автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методические основы конструирования учебных видеоматериалов и использования их при формировании понятийного аппарата курса физики средней школы

Автореферат диссертации по теме "Методические основы конструирования учебных видеоматериалов и использования их при формировании понятийного аппарата курса физики средней школы"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ Р5

РОССИЙСКИ! ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПШГОГМЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени А.И.ГЕРЦЕНА

На правах рукописи ПЕТРУНЫСО Александр Викторович

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНШ УЧЕБНЫХ ВИДЕОМАТЕРИАЛОВ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ ПРИ Ф0Ш1Р0ВАНИИ ПОШПШОГО АППАРАТА КУРСА ФИЗМШ СРЕДНЕЛ ШКОЛЫ

13.00.02 - Методика преподавания физики л

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Санкт-Петербург 19?;3

Работа выполнена на кафедре методики преподавания физики Российского ордена Трудового Красного Знамени государственного педагогического университета им.А.И.Герцена.

Научные руководители: действительный член Российской Академии Образования, доктор физико-математических наук, профессор Г.А.БОРДОВСКИЛ,

доктор физико-математических неук, профессор В.А.ИЗВОЗЧИКОВ

■ Официальные оппоненты:доктор педагогических наук, профессор А.Е.МАРОН,

кандидат физиков,штематических наук, доцент 0.В.ЧИСТЯКОВА

Ведущая организация - Санкт-Петербургский государственный технический университет

Защита состоится' " 1993 г. Е /£? часов

на-заседании специализированного Совета К 113.05.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук в Российском государственном педагогическом университете им.А.И. Герцена цо адресу: 191181, Санкт-Петербург, наб.р.Мойки, д.48, корп.З, ауд.20.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

' Автореферат разослан "/¿Г'Дк^&Уя 1993 г.

Ученый секретарь . ■ ' /7

специализированного Совета /■■

кандидат физико-математических наук, ./ , .__

доцент ? у^Щг Н.К.Михеева

V у'

ощая характеристика работ«

Актуальность теми исследорппия. Становление современной школа невозможно без демократизации и гуманизации образования, дифференциации и индивидуализации обучения, привлечения новых технических средств и технологий обучения. Сказанное следует рассматривать не только как вахную дидактическую проблему, но и в силу специфики обучения конкретно учебнш дисциплинам - • методическую.

В методике преподавания физики в средней школе ведущими регулятвваки остаются: обеспечение высокого научного уровня преподавания; прочное овладение основными понятиями и идеями физической науки. Их реализация на практике проявляется в том, что у учащихся закладывается фундамент физических знаний,вырабатывается умение говорить и мыслить языком науки, развивается способность обобщать и систематизировать научные факты, создавать адекватные реальным физическим объектам, явлениям или процессам идеальные (формальные) модели и от них переходить к объяснению явлений окружающего мира.

Реглете проблемы формирования основ физики и прежде всего ее понятийного аппарата в дидактическом плане связано с формированием у учащихся приемов мыслительной деятельности, рацио -палышх способов приобретения и применения знаний, создает предпосылки непрерывному образова;гаю и самообразованию учащихся но всех этапах и ступенях обучения, умению работать с любыми информационный!! источниками.

Несмотря на большое внимание к формированию физических понятий как в теоретических исследованиях, так и на практике преподавания физики учавдсся продолжают испытывать трудности при усвоении физических понятий и их применении.

Ситуация с изучением основ физики значительно усложнилась с появлением школ и классов разного профзля обучения. Это ставит у чети - методистов, педагогов перед необходимость» пересмотра содержания учебнис программ, методов, приемов и средств обучения с целью обеспечить не только доступное, но и адекватное базисной науке, уровни подготовленности, стратегиям мыалв-пия шеолытков изучение основ физики в средней школе.

Важное направление решения данной проблемы - это привлечение новых информационных средств и соответствующих им технологий обучения.

Информационные технологии позволяют: автоматизировать . процесс обучения; конструировать его как достаточно свободный диалог обучаемого с комплексом технических средств; делать обучение информационно насыщенным, активным, обеспечивающим не только повышение уровня усвоения учебного материала, но а увеличение интереса к самому учебному процессу; индивидуализировать познавательную деятельность учащихся.

Одно из перспективных направлений информатизации обучения физики - это использование телекоммуникативных систем. Учебное телевидение в настоящее время стоит на пороге коренных изменений, связанных с совершенствованием технической базы школц(ка-белыюе телевидение, видеомагнитофоны, интерактивное видео), значительной вариативностью учебных программ по физике. Решение задач совершенствования обучения физике в этой связи зависит не только от технического переоснащешш средней икали, но и от формирования новой идеологии создания аудиовизуальных пособий и их применения при обучении основам физической науки в средней школе.

• ' Необходимость решения вышеуказанных проблем в теоретическом, методическом и практическом аспектах рассмотрения определила актуальность настоящего исследования.

Исходя нз вышесказанного сформулируем объект, предмет и проблему исследования.

Проблема исследования заключается в определении требований, которым должно соответствовать конструирование учебного видеоматериала и методика работы с ним на уроке, чтобы формирование фундамента физики - его понятийного аппарата стало более эффективным.

