Методика формирования интереса учащихся к решению физических задач средствами учебно-экспериментального конструктора

Речкалов, Виктор Григорьевич

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: Методика формирования интереса учащихся к решению физических задач средствами учебно-экспериментального конструктора

Автореферат

Автор научной работы: Речкалов, Виктор Григорьевич
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Челябинск
Год защиты: 2004
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методика формирования интереса учащихся к решению физических задач средствами учебно-экспериментального конструктора"

На правах рукописи

Речкалов Виктор Григорьевич

МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ИНТЕРЕСА УЧАЩИХСЯ К РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ СРЕДСТВАМИ УЧЕБНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО КОНСТРУКТОРА (на примере механики)

Специальность 13 00 02 -теория и методика обучения и воспитания (физика)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Челябинск-2004

Работа выполнена на кафедре теории и методики обучения физике Челябинского государственного педагогического университета

Научный руководитель доктор педагогических наук, профессор

Даммер Манана Дмитриевна

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Майер Валерий Вильгельмович

кандидат педагогических наук, доцент Искандеров Наиль Файзрахманович

Ведущая организация Курганский государственный университет

Защита состоится 19 мая 2004 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.02 при Челябинском государственном педагогическом университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 69, аудитория 439

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Челябинского государственного педагогического университета

Автореферат разослан 17 апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат педагогических наук, доцент

С. А. Крестников

Общая характеристика исследования

Актуальность исследования. Изменения, произошедшие за последнее время в нашей стране, коснулись всех сторон ее общественной и экономической жизни. Не осталось в стороне и образование. Привычная, конечно, не лишенная недостатков, но хорошо отлаженная система образования уходит в прошлое. На смену ей идет новая и противоречивая, вызывающая многочисленные споры, система, которая призвана удовлетворить изменившиеся потребности общества в образовательных услугах. В связи с этими переменами возникли и продолжают возникать новые и обострились некоторые старые "извечные" проблемы образовательного процесса.

С одной стороны, возрастает потребность в более быстром и качественном освоении все новых научных достижений широкими слоями общества, которая не может быть удовлетворена без поддержания интереса к учению на высоком уровне. С другой стороны, наблюдается падение интереса к физической науке в России, вызванное закономерными колебаниями общественного интереса, а также причинами, связанными с экономическим кризисом и промышленным спадом. Одновременно наблюдается и падение интереса учащихся к изучению физики в школе.

Все без исключения педагоги и психологи признают огромную роль познавательного интереса в образовании, о чем свидетельствует большое количество публикаций на эту тему. Понятно внимание педагогов к игровым методам в преподавании, которые позволяют стимулировать и поддерживать интерес в процессе изучения физики. В процессе педагогического творчества учителями создаются новые формы стимулирования интереса. Однако, в действительности мы наблюдаем снижение познавательного интереса к изучению физики.

С одной стороны, среди прочих умений, приобретаемых при обучении, возрастает роль умения решать задачи, что связано с исторически обусловленными причинами, а также с возрастающим практицизмом общественного сознания. С другой стороны, формирование этого умения осложняется сокращением учебного времени и упрощением учебных программ, отсутствием специального оборудования и средств наглядности, которые могут быть, использованы при обучении решению задач по физике, отсутствием методики использования такого оборудования. Более того, не осознана в должной мере сама проблема, что при обучении решению задач требуется какое-то специальное оборудование, кроме доски и мела.

Экспериментальный характер науки вообще и физической науки, в частности, требует широкого использования всех видов учебного эксперимента в учебном процессе. С другой стороны, недостаточное количество современного учебного экспериментального оборудования в школьных кабинетах приводит к тому, что эксперимент нередко вытесняется из образовательного процесса.

ЮС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

Перечисленные противоречия решаются на сегодняшний день стихийно, без должного осознания и не всегда адекватными средствами. Методы формирования интереса все больше подменяются методами принуждения (надо, без этого нельзя). Возрастание роли умения решать задачи приводит к увлечению решением большого количества различного типа задач и в школе, и в различных подготовительных организациях, и при посредстве частного репетиторства, что, в свою очередь, приводит к полному вытеснению учебного эксперимента из учебной деятельности. Этому способствует и отсутствие необходимого оборудования. Попытки отдельных организаций возместить недостаток такого оборудования носят случайный, научно необоснованный характер. В результате учебным заведениям часто под видом последних достижений учебной техники предлагается оборудование, учебная ценность которого вызывает сомнения.

Проблемам повышения уровня познавательного интереса, обучения решению физических задач и использования физического эксперимента в обучении посвящены усилия многих педагогов и психологов, среди которых: Д.М. Богоявленский, М. Вертгеймер, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев, В.В. Майер, ГЛ. Балл, Е.В. Оспенникова, В.Г. Разумовский, А.В. Усова, Н.Н. Тулькибаева, Г.И. Щукина, Р.И. Малафеев и др. Однако, нами не выявлены работы, направленные на изучение влияния учебного эксперимента на интерес к решению физических задач.

Перечисленные противоречия позволяют сделать вывод об актуальности научного исследования, направленного на их разрешение. Проблемой настоящего исследования является: возникновение и развитие интереса учащихся к решению физических задач и методы воздействия на него средствами учебного эксперимента.

