодействиями,о важнейашх признаках материальности поля,конечности скорости распространения поля (передачи вза-

имодействия) ,о воздействии поля на органы чувств »приборы (на любые материальные тела) .

1 Поэтапное взаимосвязанное изучение понятия физических полей позволяет преодолеть известные трудности по формированию представлений о материальности физических полей.

На первом этапе (7-8 кл) вводится понятие материи и форлиру-ются начальные представления о полях как виде материи. Изучение полей проводится здесь в основном, качественно,без использования количественных характеристик поля.

На втором этапе (9 - 11 кл) представления о поле конкретизируются и углубляются - дается классификация основных действий физических полей. Наряду с качественным описанием и экспериментальным подтверждением идеи материальности физических полей используются количественные характеристики полей - понятия напряженности.индукции, потенциала,работы и др.

На третьем этапе (вторая половина 11 кл) рассматриваются свойства структурных элементов квантов полей,углубляются представления о взаимосвязи поля и вещества,взаимопревращаемости видов материи, об универсальном г;характере передачи действия через поля,рассматри-вается вопрос о механизме фундаментальных взаимодействий.

Большое значение для формирования целостных представлений учащихся о материальности физических полей (четвертый этац) имеют уроки повторения и обобщения. Итоговое обобщение изучения физических полей,как материального носителя взаимодействия,позволяет обосновать вачшейшее положение СКМ о том,что взаимодействие является источником всех конкретных форм и видов движения материи.основой подлинно научного миропонимания.

В диссертационном исследовании рассмотрена конкретизация этапов формирования понятия физического поля применительно к гравита-ционному,электромагнитному,слабому л сильному (ядерному) полям.

Так яэ предложены пути возможного использования компьютерной техники при изучении понятия физического поля,-

В четвертой главе "Методика организации и результаты педагогического эксперимента" рассматриваются цели,основные этапы эксперимента, задачи и содержание каждого этапа и методы их решения.ана-лизируются результаты эксперимента.

Педагогический эксперимент осуществлялся с 1985 по 1991 г.г. н состоял из 3-х этапов - констатирующего.пробного и контрольного (обучающего) экспериментов. В исследовании применялись,как содер-кательные,так и формализованные метода.

Перед экспериментом ставилась следующие основные задачи :

а) выяснение и анализ уровня знаний учащихся о физических полях »полученных ими на основе традиционной методики ;

б) проверка доступности для учащихся новой, системы построения учебного материала,связанного с понятием физического поля ;

в) проверка доступности элементов новой методики преподавания гравитации,электромагнетизма,атомной и ядерной физики ;

г) оценка эффективности элементов новой структуры знаний и методики их преподавания ;

д) оценка бюджета времени.необходимого для успешного усвоения понятия физического поля в школьном курсе физики.

Обучающий эксперимент проводился в школах Мб, 14, 17 г .Владивостока и на подготовительном отделении НИИ. Экспериментом были охвачены школьники девятых - одиннадцатых классов,а так же слушатели подготовительного отделения ВШИ. При выборе контрольных и экспериментальных классов и групп мы руководствовались принципом равного уровня подготовки перед началом эксперимента¿причем за основу принимались годовые оценки по физике ва предыдущий год обучения (для студентов подготовительного отделения - балл аттестата) .

В результате эксперимента определялось :

- эффективность предложенной методики в повышении полноты усвоения учащимися содержания понятия физическою поля ;

- эффективность предложенной методики в повышении уровня усвоения учащимися понятия физического поля (гравитационного,электромагнитного,сильного и слабого) .

Сравнение качества знаний учащихся контрольных и экспериментальных классов проводилось на основе поэлементного анализа по методике разработанной А.В .Усовой.

Результаты эксперимента показали :

1. Заметное повышение полноты усвоения содержания понятия физического поля учащимися экспериментальных классов по сравнению с контрольными (коэффициент эффективности методики /1,= 2.07 - для десятых классов, ¡и = 1.63 - для одиннадцатых классов ) .

2. Повышение среднего уровня, усвоения понятий физического поля учащимися экспериментальных классов по сравнению с контрольными (коэффициент эффективности методик 1.55 ) .