Данная проблема является составной частью исследовательской программы лаборатории учебного телевидения РГПУ им. А. И. Герцена, связанной с разработкой общей концепции учебных видеоматериалов как компонента новой информационной технологии обучения. Исходя из сформулированной нами проблемы, объектом исследования будет формирование физических понятий при исподь-

зования учебннх видеоматериалов, а предаетон исследования вы-ступавт взаимодействие учителя, учащихся и учебного видеомате-, риала через содержание, структуру и организацию усвоения аудиовизуальной информации при формировании физических понятий.

Цель исследования заключается в тал, чтобы разработать теоретические и практические основн методики конструирования учебных видеоматериалов и их использование при формировать физических понятий.

В основу исследования положена следующая гипотеза: если разработать и применить модель конструирования учебнцх видеоматериалов, адекватно отражающих физическое содержание учебного материала, способ его формирования и возможность организации активной обратной связи при предъявлении аудиовизуальной информации, то удастся значительно повысить усвоение физических понятий, оптимизировать сам процесс обучения физике,усилить познавательную активность учапихся.

Для проверки и подтверждения данной гипотезн в исследовании необходимо било решить ряд задач:

1. Изучение состояния проблемы исследования в теории л практике обучения физике в средне"! школе.

2. Уточнение понятая ''видеосредства как компонент информационных технологий обучетш".

3. Определение специфики учебного видеоматериала как способа предъявления учебной аудиовизуальной информации по ф-изике.

4. Выделение принципов конструирования учебных видеоматериалов и построение на их основе обобщенной модели конструирования учебного видеоматериала.

5. Наделение критериев отбора содержания физичеекгх понятия для видеоматериала через изучение их места в структуре курса физики средней школы, учебнцх телепередач по физике, дидактических принципов обучения.

6. Разработка пкеперхментальнцх видеоматериалов и методических рекомендаций по их использованию.

7. Прореркз влияния ри?работа!гноЧ методики на качество усвоения учотет:ися рлда фундамент,'тг.ю: физических понятий.

"етсдолагпчоско;! основой для разработки принципов конструирования учебных гтдаомэ^ориалов и организации познавательно;-!

деятельности школьникоз с их использованием являлись важнейшие положения теории информации, кибернетического подхода к обучению физике с применением ТСО. При этом мы опирались на исследования А.И.Берга, В.Ф.Вевда, В.М.Гдушкова, В.П.Зинчекко, Л.Н. Лавда, А.Н.Леонтьева, Б.Ф.Ломова и др.

При рассмотрении психолого-ведагогических вопросов информатизации образования били учтены результаты исследований: С.И.Архангельского, ¡O.K.Балансного, В.П.Беспалько, Г.А.Бордов-ского, Ю.П.Воронова, А.П.Ерыова, В.А.Извозчикова, В.В.Лаптева Я ДР.

При выделении критериев отбора содержания физических понятий взяты за основу исследования, в которых уточняются различные методологические вопросы структурирования физического знания й моста физических понятий в нем, а также способов их формирования на различных этапах и уровнях усвоения программного материала во физике - от 'уровня научных фактов до общефилософского уровня (А.И.Бугаёв, Р.Ю.Боякоаыский, Г.М.Голин, В.Ф.Ефименко, Л.Я.Зарина, В.А.Извозчиков, А.С.Кондратьев, В.В. Мултановский, А.В.Усова и др.

Большую теоретическую в практическую ценность представляли для нас результаты фундаментальных исследований в области учебного кино и телевидения (В.М.Кузнецов, Л.П.Прессман, A.A. Степанов).

Системный подход позволил при изучении вопросов, связанных с разработкой структурно-функциональной модели учебного видеоматериала я принципов организации познавательной деятельности учащихся на ее основе, не игнорируя болытам числом фактов, определяющих со поведение, установить функциональные связи между видеоматериалом кек целостной системой, как подсистемой и как элемента открытой свотемы средств обучения.

В процессе исследования для решения поставленных задач применялись следующие методы:

- теоретический рналиэ философской, психолого-педагогаческой, методологической и методической литературы и передового опыта с целью выявления сущности и состояния исследуемой проблемы в общей и частной дидактиках;

- изучение и анализ программ, учебных пособий,учебных те-

лепередач по физике о целью отражения а них исследуемых вопросов;

- прямое и косвенное наблюдение, беседа, а¡нетирование,педагогический эксперимент, методы статистической обработки его результатов.

Научная новизна и теоретическое значение нсслелопяння. В отличии от ранее ветолненных работ, в которых разрабатывались психолого-пегагогические и методические основы использования учебного кино, учебного и научно-популярного телевидения, в исследовании сделана попытка адаптировать технологические возможности видеосредств как комтонента новых информационных технологий обучения к специфике (формирования физических понятий, уровню подготовленности и стратегиям мняления школьников.

Разработанная в исследовании методика характеризуется тремя инновационными моментами: I) принципы отбора аудиовизуальной информации для учебных видеоматериалов ориентированы на формирование целостных, динамичных (образно-интуитивных) представлений о Фундаментальных физических понятиях до их аналитической оценки; 2) конструирование учебных видеоматериалов осуцестзля-ется на модальной (Фрагментарной) основе; 3) использование учебных видеоматериалов основано на режиме активной обратной связи (диалоговый режим).

Предлагаемая методика представляется наиболее целесообразной при обучении учащихся основам физики в классах и школах общеобразовательного и особенно гуманитарного профиля.