Тему нашего исследования мы сформулировали следующим образом: "Методика формирования интереса учащихся к решении) физических задач средствамиучебно-экспериментачьного конструктора (напримеремехани-ки)".

Соответствующим образом была сформулирована основная цель исследования: разработка методики повышения интереса учащихся к решению физических задач средствами учебного эксперимента и создание опытного образца необходимого для этого оборудования.

Объектом исследования является процесс обучения учащихся решению физических задач.-

Предмет исследования: методы повышения интереса учащихся к решению физических задач средствами учебного эксперимента.

В основу исследования, направленного на достижение сформулированной нами цели, была положена следующая гипотеза.

Учебный эксперимент позволяет повысить интересучащихся к решению физических задач, если методика обучения решению физических задач направлена на формированиеумения оперироватьмысленнымимоделямифизических явлений и материатьных объектов, представленных в задаче, при

использовании учебно-экспериментального оборудования, основанного на принципе "конструктора ", так как:

- мысленные действия с идеальными моделями заданной ситуации (мыс-

ленное моделирование) способствуют нахождению идеи решения задачи и повышают эмоциональную глубину переживания успеха;

- оборудование типа "конструктора" позволяет выполнять с материальными моделями действия, свойственные мысленному моделированию.

Исходя из цели и гипотезы в работе ставились следующие задачи:

1. На основании анализа современных психологических и педагогических концепций установить причины и условия возникновения интереса к решению физических задач.

2. Определить возможности учебного эксперимента по формированию интереса учащихся на каждом этапе деятельности по решению физических задач.

3. Разработать методику обучения учащихся решению физических задач, направленную на развитие их интереса средствами физического эксперимента.

4. Сформулировать методически обоснованные требования к учебному оборудованию, которое необходимо для экспериментального сопровождения деятельности по решению физических задач, спроектировать и изготовить образец такого оборудования.

5. Произвести экспериментальную проверку эффективности разработанной методики.

Теоретико-методологическими основами исследования являются:

- на философском уровне - научная теория познания, теория отражения;

- на общенаучном уровне - системный подход, теория поэтапного формирования умственных действий, теория развивающего обучения, психологическая теория деятельности, психологическая теория творческой деятельности;

- на частнонаучном уровне - концепция содержания общего среднего образования, теория формирования у учащихся научных понятий и учебных умений, теория проблемного обучения, теория обучения решению задач по физике.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

- теоретический и исторический анализ проблемы на основе философской, психолого-педагогической и методической литературы, имеющей отношение к теме исследования;

- теоретический синтез, аналогия, абстрагирование и конкретизация, теоретическое моделирование;

- педагогическое наблюдение, опрос, анкетирование, педагогический эксперимент в различных видах.

Диссертационная работа является итогом исследовательской работы в течение длительного периода с 1999 по 2003 годы, в котором достаточно условно могут быть выделены три этапа

Первый этап (1999 — 2000 гг.) являлся поисковым. В этот период была сформулирована цель исследования, определены объект и предмет исследования. На данном этапе определялись методологические и теоретические основы исследования, анализировалась философская, психолого-педагогическая и методическая литература по проблеме исследования. Была выявлена психологическая роль интереса и способы педагогического воздействия на него при обучении решению физических задач. Сформулированы общие требования к специальному учебному экспериментальному оборудованию, предназначенному для использования при обучении решению физических задач.

Второй этап (2000-2001 уч. год) - конструкторский Основное внимание на этом этапе уделялось уточнению содержания учебного набора, который мы назвали "Эксла" - экспериментальная лаборатория. Принцип модульности приобрел конкретное воплощение в "базовом" комплекте. На этом этапе были сконструированы основные узлы и детали набора. Создавались чертежи, дорабатывалась конструкция деталей, шел поиск наиболее поучительных и интересных задач различного типа, в том числе, экспериментальных задач и учебных экспериментальных исследований. В процессе лабораторного педагогического эксперимента при широком участии студентов ЮУрГУ отрабатывались методы работы с оборудованием.

Третий этап (2001-2003 уч. год) - проверочный. Проводился контрольный эксперимент, в ходе которого проверялись приемы и методы воздействия на интерес учащихся к решению физических задач. Осуществлялась проверка разработанной методики. Была проведена статистическая обработка и обобщены результаты педагогического эксперимента. Сформулированы в окончательном виде результаты исследования. Педагогический эксперимент проводился на базе учебного подготовительного центра для учащихся 9-11 классов "Абитуриент" и кафедры общей и теоретической физики ЮжноУральского государственного университета.

Научная новизна исследования заключается в том, что

1. В деятельности по решению физических задач выделен этап, освоение которого приводит к формированию устойчивого интереса к данному виду учебной деятельности - мысленное моделирование заданной ситуации.

2. Выделены два этапа в освоении мысленной модели физического явления и материальных объектов:

а) этап построения и первоначального освоения мысленной модели;

б) этап освоения рациональных способов действий с мысленной моделью.

Определены особенности использования учебного эксперимента при обучении решению задач на каждом из этапов освоения мысленной модели физического явления и материальных объектов.

3. Обоснована возможность и необходимость применения учебного эксперимента на всех этапах обучения решению физических задач (за исключением чисто исполнительских) в целях привлечения интереса к этому виду деятельности.