Уровни Освоения

Рис. 1. Распределение числа учащихся по уровням усвоения знаний о физическом пола (11 кл., 4 срез)

- экспр. классы,

- контр, классы.

К -

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2

0.

0

экспр.

— - контр.

1 2 3 4 1 среза

Рис. 2 . Динамика значений коэффициента полноты усвоения содержания понятия физического поля (на примере электромагнитного поля 10 - 11 кл.)

Проверка эффективности предложенной нами методики формирования полевых представлений в процессе обобщения и систематизации знаний на подготовительном отделении ВГМИ показала повышение качества ■ знаний о физическом поле у слушателей, экспериментальных групп по

сравнению с контрольными ( коэффициент эффективности методики характеризующий полнрту усвоения содержания понятия физического поля = 2.04) . ' I

Статистическая обработка результатов эксперимента по методу X - квадрат подтвердила справедливость сделанных выводов.

В заключение приводятся основные результаты и выводы исследования.

Результатами диссертационного исследования являются :

- дано обоснование методологических функций концепции материальности физического поля в преподавании физики,определены дидактические принципы формирования понятия физического поля ;

- изучено и обобщено состояние проблемы формирования понятия физического поля в теории обучениям методике преподавания физики и практики школьного обучения ;

- выработаны основные направления и способы реализации методологических функций концепции' материальности физического поля в практике преподавания физики ;

- исследованы методические аспекты реализации методологических функций концепции физического поля ;

- разработаны методические рекомендации по теме " Физические поля,в школьном курсе физики" (для учащихся 9 - 11 кл) в плане реализации в учебном процессе методологических функций концепции физического поля ;

- выявлено положительное влияние реализации разработанной методики на качество усвоения понятия физического поля учащимися 9-11 классов ;

- изучены возможности компьютеризации процесса формирования понятия физического поля в курсе физики средней школы.

Обобщая результаты проведенного теоретического и экспериментального исследования проблемы формирования у учащихся понятия физического поля можно сделать следующие выводы :

1. Имеющиеся недостатки в формировании понятия физического поля (отсутствие единого методологического и методического подхода, несовершенство структуры и содержания учебного материала,нарушение преемственности и т.д.) .могут быть успешно преодолены на основе реализации в обучении идей универсальности фундаментальных физических взаимодействий,их обменного характера.близкодействия ( конечной

скорости передачи взаимодействия), и квантовой структуре физических полей.

2. Формирование у учащихся'качественных представлений о физических полях ( гравитационном,электромагнитном,сильном и слабом } возмотао только на основе целенаправлоннного процесса осуществляемого в течение всего периода обучения физики вклгачавдего четыре важнейших этапа :

- введение понятия материи и формирование на качественном уровне начальных представлений о полях как виде материи (?- 8 кл) ;

- обоснование и классификация основных действий физических полей, ознакомление с их количественными характеристиками (9 - 11 кд);

- ознакомление учащихся с основными свойствами структурных элементов частиц полей,с универсальностью и обменной природой взаимодействий .взаимосвязью и взаимопревращаемостыо поля и вещества ;

- раскрытие роли взаимодействия как источника всех конкретных форм и видов движения материи,роли фичических полей как фактора структурообразования разнообразных систем и одного из важнейших . элементов концепции ФКМ (11 кл) .

3. Включение концепции физического поля в научный аппарат методики преподавания физики способствует решению проблемы научно-обоснованного отбора,обобцения.систематизации учебного материала, преемственности школьного и вузовского курсов физики,мировоззренческой направленности учебного процесса.

4. Использование концепции материальности физических полей для систематизации историко-научного материала.изучение ^процесса зарождения, становления а углубления понятия физического поля в свате идей эволюции ФКМ способствует формированию представлений учащихся о неисчерпаемости процесса познания материи.

5. Решение проблемы построения обоснованной системы знаний по вопросам физических полей и обоснование методов формирования этих знаний возможно только на основе реализации взаимосвязи методологических и методических принципов концепции эволюции ФКГЛ в учебном процессе.