Практическое значение работн заключается в разработке методики конструирования и использования учебпцх видеоматериалов при формировании физических понятий. Нэ основе разработанной методики созданы и проали экспериментальную апробацию две телепередачи. Разработаны научно обоснованные приемы организации познавательной деятельности учагахся в режиме активной обратной связи - "диалога с видеоматериалом", позволяющие: усилить эффективность усвоения аудиовизуального сообщения; повысить интерес к процессу обучения; формировать навыки самостоятельной работы уча^хся.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов обеспечена:

- согласованностью быродое, полученных теоретическим и экспериментальным путями и соответствием этих выводов данным и прогнозам общей и частной дидактики, положениями кибернетики и информатики и их приложением к использованию новых информационных технологий обучения ;

- соответствием тенденция?-! е применении средств электронной связи /телекоммушкативных систем/ в отечественном и зарубежном образовании ;

- использованием различных методов исследования, соответствующих поставленным задачам ;

- положительными результатами экспериментальной работы, проводившейся в течении трех лет /1990-1992 гг./ и охиативаей более 600 участников /школьников, учителей, студентов, специалистов в области учебного телевидения/.

Арробация результатов иослепорянуя осуществлялась в средних школах №56 Петроградского района С.-Петербурга, А'45 г.Владиростока. Основные результаты исследования докладывались на Горценовских чтениях /1991 г./, на межрегиональных семинарах работников просвещения, проводимых лабораторией учебного ТВ РП1У им,А.И.Герцена /1992/, на методических семинарах сотрудников лаборатории учебного ТВ РГПУ им.А.К.Герцена /1990-1992 гг./.

На' заияту наносятся- следутаие положения;

1. Активизация наглядно-образной компоненты мышления школьников, реализуемой через учебный видеоматериал приводит к повышению эффективности усвоения физических понятий в классах общеобразовательного и особенно гуманитарного профиля обучения.

2. Методика эффективного использования видеосредств предполагает адаптирование их технологических возможностей к специфике формирования физических понятий, уровню подготовленности школьников и осуществляется через: конструирование учебного видеоматериала на модульной /фрагментарной/ основе ; организации работы с аудиовизуальным сообщением в режиме активной обратной связи.

Диссертация состоит^из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений. Ее основное содержание изложено на 1G5 страницах, а приложения на 37. Библиография включает 199 наименований. В диссертации имеются 10 схем, 5 рисунков, 14 диаграмм и 20,таблиц. •

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во .введении обосновывается актуальность проблемы, формулируется цель п задачи исследования, определяется его объект, предмет, гипотеза, характеризуется научная новизна, практическая значимость, описываются методы исследования.

В первой главе "Теоретические основы использования видеоматериалов при формировали понятийного аппарата курса физики средней школы", состояпей из трех параграфов, на основе информационного, кибернетического, психолого-педагогического я методического подходов к исследуемой проблеме закладываются теоретические положения разрабатываемой методики.

В первом плрзгр.чфо "Видеосредства как компонент новых информационных технологий обучетш" рассматриваются сб'днс идеи я проблемы освоения обществом информационных ресурсов, которые подучили отра.тошв в работах Д.Белла, Д.Бенка, К.Кларка, Е.Ма-суды, А.И.Ракитова, О.Тоффлера и др. Анализируются пепхолого-педагогические исследования последних лет (С.И.Архангельский, Ю.К.БабакскнЯ, В.П.Боспалько, Г.А.Бордовский, Ю.П.Воронов, А.П. Ершоз, В.А.Извозчигсов, В.В.Лаптев и др.), где обосновывается возможность в необходимость перехода педагогики в кибернетический пориод своего развития, что требует от учёных-педагогов разработки общих и частных вопросов принципиально новой педагогики , интвгркрупдой в себе технологические инновации в методологи») современной науки.

Уточняется сущность понятий "информатизация образования" и "новые информационные технологии обучения". Рассматриваются вопросы теории и практики применения компонентов информационных технологий, сродство их реализации, тенденции в.совершенствовании этих средств в обучении.

Особый интерес для нас представлял отечественный и эару-бежшй (Англия, США, ФРГ, Япония) опыт эксплуатации автоматизированных обучающих комплексов интерактивного видео, как максимально реализующих ойучвщий.развивявдий потенциал компонентов информационных технологий.

Анализ литературы показывает,что в настоящее время значительные успехи связаны с применением в отечественном оброзова-

кии средств вычислительной техники, что закреплено рядом нормативных документов, технической и методической поддержкой. В тоже время использование телекошуникативных систем на новой технической Сазе, в частности видеосредств, при формировании-основ знаний, разработка и создание для этих целей учебных видеоматериалов в научно-методической литературе и на практике представлена недостаточно.

Большую теоретическую и практическую ценность представлял анализ опыта применения учебного телевидения в нашей стране.Основные результаты этой работы отражены в фундаментальных исследованиях В.М.Кузнецова, Л.П.Прессмана, А.А.Степанова. Анализ их работ и других научно-методических исследований по использованию эфирных телепередач при изучении предметов естественно-научного цикла в средней школе (химии (И.Л.Дридун), математики (М.И.Калинина), физики (Л.С.Точилкина), опыт работы с научно-популярными телепередачами на уроках физики (Е.А.Тумолева)), а также результаты экспериментальной работы автора позволили выделить тенденции в использовании учебного телевидения, положительные и негативные моменты влияния данного средства массовой коммуникации на процесс усвоения учебного материала.

Так, в последние годы наметилась тенденция к уменьшению приема учебных телепередач в общеобразовательных школах. В работе выявлены основные причины этого:

1. Появление в средней школе новых информационных средств: персональных компьютеров и видеомагнитофонов, коммерческой, кабельной сети внутреннего пользования.