4. Создана научно обоснованная методика использования учебного эксперимента для формирования интереса к учебной деятельности по решению физических задач.

5. Сформулированы общие требования к учебному оборудованию, специально предназначенному для использования при обучении решению задач по физике.

Теоретическая значимость исследования.

1. Определены дидактические функции учебного эксперимента на различных этапах решения физических задач.

создание условий для систематического самостоятельного поиска и нахождения идеи решения задачи учащимися в результате мысленного моделирования задачной ситуации ведет к формированию устойчивого интереса к решению задач.

Практическая значимость исследования заключается:

- в создании учебного комплекта по механике "Эксла", в котором реализована идея конструктора, и на который было получено авторское свидетельство "Лабораторно-демонстрационный комплект по физике";

- в создании методических рекомендаций по использованию учебного конструктора "Эксла" при обучении решению задач по механике;

- в положительном влиянии разработанной методики на формирование у учащихся интереса к решению и умения решать физические задачи;

- во внедрении в практику обучения результатов исследования.

Апробация работы проходила на: практических занятиях в учебном

центре "Абитуриент", лабораторных занятиях в ЮУрГУ; через публикации и выступления на:

- заседаниях и семинарах кафедры теории и методики обучения физике ЧГПУ (с 1999г.);

- республиканской VIII научно-практической конференции "Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов" (14- 16 мая 2001, г. Челябинск);

- международной научно-практической конференции "Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях" (13 - 14 апреля 2002, г. Екатеринбург);

- седьмой и восьмой всероссийских научно-практических конференциях "Учебный физический эксперимент: актуальные проблемы. Современные решения" (2002 и 2003, г. Глазов, Удмуртия).

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается: системным подходом к разрешению проблемы; методологической обоснованностью научных положений; философским и психологическим анализом теории и методики обучения решению задач по физике; учетом современных достижений в педагогике и психологии творческой деятельности; комплексом методов педагогического исследования, адекватных его задачам; подтверждается итогами проведенного педагогического эксперимента, а также личным участием автора в опытно-экспериментальной работе.

На защиту выносится:

1. Методика использования учебного комплекта "Эксла" в целях формирования интереса к учебной деятельности по решению физических задач, которая предполагает:

- создание условий для самостоятельного поиска и нахождения идеи решения задачи учащимися в результате интенсивной деятельности на основе мысленного моделирования задачной ситуации;

' - формирование умений, связанных с осуществлением мысленных действий на основе деятельности с учебно-экспериментальным комплектом "Эксла" на различных этапах решения задач и различных стадиях освоения действий с мысленными моделями физических явлений и материальных объектов.

2. Разработанный автором учебный комплект по механике "Эксла", специально предназначенный для использования при обучении решению физических задач и удовлетворяющий сформулированным нами научно обоснованным методическим требованиям к такому типу оборудования.

Структура и основное содержание диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и библиографии.

Во введении обосновываются актуальность проблемы исследования, определяются объект, предмет, цель и задачи исследования, формулируется гипотеза, конкретизируются методы и этапы работы, раскрывается научная новизна исследования, его теоретическая и практическая значимость.

В первой главе "Обоснование целесообразности использования учебного эксперимента для развития интереса учащихся крешению физических задач" анализируются понятия эмоции интереса в психологии и познавательного интереса в педагогике. Рассматриваются роль и возможности подсознания и воображения при решении задач.

К сожалению, на сегодняшний день среди психологов нет единства взглядов на природу, роль и механизм действия эмоций человека. В своем анализе психологической природы интереса мы опирались в основном на работы С. Л. Рубинштейна, Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева, Н.Ф. Талызиной, И.С. Якиманской, А.Т. Шумилина, М. Вертгеймера, К.Е. Изарда и др.

В соответствии с современными научными представлениями стремление к существенно новым знаниям и накоплению жизненного опыта является врожденным свойством высокоорганизованных живых организмов. Потребность в накоплении и осмыслении индивидуального жизненного опыта привела в ходе эволюционного развития к созданию сложной автоматической системы, отвечающей за обнаружение, обработку и хранение информации: В структуре психики человека эта система отождествляется с подсознанием. Кроме "работы с информацией" в функции подсознания входит выбор оптимального шаблона поведения на основе анализа поступающей и имеющейся информации. Определив оптимальный шаблон поведения в данной конкретной обстановке, подсознание организует управление, побуждая человека к выбранному стереотипу поведения за счет организации эмоционального давления.

Врожденная потребность в информации или жизненном опыте первоначально не знает предмета своего удовлетворения. Только столкнувшись с конкретным новым явлением или с видом деятельности, эффективно вырабатывающей новую информацию, потребность в информации "опредмечивается".

Эмоция интереса представляет собой внутренний сигнал-побуждение к познавательной деятельности, который активизируется подсознанием в том случае, когда в потоке поступающей информации ему удается обнаружить предмет удовлетворения врожденной потребности в информации.

Мышление, в отличие от подсознания, не является врожденной подсистемой психики. Мышление возникает в результате обучения и, прежде всего, - языку. В задачи мышления также входит обработка информации, только более сложная в соответствии с алгоритмами, которые мышление находит самостоятельно. Работа мышления невозможна без поддержки подсознания, но подсознание не контролируется сознанием непосредственно. Оно, как автоматическая и относительно самостоятельная подсистема, подключается к работе мышления по мере необходимости, причем, чем напряженнее и настойчивее пытается мышление найти решение, тем полнее подключается к работе подсознание.