6. Компьютеризация процесса формирования понятия физического поля в курсе физики средней школы дополняет традиционные средства обучения и способствует повышению качества.знаний учащихся.

7. Изучение учебного материала в свете методологических идей концепции физического поля на подготовительном отделении вуза позволяет существенно повысить научный к мировоззренческий уровень знаний учащихся,добиться экономии учебного времени за счет отказа от фактологического изложения материала.

8. Результата проведенного учебного эксперимента подтверждают правильность гипотезы нашего исследования,доказывают положительное влияние применения основополагающих идей концепции физического поля на качество знаний, учащихся.

Основное содержание и результаты исследования отрата ни в следующих публикациях автора :

1. Методические указания "Физические поля в школьном курсе физики". - Владивосток : иэд-во Дальневост. ун-та,1989. - 44 с. (в соавторстве).

2. Электромагнитное поле в курсе общей физики // Совершенствование форм и методов организации учебного процесса : Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции,в 3 ч. 4.1 - Ком-с омоль с к-на-Амуро : Комсомольский-на-Амуре политехи. ин-т, 1990.-С. 62 (в соавторстве) .

3. Концепция физического поля в курсе физики // Совершенствование форм и методов организации учебного процесса : Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции.в 3 ч. 4.1 - Комсомольск-на-Амуре : Комсомольский-на-Амуре политехи, ин-т,1990.-С. 69 .

4. Использование компьютерной техники при формировании фундаментальных физических понятий // Совершенствование форм и методов организации учебного процесса : Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции.в 3 ч. 4.1 - Консомольск-на-Амуре • Комсомольский-на-Амуре политехи, ин-т,1990,- С. 18 (в соавторстве).

5. Методологические основы формирования понятия физических полей // Вопросы методологии и методики формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов : Тезисы докладов межвузовской научно-практической конференции.в 2 ч. 1. 2 - Челябинск : Челябинский гос. пед. ин-т,1990,- С. 33 - 34 (в соавторстве).

6. Актуальные вопроси .учения о физических полях в современном курсе физики // Новое в практике обучения в вузе : Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции.посвященной 70-летию

ДВГГ.- Владивосток : изд-во Дальневост. ун-та,1990,- С. 22 - 23 (в соавторстве) .

7. Учение о физических полях в курса обща! физики // Современные методы подготовки специалистов в вуза : Тезисы докладов научно-методической. конференции^ 3 ч. Ч. 1 - Владивосток : изд-во Дальрыбвтуза,1990. - С. 37 - 38 (в соавторстве) .

8. Пути активизации работы студентов на практических занятиях по медицинской и биологической физике // Современные методы, подготовки специалистов в вузе : Тезисы докладов научно-методической конференции,в 3 ч. Ч, 1 - Владивосток : изд-во Дальрыбвтуза,1990.-С. 5 - 6 (в соавторстве) .

9. Самостоятельная работа студентов при формировании концепции физического поля // Организация и формы самостоятельной работа студентов и учащихся : Тезисы докладов ХХУ Зонального совещания преподавателей физики,методики преподавания физики,астрономии и общетехнических дисциплин пединститутов Урала,Сибири и Дальнего востока.- Новосибирск : изд-®о НПШ,1990.- С. 122 - 123 (в соавторстве) .

10. Концепция физического поля в курсе физики // Интеграция высшей школы,науки и производства в свете "Основных направлений перестройки высшего и среднего образования в стране" г Тезисы докладов региональной научно-практической конференции.- Уссурийск : изд-во УЮТД990,- С. 19 — 21 (в соавторстве) .

11. К вопросу об использовании компьютерной техники при изучении фундаментальных физических понятий // Актуальные проблемы преподавания физики / Отв. ред. В.Ф.Ефименко. Сб. научн. тр. Владивосток : Изд-во Дальневост. ун-та,1991. - С. 136 - 141 (в соавторстве) .

12. Методологические функции концепции физического поля в курсе физики // Актуальные проблемы преподавания физики / Отв. ред. В.Ф.Ефименко. Сб. научн. тр. Владивосток : Изд-во Дальневост. унта,1991,- С. 51 - 60 1