2. Увеличение школ и классов разного профиля обучения,значительная дифференциация преподавания в них физики, большой разброс в объеме, глубине и временя преподавания отдельных разделов .курса физики.

3. Понижение административного воздействия на прием учителями телепередач при отсутствии других стимулов для развития педагогического творчества учителя физики.

4. Консерватизм в практике создания телепередач, проявляющийся в несоответствии их содержания методике использования в

изменяющихся условиях преподавания физики, появлении новых технических средств предъявления учебной.аудиовизуальной информации.

Телевидение изменило отиопэние к учителю как ретранслятору учебной информации, сделало обучание информационно насынен-нда, создало условия для развития самостоятельности учащихся при усвоении учебных знаний. Но будучи задействованным на уроке телевидение подменяет педагога как источник информации ли-кает его возможности активно управлять усвоением учебных, знаний, поскольку управлекио учебной информацией полностью закладывается в единую структуру телепередачи. Поэтому, кот? правило, содержание телепередачи яме от объективно усредненный характер по скорости предъявления, по уроиш подготовленности и интересам учащихся. При фрагментировании такой телепередачи теряются ое дидактические функции.

В связи с выделенными в исследовании недочетами и тенденциями л использовании и конструировании телекоммуникативнш: средств обучения, необходимо было исследовать учебный видеоматериал и как средство учебно-познавательной деятельности и как компонент системы управления этой деятельностью при усвоении основ физики в средней школе.

Рассмотрению учебных видеоматериалов в общедядактической схеме различных образовательных функций посвящен второй параграф первой главы "Психолого-педагогические основы использования видеосредств на уроках физики". В нем на основе известной структуры взаимодействия между субъектами обучения в процессе познавательной деятельности (Ю.К.Бабанский, В.М.Кузнецов),обе-спечивешей активность учащихся при эффективном управлении процессом обучения со стороны учителя и информационной модели деятельности пользователя в антропоцентричной системе (человек-ада-пина) (В.П.Зинченко, А.Н.Леонтьев, Б.Ф.Ломов, Д.А.Панок)разрв-ботана схема процесса обучения при использовании учебного видеоматериала. Такая схема обладает значительно большей "степенью свободы" в реализации задач обучения физике, позволяет решать проблему объем информации: свободно отбирать аудиовизуальную информацию, разделять ее на порции, управлять усвое-гаем аудиовизуального сообщения в режиме активной обратной связи.

Эффективность реализации данной схемы зависит от выполнения ряда требований, предъявляемых к видеоматериалу:

- само содержание видеоматериала должно включать информацию управления, иметь целевую, ориентировочную основу действий, понятную учащимся;

- обладать возможностью к фрагментцрованию, соответствующему конкретнда учебным целям;

- информационная ценность аудио- и видеоряда долги а определяться их релевантностью по отношению к цели конкретной учебной деятельности,

Кроме этого видеоматериал должен выступать пслифункцио-налытм средством наглядности. Анализ публикаций и научных трудов, посвященных аудиовизуальным средствам наглядности, используемым на уроках физики (Дрига И.И., Ерунова Л.И., Банков Л.В., Казанцева Л.П., Pax Г.И., Точилкина Л.С., Шахмаей Н.М. в др.) позволил выделить общедидактические требования к учебному аудиовизуальному сообщению:

- представлять двойное кодирование конкретной физической реальности через аудио- и видеоряд!

- реконструировать объект или событие в пространстве в so времени;

- показывать в динамике внутреннюю сущность процессов;

- попользовать различные выразительные средства (яркость, образность, амоциональность и др.).

Сравнение дидактической целесообразности использования на уроке физики традиционных средств аудиовизуальной наглядности, вычислительной техники в учебного видеоматериала показывав" относительную дидактическую специфику последнего, которая проявляется в целостная наглядно-образном динамичном моделировании конкретной физической реальности. Это позволяет наиболее аффективно применять видеоматериал при изложении новой учебной темы, обобщающем повторении, активизируя образно-интуитивную стратегию мышления школьников и подтверждается результатами экспериментальной работы.

В параграфе также проанализированы кинематографические особенности содержания учебного видеоматериала (Альтшулер Б.Л., Пудовкин В.П., Эйзенштейн С.М.), относящиеся к формам и средствам управления познавательной деятельностью; выделены специфические для видеосредств подходы к дифференциации и индивидуа-

лизации обучения.

Предотавлялось ваяшм установить механизм отбора содержания физических понятий, когда средством их формирования выступает видеоматериал и связать его с той деятельностью учителя и учащихся в обучении физике, которая соответствует этому содержанию. Решению этой 8адачя посвящен третий параграф первой главы "Методические принципы конструирования видеоматериалов для формирования физических понятий".

Для выяснения и успешной реализации полученных в первом и втором параграфах выводов при отборе содержания физических понятий в видеоматериал возникла необходимость учета трудностей психолого-педагогического характера, возникающих в процессе их формирования.