Подсознание не способно понимать информацию, выраженную в вербальной форме, поэтому взаимодействие между мышлением и подсознанием осуществляется в основном через воображение.

Наиболее эффективным, с точки зрения выработки существенно новой информации, является творческое или продуктивное мышление. В процессе творческого мышления тесное взаимодействие мышления и подсознания при активной поддержке воображения наиболее ярко выражено. Напряженная творческая работа мысли наиболее часто приводит к творческому озарению или инсайту. Инсайт - это мгновенное рождение догадки. Для инсайта характерны быстрота протекания и наличие латентного или скрытого периода, во время которого происходит недоступная для сознания обработка информации. Мгновенное возникновение существенно новой информации при инсай-

те делает его максимально "информационнопродуктивным" видом деятельности с точки зрения психической системы. При возникновении "озарения" потребность в информации встречается с максимально эффективным способом ее удовлетворения. Подсознание автоматически фиксирует при этом структуру деятельности, которая привела к инсайту, и стремится в дальнейшем к этому виду деятельности. Самостоятельное нахождение догадки в результате-творческого мышления делает этот вид мышления для человека максимально привлекательным, интересным.

Несмотря на то, что все люди в детском возрасте имеют предрасположенность к творческому мышлению, не у всех этот вид мышления развивается. Связано это со многими причинами и одной из них является отставание в развитии воображения.

Понятие интереса или познавательного интереса в педагогике шире понятия эмоции интереса в психологии. В соответствии с определением В.А Крутецкого интерес - это "Активная познавательная направленность человека на тот или иной предмет или явление действительности, связанная обычно с положительным эмоционально-окрашенным отношением к познанию объекта или к овладению той ши иной деятельностью ". Например, так называемый косвенный интерес может не иметь никакой эмоциональной окраски или может быть даже окрашен отрицательными эмоциями. В этом случае человеку для того, чтобы сосредоточиться на предмете косвенного интереса, приходится прибегать к волевому усилию. Положительная эмоциональная окраска создает привлекательность предмету интереса и побуждает к изучению его без внешнего и внутреннего принуждения. Характер эмоциональной окраски при этом может быть очень сложным, тем не менее, центральное место в ней занимает эмоция интереса. При анализе понятия интереса в педагогике мы опирались на работы Г.И. Щукиной, В.А. Крутецкого, А.В. Усовой, Е.В. Оспенниковой, И.Я. Ланиной, Ю.К. Бабанского, Б.И. Додонова.

При анализе процесса формирования интереса к решению задач у учащихся мы опирались на работы СЕ. Каменецкого, В.П. Орехова, А.В. Усовой, Д. Пойа, В.Г. Разумовского, Н.Н. Тулькибаевой, Н.Ф. Искандерова, И.С. Башкатовой и др.

Для того чтобы заинтересовать самим процессом решения задач, необходимо добиться, чтобы учащийся самостоятельно пришел к идее решения задачи. Однако, не любой успех вызывает интерес к деятельности. Если учащемуся показать, как решаются задачи такого типа, а затем предложить в качестве упражнения еще несколько аналогичных задач, то, несмотря на почти гарантированный успех, такая практика не вызывает интереса. Интерес к процессу решения возникает только в том случае, если до начала решения учащийся не знает, как задача решается, а в процессе интенсивной мыслительной деятельности такое решение будет им найдено при минимальной поддержке педагога. Однако, нахождение идеи решения задачи - один из самых сложных этапов деятельности по ее решению. Для того, чтобы деятельность учащегося по поиску идеи решения оказалась успешной, ему должна

быть оказана квалифицированная и ненавязчивая поддержка. Мыслительная деятельность учащегося должна быть организована педагогом таким образом, чтобы повысить вероятность ее успеха.

А.Т. Шумилин в своей монографии "Проблемы теории творчества" показал, что основной формой творческого физического мышления и, следовательно, наиболее эффективной, "информационнопродуктивной" и наиболее интересной, является мысленное моделирование. Данный вывод А.Т. Шумилина основывается на проведенных физиологами, психологами, кибернетиками экспериментальных исследованих процесса решения задач (А.А. Фельд-баум, • Н.А Бернштейн, Е.Н. Соколов, В.М. Глушков, Д.А. Поспелов, O.K. Тихомиров, В.Н. Пушкин, В.Н. Садовский, Н.М. Амосов, ЛЛ. Гурова, А.Э. Эсаулов и др.), которые позволили с полной определенностью установить, что важнейшим компонентом этого процесса является построение внутренней или информационной модели предметов мира в мозгу.

А.Н. Леонтьев дает следующее определение модели: "Мы будем называть моделью такую систему (множество), элементы которой находятся в отношении подобия (гомоморфизма, изоморфизма) к элементам некоторой другой (моделируемой) системы".

По мнению А.Т. Шумилина, "Если материальная модель исследуется в материальном эксперименте, то мысленная, идеальная модель создается для исследования ее в мысленном эксперименте".

Термин мысленное моделирование используется в двух значениях: создание модели и исследование ее в процессе мысленного экспериментирования с ней.

В нашей работе под мысленным моделированием мы понимаем процесс построения идеальных моделей физических явлений и материальных объектов в воображении и выполнение действий с ними с целью их изучения и поиска решения физических задач.

В развитии умения использовать мысленное моделирование при решении физических задач мы выделили два этапа:

I. Этап создания мысленной модели изучаемого физического явления и первоначальное ее освоение. На этом этапе внимание учащихся концентрируется на самой модели и на оперировании с ней при помощи мысленных действий. Все действия, которые учащиеся учатся выполнять с моделью задач-ной ситуации при ее решении, могут быть отнесены к одному из следующих типов:

1. Построение мысленной модели.

2. Преобразование модели (геометрическое и физическое).

3. Экспериментирование с моделью.

4. Наблюдение за моделью.

II. Этап дальнейшего освоения действий с мысленной моделью изучаемого физического явления и поиска рациональных приемов работы с ней при поиске решения задачи, который приблизительно соответствует VI - VII этапам обучения решению физических задач по методике А.В. Усовой. На этом

этапе естественным образом возникает интерес к общим и частным методам решения задач. Знакомство с алгоритмами и методами решения задач на данной стадии обучения не тормозит развитие воображения, а придает мысленным действиям с воображаемыми моделями более целенаправленный, упорядоченный характер. В силу этого развитие физического воображения и свободы действий с мысленными моделями продолжается и на этом этапе, и будет продолжаться на протяжении всей последующей деятельности по изучению физической теории.

На каждом этапе обучения решению задач желательно найти такую форму постановки задачи, чтобы в ней присутствовала загадка, разгадку которой на данном этапе своего развития учащиеся в состоянии найти самостоятельно. Если на первоначальном этапе для учащихся представляется сложным сделать вывод, что все вокруг, они сами, и их учитель, в том числе, - это тоже физическое тело, пусть они сами об этом догадаются. Т. е. если они затрудняются представить простейшие модели, не следует очень сильно торопиться с подсказками. Вместо прямой подсказки лучше использовать наводящие вопросы, продемонстрировать явление и предложить понаблюдать за ним, предложить представить то или иное действие в воображении. Если решение затягивается, можно даже отложить его и предложить подумать над задачей дома с тем, чтобы вернуться к ней еще раз на следующем уроке.

Сложности, связанные с обучением мысленному моделированию как деятельности, обусловлены тем, что операции, которые человек выполняет при работе с мысленной моделью, производятся в его воображении и скрыты от постороннего наблюдения. Вместе с тем, мысленное и материальное моделирование в процессе поиска идеи решения задачи структурно одинаковы. Это позволяет использовать учебный эксперимент и подходящие материальные модели для объяснения действий и операций с моделями задачи, которые могут привести к идее решения.

Нами сделан вывод о возможности использования "конструктора" как средства для осуществления наиболее естественного перехода от материального моделирования задачи к мысленному. Конструктор позволяет провести как последовательное и спланированное экспериментальное исследование всей задачи, так и небольшое импровизированное изучение некоторых наиболее сложных моментов, возникающих при ее решении.

Нами был сформулирован обобщенный план деятельности педагога при обучении решению задач, направленный на создание устойчивого интереса к деятельности по решению задач по физике, на каждом из этапов которого может быть использован эксперимент, основанный на применении конструктора.

Удивить => Настроить психическую систему на решение задачи => Обеспечить эффект включения => Обеспечить правильное восприятие условия задачи => Помочь воображению представить задачную ситуацию => Помочь воображению в правильном выполнении мысленных действий в поиске решения => Подвести учащихся к правильному решению настолько, чтобы

они были в состоянии самостоятельно догадаться, как решать задачу => Порадоваться вместе в учащимися найденному решению => Убедиться в правильности выводов => Удивить совпадением найденного решения с опытом.

Деятельность педагога при этом является направляющей и стимулирующей. Он только подводит учащихся к решению — догадаться они должны сами.

Возможности учебного эксперимента и комплекта "Эксла" представлены в таблице 1.

Таблица 1

Функции учебного эксперимента и возможности экспериментального ком-

плекта "Эксла" на различных этапах решения задач

Этапы решения задачи Функции учебного эксперимента па данном этапе Возможности учебного комплекта "Эксла" в реализации функции

Подготовка к решению задачи Организация проблемной ситуации Демонстрация опытов при организации проблемной ситуации' - показ явлений и свойств тел, - способов измерения величин, • причинно-следственных связей между явлениями, ' 1 • зависимостей между характеристиками явлений

Восприятие условия задачи Моделирование задачной ситуации с целью более ясного и правильного восприятия ее условия Воспроизведение явлений при помощи конструкций из деталей комплекта, описанных в задаче физических тел и механических устройств (весы, рычаги, системы блоков .) и изучение их свойств

Поиск решения Обнаружение закономерностей опи-задачи санного в задаче явления, выбор наиболее существенных из них и выдвижение гипотезы решения Организация экспериментального изучения модели задачной ситуации с целью поиска идеи решения в варьируемых условиях

Осуществление 1 — решения задачи 1(На данном этапе осуществляется обработка найденной идеи решения [при помощи математического и логического аппарата физической теории Эксперимент на данном этапе применять нецелесообразно)

Проверка реше- ркспериментальная проверка и на-ния задачи глядная демонстрация правши ности решения Построение установки для экспериментальной проверки решения и выполнение необходимых измерений

Далее нами были сформулированы общие требования к учебному оборудованию специально предназначенному для осуществления экспериментальной поддержки при обучении решению задач по механике. Такое оборудование должно:

- быть основано на принципе "конструктора";

- быть простым в обращении;

- содержать небольшое количество легко запоминаемых деталей;

- позволять моделировать если не все, то большое количество типовых

задач;

- позволять ставить и решать конструкторские и экспериментальные задачи;

- отвечать современным требованиям дизайна;

- быть наглядным и хорошо обозреваемым с каждого учебного места.