Особенность научных понятий как необходимого элемента знаний состоит дрозде всего в тем, что научные понятия отражают не непосредственно чувственные свойства предметов, а их общие и существенные объективные отношения. Формирование понятийного аппа- „ рата курса физики - это результат обобщений, выяснения устойчивых закономерностей в процессе познания окружающей действительности, Вместе с тем,как показывает анализ методической литературы, экспериментальная работа учащиеся даже е&ри и могут интуитивно произвести обобщение, объяснить причину наглядных представлений» то, часто, не могут дать объяснение своей классификации. Требуется специально обучать школьников умственной деятельности. Таким образом, совершенствование методики формирования физических понятий невозможно без учета поихических особенностей учащихся: их способностей, уровня подготоменноотя,стратегиям мышления, интересов.

Анализируя теорию формирования научных понятий (Л.С.Еыгот-ский, В.В.Даввдов, И.Н.Менчинская, С.Л.Рубинштейн, А.А.Смирнов, А.В.Усова и др.), выясняя недостатки, которые существуют в практике обучения физики (А.Н.Бугаев, Р.Ю.Волковыский, В.В.ЭДул-тановский, В.Г.Разумовский и др.), мы пришли к выводу, что эти недостатки часто обусловлены домитшрованием при формировании физических понятий аналитической компоненты мышления школьников при умаливают образно-интуитивной. Такая тенденция заметна при анализе усвоения физических понятий большой познава-

тельной емкости (класс фундаментальных физических понятий) в школах н классах общеобразовательного и особенно гуманитарного профиля.

Как экспериментально подтверждено рядом исследований(Е.К. Кабакова-Меллер, П.Г.Салмина, И.С.Якиманская и др.) переход от наглядно-образного к понятийно-логическому мышлению не является лишь возрастным этапом, а введение и практическая отработка физического понятия (знание формулировки, уравнения, решение задач) совсем не обязательно приводит к возникновению адекватных ему образов.

Развитие образного мышления, обеспечивающее формирование обобщенных динамических представлений об окружающем мире, его социальных ценностей, эмоцлонально-лотребностного отношения к явлениям действительности, их этической и эстетической оценке, при учете возрастных и индивидуальных особенностей имеет важное значение как в гуманитарном, так и в естественно-научной учебной деятельности (И.С.Якиманская).

Рассмотрение психолого-педагогической литературы показало, что мыслительный процесс в форме образов происходит быстро, свернуто во времени. Мышление в образах - это сложный процесс, предстакяяющий результат предметно-чувственного восприятия окружающего мира и его понятийной обработки. Основными признаками образа (в отличие от слова) является пространственная раз-мещенность входящих в нее элементов. Наиболее существенную роль в образном мышлении играют зрительные, слуховые и двигательные представления.

Сравнение этапов, по которым идет развитие образного мышления с дидактическими возможностями видеосредств позволяет сделать вывод об эффективности использования данных средств при формировании физических понятий.

■ Таким образом с точки зрения психолого-педагогического подхода для формирования физических понятий создаются наиболее благоприятные условияи если наглядно-образные и абстрактно-вербальные представления аудиовизуальной информации оказываются связанными друг с другом, то есть при двойном кодировании учебного материала. Это позволяет рассмотреть физическую ситуацию в целом - в единстве образно-конкретного (реального объекта) и аб-

страктно-логического (понятия о нем).

Разработка принципов конструирования аудиовизуального сообщения на методическом уровне потребовало изучения проблем отбора содержания ку рса физики средней школы, проанализированного и обобщенного а роботах Г.М.Голина, В.Ф.Щдаенко, В.А.Из-возчикова, А.С.Конратьева, В.Г.Разумовского, В.И.Мощанского, В.В.Мултановского, A.C.Усовой и др.

Выявлено, что конструирование содержания учебного курса определяется двумя ведущими подходами: современной системой научных знаний и методом получения этих знаний в процессе обучения физике. Реализация данных подходов в МПФ последних лет представлена радом теоретических уровней, на которых решается, в том числе, и проблема формирования понятийного аппарата: на уровне фактов, отдельных понятий (А.Н.Бугаёв, Р.Ю.Волковыиай,

A.C.Усова и др.); на уровна генетически связанных понятой (Ю.А.Сауров, Е.А.Чижэвский), на уровне фундаментальных физических законов, теорий (Л.Я.Зорина); на уровна методологического принципа (С.В.Бубликов, Р.Ю.Волковыский, А.С.Кондратьев, А.Л. Салюков, А.М.Цатурян и др.); на уровне фундаментальной физической идеи (В.А.Извозчиков, С.Я.Чачин); на уровне физической картины мира (В.Ф.Щименко, В.А.Извозчиков, В.Н.Иощанский,

B.В.Мултановскпй); на всеобщем или философском уровне (В.А.Из-возчиков, Седеньо Фернандес Хуан Антонио).

Выявлены различные пути и методы формирования физических понятий, основные критерии усвоения содержания понятий.

На основе анализа научно-методической литературы доказано, что в основе конструирования содержания видеоматериалов,направленных на формирование понятийного аппарата, должно летать инвариантное ядро - такая суша аудиовизуальной информации, которой достаточно в рамках используемого средства обучения для усвоения физического понятия, его связей, отношений о другими понятиями, места данного понятия в сиотеме более общих единиц физического знания. Содержательной основой дня расширения,углубления введенного понятия или оистемы понятий будет слупить вариативная часть - аудиовизуальная информация, учитывающая. как специфику введения, формирования того или иного понятия в курсе физики, так и интересы и индивидуалыше особенности . ¡,

школьников. "Дополнительная", "избыточная" аудиовизуальная информация должна быть не научно-популярным приложением к основному учебному материалу, а содержательной основой дая его углубления, расширения.