Кроме требований методического плана, мы считаем, что комплект

должен удовлетворять ряду требований практического характера, таких как:

- удобство хранения;

- ремонтопригодность;

- приемлемая стоимость;

- расширяемость.

Во второй главе "Методика использования опытного образца учебного комплекта по механике "Эксла" при обучении решению задач по физике" уточняется и конкретизируется задача создания опытного образца учебного комплекта на данном этапе. Рассматривая идею создания комплектов по различным разделам физики (комплектов расширения) и малогабаритных и упрощенных наборов для фронтального использования как перспективную, мы сосредоточили свои усилия на создании базового комплекта по механике, который мы назвали "Эксла" - экспериментальная лаборатория. Внешний вид установки приведен на иллюстрации (рис. 1).

Из комплектов расширения к настоящему моменту создан только комплект по геометрической оптике, методику работы с которым, мы, однако, в данной работе не рассматриваем. Тем не менее, наличие этого комплекта доказывает возможность дальнейшего расширения возможностей комплекта и превращения его в настоящую учебную физическую лабораторию.

При создании базового комплекта по механике мы опирались на опыт специалистов, работы которых оказали решающее влияние на раскрытие роли и возможностей учебного эксперимента и привлечение к нему пристального внимания педагогов. Из них, прежде всего, необходимо отметить О.Ф. Кабар-дина, В.В. Майера, Е.С. Объедкова, С.Ф. Покровского, В.Г. Разумовского и др.

В работе приводится подробное описание всех деталей комплекта и некоторые примеры типовых конструкций, собранных из них, таких, как: рычаг, рычажные весы, тележка, блок, маятник Максвелла, машина Атвуда, маятник Обербека, баллистический маятник, стробоскоп.

Далее на конкретных примерах рассматриваются возможности комплекта и методические приемы его использования при обучении решению физических задач. Показано, что применение "конструктора" позволяет вместо заучивания и переписывания готовых методов решения задач организовать экспериментальное мини-исследование задачной ситуации.

Рис. 1. Внешний вид лабораторно-демонстрационной установки "ЭКСЛА"

Например, в задаче о необычном поведении катушки с нитками, которую мы взяли из книги М.Е. Тульчинского "Занимательные задачи-парадоксы и софизмы по физике", показано такое мини-исследование, которое в конечном итоге приводит к пониманию причины "странного" поведения катушки и к идее решения.

"Две катушки с нитками (рис. 2) тянут с одинаковой силой за нить в одном и том же направлении. Однако катушка В приближается к руке и нить наматывается, а катушка А удаляется от руки и нить разматывается. Объясните странное поведение катушек".

Если этот опыт не продемонстрировать, то очень многие учащиеся просто не понимают, в чем здесь дело. Все знакомы с явлением, когда катушка "убегает" от вас, если ее потянуть за нитку, но чтобы катушка катилась при этом к вам - это явление более редкое. Не все учащиеся с этим явлением зна-

комы, и во время демонстрации поведение катушек действительно их удивляет.

Рис. 2. Рисунок к задаче

Собрав катушку из деталей "конструктора" и установив ее на две направляющие, закрепленные на опорной раме, мы получаем возможность исследовать поведение катушки при различных наклонах нити. В результате, причина "странного" поведения катушки становится очевидной: в зависимости от положения нити изменяется знак момента силы натяжения нити относительно точки опоры. Это и вызывает изменение направления вращения катушки.

Кроме задачи о катушке мы приводим следующие примеры таких мини-исследований:

- определение пути торможения тела, соскальзывающего с горки;

- колебания заряженного шарика в электростатическом поле;

- измерение скорости пульки школьной рогатки;

- самодельный стробоскоп;

- "взвешивание" силы тяги "реактивного двигателя";

- "плоский вариатор";

- изучение КПД туристской системы блоков,

- изучение прецессии гироскопа.

Относительно последнего примера необходимо сделать пояснение Дело в том, что явление прецессии гироскопа в школе не изучается Однако, по нашему мнению, нет в механике более парадоксального и одновременно более знакомого объекта, чем гироскоп. Детская игрушка волчок или юла известна практически каждому человеку. И все-таки поведение волчка всегда удивляет, всегда привлекает внимание и взрослых и детей. Мы знаем, что интерес, как и другие эмоции, обладает свойствами катализатора. Интерес, испытанный при изучении гироскопов, может распространиться и на изучение других тем каким-то образом с ними связанных, в частности на изучение вращательного движения вообще. Строгая теория гироскопов сложна, однако, экспериментальное исследование вполне доступно. Вместе с тем, мы не считаем, что перед учащимися нельзя ставить вопросы, на которые на данном этапе их развития не может быть дано строго научного ответа. Наоборот, такие вопросы непременно должны ставиться. В процессе обучения у учащегося должен формироваться не только определенный багаж знаний, но и багаж вопросов, на которые ему очень хотелось бы получить ответ. Такой багаж

является важным связующим звеном между средним образованием и высшим, между имеющимся уровнем знаний и желаемым.

Данный материал может быть использован при проведении факультативных занятий по физике и может стать основой для создания "Учебной теории гироскопов" в смысле определения учебной теории, данного В. В. Майе-ром.

В третьей главе "Содержание и методика проведения педагогического эксперимента" рассматриваются логика, содержание и результаты педагогического экрперимента.

Педагогический эксперимент состоял из трех этапов - констатирующей части, созидательно-преобразующего и контрольного эксперимента.

Первый этап (2000 - 2002 гг.) созидательно-преобразующий эксперимент.

Эта часть педагогического эксперимента оказалась самой трудоемкой и продолжительной. Хотя хронологически созидательно-преобразующий эксперимент начался в самом начале нашего исследования и продолжался до последнего момента, основная часть работы была выполнена к сентябрю 2002 г. На этом этапе к работе широко привлекались студенты различных специальностей ЮУрГУ. В ходе этой части эксперимента отрабатывались элементы методики, подбирались и изобретались новые задачи, усовершенствовались узлы и детали комплекта. В результате этой работы возможности комплекта существенно расширились. Первоначально рассчитанный только на работу в области задач статики, комплект теперь позволяет решать многие задачи динамики и кинематики. Улучшилась конструкция опорной рамы. Были добавлены некоторые простые детали. Составлен альбом с описанием. Была отработана идея задания экспериментальных задач на дом, с последующим проведением опытов в классе.

Второй этап (октябрь 2002 г.) констатирующий эксперимент.

Проводился на базе групп учебного центра "Абитуриент", и был совмещен с начальным этапом контрольного эксперимента.

Третий этап (сентябрь 2002 г. - декабрь 2003 г.) контрольный эксперимент состоял из двух частей. Сентябрь 2002 г. - декабрь 2002 г., контрольный эксперимент на базе учебных групп учебного центра "Абитуриент". Сентябрь 2003 г. - декабрь 2003 г., контрольный эксперимент на базе студенческих групп ЮУрГУ.

Для проведения педагогического эксперимента в "Абитуриенте" и ЮУрГУ использовались различные методики.

Во время педагогического эксперимента на базе учебного центра "Абитуриент" для оценки уровня интереса мы остановились на двух методах: анкетировании и косвенном наблюдении. При подготовке анкет мы отталкивались от анкет и тестов, разработанных А.В. Усовой.

Метод косвенного наблюдения основан на свойствах интереса. Его сущность заключается в создании условий для свободного проявления тех

свойств интереса, за которыми ведется наблюдение. Мы использовали метод наблюдения в четырех вариантах:

1.. Необязательные задачи (Свободный выбор);

2. Перекличка (Метод отвлечения);

3. Перерыв (Конкуренция интересов);

4. Контроль уровня интереса при решении смежных задач (Эмоциональный перенос).

Группы в учебном центре формируются не только по предметам, но и в соответствии с факультетом, на который собирается поступать данный абиту-рпент. И контрольные и экспериментальные группы были сформированы из абитуриентов, собирающихся поступить на факультет прикладной математики и физики.

Программа педагогического эксперимента была составлена таким образом, чтобы сохранить без изменений учебную программу, принятую на курсах. Для проведения эксперимента были выбраны две экспериментальных и две контрольных группы по 25 учащихся в каждой, занятия в которых вел один и тот же преподаватель.

Входное анкетирование показало, что:

- и в контрольной и в экспериментальной группах интерес к физике невысокий и практически одинаковый;

- на первом месте находится интерес к математике, что объясняется спецификой факультета прикладной математики и физики;

- по уровню интереса физика существенно уступает математике, но по уровню сложности учащиеся оценивают их практически одинаково;

- у учащихся ярко выражен страх перед физическими задачами.

В качестве примера на рисунке 1 приводится диаграмма рейтинга учебных предметов по 90 бальной шкале по уровню интереса учащихся к ним на основании результатов входного анкетирования.

90 Контрольные грцппы 30 Экспериментальные группы

75 75

60 80 -

45 45

30 30 -

- * - 15 - - 15

123456 1 2 3 4 5 6'

Рис. 3. Рейтинг учебных предметов по уровню интереса среди учащихся контрольных и экспериментальных групп при входном тестировании Цифрами поддиаграммой обозначены следующие предметы:

1. Математика.

2. Физика.

3. Русский язык.

4. История.

5. Биология.

6. Иностранный язык.

Метод наблюдения и заключительное анкетирование показали существенное повышение уровня интереса к решению задач по физике в экспериментальных группах.

Контрольные группы Экспериментальные группы

60 еэ В1

ЭС 30

12 3 12 3

Рис. 4. Рейтинг учебных предметов по уровню интереса среди учащихся контрольных и экспериментальных групп при заключительном тестировании

Диаграммы рейтинга интереса к учебным предметам (рис. 3 и рис. 4), построенные по результатам входного и заключительного анкетирования, показывают возрастание интереса к физике в экспериментальных группах к концу педагогического эксперимента.