Те ко требования должны предъявляться к приемам и методам использования такой аудиовизуальной информации. Так, для школ или классов с углубленным изучением предмета следует акцентировать внимание на раскрытии структурно-функциональных связей. В гуманитарных классах - на связь с жизнью, на гуманитарный аспект физических знаний. • .

Раскрытие в работе теоретические положения подтверждают результаты экспериментальной работы, В них, в частности, отмечается, что содержание отобранных учителем на урок видеозаписей и наиболее эффективно реализуемых задач формирования основ физики отражает, как правило, два ведущих компонента - мировоззренческий и политехнический. Это, с одной стороны, подтверждает указанные выше дидактические возможности аудиовизуального способа предъявления учебной инфорлации; с другой -указывает на неудовлетворительную методическую разработанность данных направлений и особенно их материально-методическое обеспечение в школьном курсе физики. Поэтому в содержательном отборе аудиовизуального материала для формирования понятийного аппарата мы опирались на данные аспекты отбора.

В работе анализируются недочеты возникающие при формировании ряда фундаментальных физических понятий, в том числе и при использовании имеющихся телепередач по физике. Показаны (с учетом полученных теоретических и экспериментальных результатов) способы того, как многие из них могаго избегать.

Итак, выделив психолого-педагогическис и методические ос- • новы отбора содержания физических понятий, сформулируем следующие принципы конструирования в использования учебного видеоматериала для их формирования.

I. Видеоматериал будет создавать наиболее благоприятные условия формирования физических понятий, если наглядно-образные и абстрактно-вербальные компоненты предъявляемой аудиовизуальной информации оказываются связанными друг о другом, т.е. при двойном кодировании.

П. В основе конструирования содержания видеоматериала должно лежать инвариантное ядро - такая суша аудиовизуальной информации, которой достаточно (в рамках учебной программы и используемого средства обуче'шя) для усвоения физических понятий, связей с другими понятиями, места данных понятий в системе более общих единиц физического знания. Вариативная часть аудиовизуальной информации должна служить содержательной основой для расширения, углубления введенных понятий.

Ш. Фрашента видеоматериала должны быть достаточно независимыми, что позволяет: использовать его полностью, фрагментарно или с другими средствами обучения, в том числе ТСО; заменять содержание отдельных фрагментов. В видеоматериале доля-mi выделяться фрагменты, имеющие "чистое" физическое содержание (например, детоистрацаошгыЗ опыт, зксперимент), о также исторический, политехнический, межпредметный и другие фрагменты.

IV. В видеоматериале и работе о ним важно учитывать индивидуальные особенности личности учащихся, объективную разницу

в характера усвоения знаний, вооприятии конкретно-практической и абстрактной информации, скорости формирования мыслительных операций и их переноса на новую информацию, различный уровень исходных знаний и диапазон интересов учащихся.

V. В структуре видеоматериала в отдельных фрагментов целесообразно выполнение принципа направленности аудиовизуальной информации - понимание учащимися целей, задач и средотв их достижения.

Реализация данных принципов делает аудиовизуальное сообщение полифункциональным. Такая полифункциопальнооть (дифференциация содержания видеоматериала по сложности, учебным целям, интересам учащихся) позволяет максимально реализовать содержание видео- и звукового ряда в соответствии о методическими возможностями, опытом учителя, профилем школы или класса.

Предложенные принципы проверялись и отрабатывались в ходе экспериментальной работы: при отборе содержания имевдихоя видеозаписей телепередач по физике; создании экспериментальных учебных видеоматериалов по разделу "Термодинамика1*, а также при разработке приемов организации познавательной деятельности

учащихся с использованием учебного видеоматериала.

Во второй главе "Методика конструирования и использования учебных видеоматериалов ври формировании ряда фундаментальных физических понятий", состоящей из трех параграфов, исходя из сформулированных нами теоретических принципов раскрыта адекватная им методика конструирования и использования учебных видеоматериалов при формировании ряда фундаментальных физических понятий курса физики средней школы. При этом основное внимание уделяется реализации важных методических положений: отбору содержания физических понятий; его структурированию в учебном видеоматериале; приемам работы с ним на уроках фивике; педагоги-чеокой диагностике эффективности усвоения изучаемого материала при использовании учебного видеоматериала.

В первом параграфе второй главы на основе использования модульного подхода разработана и описана методика конструирования учебных видеоматериалов.

В понятие "модуль" вложен следующий смысл: модуль - законченный блок информации, функциональный узел, предназначенный для решения системы дидактических и методических целей обучения. При этом "модульность" видеоматериала рассмотрена не как способ организации педагогического процесса (П.А.Юцявичене), а как способ структурирования видеоматериала и его фрагментов. В этом случае видеоматериал на модульной основе должен удовлетворять следующим требованиям:

1. Включать систему дидактических функций как средства обучения.

2. Выступать компонентом системы средств обучения без потери значимости остальных.

3. Обладать широтой и вариативностью решения учебных задач как в общем информационном блоке, так и на уровне отдельных фрагментов.

4. Аудиовизуальные фратаенты, выступающие элементами модуля должны решать задачу формирования учебных знаний в комплексе вербальных и визуальных компонентов (аудио- и видеоряда).

5. Аудиовизуальные фрагменты могут быть использованы как элемент модуля и самостоятельно без потери ведущих дидактических функций всего материала и отдельного фрагмента.

lía основе выделенных требований была разработана обобщенная модель (схема) структуры и функций аудиовизуального материала на модульной основе: в системе средств обучения; в системе его функциональных компонентов и структурных элементов.

В параграфе ра-. смотрена реализация предлагаемой модели конструирования учебных видеоматериалов на конкретных примерах:

1. Видесматесчал "Простые механизмы" (Физика 7 кл.) создан на основе телепередачи с аналогичным названием (авт.Л.С.Точилки-на). Произведен отбор содержания понятий: сила, работа, момент силы, а такхе "правило рычага" и "золотое правило механики". Разработан текст сценария и экспериментальный видеоматериал.

2. Видеоматериал "О природе тепла" (Зизика 8, 10 кл.). За основу структурирования видеоматериала бшта вьяты понятия: температура; количество теплоты; работа; внутренняя энергия; обратимые и необратимые процессы. Автором разработаны: отбор содержания, структурирование, сценарии и методические рекомендации к использованию видеоматериала. По сценариям (Приложение 7,Ч)сту-дией учебных программ телевидения Санкт-Петербурга созданы 2 телепередачи под общим названием "О природе тепла", которые транслировались по каналу учебного телевидения в 1991, 1992 гг.

Во втором параграфе рассматриваются приемы использования учебных видеоматериалов на'уроках физики.

Отмечается, что при предъявлении аудиовизуальной информации (эфирной трансляции телепередачи) затруднена или отсутствует обратная связь. Это отражается на всех этапах работы с аудиовизуальным материалом (предкоммуникативном, коммуникативном, постксммуникативном). Использование видеомагнитофона изменяет характер взаимодействия учителя, учащихся и аудиовизуального материала. И что особенно важно, кроме традиционных форм работы с аудиовизуальным сообщением, появляется возможность диалогового взаимодействия в режиме активной обратной связи при соответствующем содержании и структуре самого видеоматериала.

Какие задачи можно решать, используя "Диалог с видеоматериалом"? Это:

I. Реализация более гибкого чем при использовании традиционных ТС0 воздействия на ход усвоения аудиовизуальной информация.

2. Активизация всех компонентов аудиовизуального ряда, направленных на формирование физических знаний.

3. Пооперационное определение уровня сформированное™ физических знали;!.

4. Варьирование темпом и уровнем сложности аудиовизуального сообщения в соответствии с реальными возможностями учащихся.

5. Развитие речевых и мыслительных способностей учащихся.

6. Формирование умения работать с аудиовизуальной информацией.

7. Актуализация интереса к процессу обучетш физике.

В параграфе рассматриваются различные виды использования учебного видеоматериала в режиме активной обратной связи при изучении нового материала, закреплении, самостоятельной работе учащихся с аудиовизуальным сообщением. Уточняются требования к организации познавательной деятельности школьников для реализации данных приемов.

В третьем параграфе рассматривается содержат!о проведенного экспериментального исследования.

Экспериментальная работа включала три этапа (констатг.рую-шкй, поисковый и формирующий эксперименты), проводилась в течении трех лет (1000-1092 гг.) и охватила более 600 участников (школьников, учителей, студентов, специалистов в области учебного телевидения).

Задачи констатирующего эксперимента заключались в том,чтобы: 1) определить приоритеты в выборе учителями аудиовкзуалыпа средств обучения; 2) определить возможности предлагаемых видеозаписей учебных телепередач в решении задач обучения; 3) выявить трудности в использовании и организации учебного процесса с использованием видеосредств; 4) систематизировать мнение и рекомендации учителей по используемым ига; видеозаписям для учета при создании новых учебных видеоматериалов.

Полученные результаты позволили уточнить и сформулировать основные положения разрабатываемой методики.

Поиског.гй эксперимент проводился параллелыю с констатирующим. Основные задачи этого этапа экспериментальной работы состояли в следующем: I) отработать критерии отбора содержания .учебных видеоматериалов, позволяющих реализовать задачи форми-

ровання элементов физического знания на разных этапах обучения; 2) определить место и время проведения исследования;

3) разработать приемл обучения учащихся с использованием видеоматериалов; 4) уроверить эффективность отобранной аудиовизуальной информации и способов ее предъявления; 5) разработать экспериментальные учебные видеоматериалы, методические рекомендации к ним и апробировать их на уроках физики.

Поисковый эксперимент помог увидеть, выделить в учебных телепередачах по физике (45 телепередач) отдельные телепередачи (фрагменты), на которых оказалось возможны!.! реализовать основные положения разработанной методики.

При разработке принципов конструирования учебных видеоматериалов по физике учитывались экспертные оценки учебных телепередач. В качестве экспертов выступали: сотрудники лаборатории учебного ТВ РГОУ им.А.И.Герцена (психологи, дидакты, методисты) - специалисты в области учебного ТВ, кандидаты и доктора наук; учителя физики и студенты 5-го курса физического факультета ИЛУ. Определялись коэффициенты релевантности ряда учебных телепередач и критерии оценки усвоения физических понятий. На первых двух этапах экспериментальная работа проводилась в средних общеобразовательных школах № 56 г.Санкт-Петербурга и № 45 г.Владивостока.

В результате поискового эксперимента установлено, что эффективность использования видеоматериала на уроке определяется следующими положениями. Содержание видеоматериала должно I) включать не только демонстрацию физического явления, процесса и технического устройства, но и раскрывать способ их описания, объяснения, т.е. представлять собой логически завершенный информационный блок; 2) прослеживать развитие способа познания предлагаемого для изучения физического объекта (от предметно-конкретных образов до абстрактного обобщения яла наоборот, в зависимости от способа (метода) введения понятия); 3) обладать свойством внутренней проблемносги предъявления аудио-визуального сообщения, что предполагает использование режима активной обратной связи на уроке и вызывает .тивой интерес учащихся к информации;

4) адресоваться конкретной группе учеников; 5) соответствовать возможному для данного урока уровню усвоения понятия.

Результаты констатирующего и поискового этапов экспериментальной работы послужили основой для разработки первоначальных методических рекомендаций по применению видеосредств, созданию экспериментальных видеоматериалов.

Фор.труищий эксперимент, проведенный в 1991-92 учебном году подтвердил выдвинутую нами гипотезу. Эффективность разработанной методики конструирования и применения учебных видеоматериалов при формировании физических понятий проверялась с по-моцъю разработанных В.П.Беспалько статистических методов, которые позволили определить и сравнить коэффициенты усвоеш!Я знаний в контрольных и экспериментальных классах, а также установить связь полученных результатов о организацией и управлением учебно-познавательной деятельностью учащихся. В эксперименте приняли участие 317 учащихся средней школы й 56 г. Санкт-Петербурга. Для этой цела были отобраны 16 учебных телепередач, две из которых созданы автором.

ОСНОВНЫЕ выводы

1. Анализ современных тенденций совершенствования обучения физике и использование для этого новых технологий дает основание утверждать, что обучение физике должно сочетать как традиционные методы и средства обучения, так и использование компонентов новых информационных технологий. Методическая целесообразность их включения в учебный процесс наряду с другими ТОО должна определяться ках спецификой данных средств, ток и предметом и объектом обучения, учитывать положительные и негативные последствия их использования в педагогической деятельности.

2. Рассмотрение видеосредств как компонента новых информационных технологий обучения потребовало конкретизации понятий "информатизация образования" и "новые информационные технологии обучения". Если тенденция к компьютеризации средней школы получила всеобщее признание и закреплена нормативными документами.

учебными курсами, технической и методической поддержкой, то электронным средствам связи и, в особенности, телекоммуника-тивнцм средствам обучения на новой технической базе - учебным видеоматериалам в пг.учно-методической литературе и на практике уделяется недостаточное е;шмание, несмотря на их очевидную перспективность.

3. Установлено, что видеосредства в системе средств и методов обучения имеют собственную содержательную основу: двойное кодирование учебной информации (аудио- и визуальный ряд); активизация образно-интуитивной компоненты мышления; создание целостных динамичных представлений о конкретной физической реальности

4. Доказано: эффективность усвоения физических понятий при использовании видеосредств во многом зависит от того, как учитель использует учебный видеоматериал и как последний реализует в своем содержании и структуре дидактические функции обучения; используемые в настоящее время средства массовой информации в процессе обучения физике (учебное телевидение, видеозаписи) нувдаются в методической адаптации к условиям обучения, способам (средствам и приемам) предъявления их учащимся.

5. Аудиовизуальное соЪбщение, воздействуя на психические функции, лишь тогда активизирует познавательный процесс, когда его содержание непосредственно связано с содержанием изучаемого материала, с соответствующими базисными знаниями учащихся, их мотивами-и интересами.

6. В исследовании установлен механизм отбора содержания физических понятий для учебных видеоматериалов:

- предложенные принципы отбора ориентированы на образно-интуитивную компоненту мцщления школьников и опираются на формирование представлений о физических понятиях большой познавательной емкости (фундаментальные физические понятия) до их аналитической оценки;

- учтен "сквозной" характер формирования фундаментальных физических понятий в курсе физики средней школы, их мировоззренческий и политехнический подтекст;

- разработана структурно-функциональная модель конструиро-

вания учебных видеоматериалов на модульной (фрагментарной) основе;

- разработаны экспериментальные учебные видеоматериалы и приемы работы с ними.

7. Установлено, что диалоговое взаимодействие (режим активной обратной связи) между учителем, учащимися и видеоматериалами в предлагаемых в исследовании приемах работы с ними на уроке позволяет повысить не только усвоение физических понятий, но и активизировать интерес к процессу обучения физике.

8. В ходе экспериментальной работы подтверждены основные положения разработанной методики. Кроме этого, уточнены (на качественном уровне) теоретические положения, связанные с временем трансляции аудиовизуального сообщения, техническими и кинематографическими характеристиками видеоматериалов.

9. Практическое использование разработанной методики показало повышение эффективности обучения учащихся физике, особенно в классах общеобразовательного и гуманитарного профиля.

Актуальность и значение предлагаемых подходов к конструированию и использованию учебных видеоматериалов на уроках физики следует рассматривать в контексте проблема информатизации обучения, создания информационных банков учебных видеоматериалов и организации познавательной деятельности учащихся с их использованием, а также разработки телекоммуникатввнцх обучающих систем, совместимых с ЭЕМ, диагностики их эффективности.

Содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Учет возрастных и индивидуальных особенностей учащихся при создании видеопередач для уроков физики // Межвуз.сб.науч. тр. "Современные тенденции обучения (физике в средней школе". — Л,: РП1У им.А.И.Герцена, 1991. - С.149-153.

2. Формирование физических понятий и законов средствам! видеотехники. Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции "Научные понятия в современном учебном процессе школы и вуза". Челядшщ; 1992. - С.179-180.