Эксперимент также показал, что наиболее значительное влияние использованная нами методика оказывает на умение решать качественные задачи, на основании которого мы оценивали умение догадываться. С доверительной вероятностью 95% (оценка уровня значимости проводилась по критерию хи-квадрат) мы можем утверждать, что умение догадываться у учащихся экспериментальной группы сформировано лучше, чем в контрольной.

Для педагогического эксперимента, который проводился со студентами первого курса ЮУрГУ, была использована принципиально другая методика. Это связано со спецификой учебной программы. Для изучения механики на всех инженерных специальностях в курсе общей физики отводится всего четыре практических и четыре лабораторных занятия в течение первого семестра. В силу явного недостатка времени мы отказались от использования эксперимента на практических занятиях и предлагали студентам экспериментальные задачи на занятиях лабораторного практикума.

На вводном занятии студентам был продемонстрирован комплект и некоторые его возможности. Затем на дом была предложена экспериментальная задача, связанная с темой предстоящей экспериментальной работы. Этот принцип сохранялся на следующих четырех занятиях. За удачные решения студент получает дополнительные баллы, которые принимаются в расчет при

выставлении семестровой оценки и учитываются на экзамене. Во время следующего занятия студент, который выполнил все необходимые измерения, предусмотренные плановой лабораторной работой, и показал результаты преподавателю, получает возможность продемонстрировать свое решение на комплекте. За это также начисляются дополнительные баллы. После четырех занятий по механике перед началом выполнения работ по молекулярной физике подводятся итоги и выставляются оценки за решение экспериментальных задач. После этого преподаватель объявляет, что у него еще есть несколько интересных задач, которые он намерен предложить для желающих. Решения этих дополнительных задач преподаватель, также, как и раньше, будет принимать и рассматривать, но они уже больше ни на что не влияют, так как оценка по механике уже выставлена. Дальше начинается вторая часть педагогического эксперимента, в которой нас интересовало количество учащихся, которые продолжат решать предложенные задачи, несмотря на то, что эти задачи ни на что уже больше не влияют.

Изменение условий эксперимента существенно повлияло на активность студентов. Количество сданных работ сократилось в среднем с 92% до 28%. Однако, в результате исследовательской беседы было установлено, что интерес к экспериментальным задачам в действительности больше, чем могло бы показаться только на основе анализа сданных работ. Однако, студенты первого курса испытывают большую нервную нагрузку, впервые столкнувшись со сложностями студенческой жизни, а стресс, как известно, подавляет все положительные эмоции. К тому же, они не умеют пока еще правильно распределять свое учебное время. Интерес есть, даже некоторые приходят к решениям, но найти время и заставить себя сесть и все это записать они не могут. Некоторые студенты сознались, что они после лабораторной работы пытаются решить задачу на протяжении последующей лекции, но если в течение ближайших двух-трех дней не удается найти решение, то интерес к задаче угасает.

Сдача зачетов по лабораторным работам проводилась при помощи собеседования, которое показало:

1. Повышенный интерес к выполнению лабораторных работ по сравнению с практическими "занятиями по решению задач продемонстрировало больше половины студентов - 64%;

2. Интерес к решению экспериментальных задач и к выполнению типовых лабораторных работ оказался примерно равным с незначительным перевесом в сторону типовых лабораторных работ. Такой результат был вполне ожидаемым, хотя и не очень приятным. Непосредственное наблюдение за ходом выполнения лабораторных работ говорило о том же: студенты первого курса с интересом и энтузиазмом выполняют типовые лабораторные работы.

Мы объясняем это следующим образом:

- для студентов первого курса самостоятельная работа в лаборатории с

приборами и экспериментальными установками обладает свойством новизны;

- выполнение типовых лабораторных работ обладает свойством обязательности, а значит, имеет бо'льшую субъективную значимость;

- подробно написанная методичка обеспечивает свойство, выполнимости типовой работы для всех студентов, в том числе и для тех, кто не любит и не умеет думать.

3. Содержание типовых лабораторных работ, несмотря на явный интерес к ним, решительным образом ускользнуло от 76% студентов. Большинство студентов показало не только слабое понимание смысла типовых работ, теоретических принципов, положенных в основу методов измерений, но даже порядок проведения измерений ускользнул от их внимания. Типичным является ответ: "Это же было давно, еще в начале семестра. Мы этого уже не помним". При выполнении типовой лабораторной работы интерес, если он есть, направлен на внешнюю сторону деятельности, не имеющую никакого отношения к проблеме лабораторного исследования. В отношении экспериментальных задач выявилась прямо противоположная картина. Подавляющее большинство студентов (83%) прекрасно помнили смысл и содержание экспериментальных задач и предложенные ими принцип и методику их решения.

В заключении формулируются основные результаты исследования и выводы. Отмечается, что выполненное диссертационное исследование направлено на поиск путей и методов повышения интереса к учебной деятельности по решению физических задач средствами учебного эксперимента. Мы не рассчитываем на окончательное и полное решение обозначенной проблемы. Исследование может быть продолжено в следующих направлениях: детальное изучение возможностей и алгоритмов работы подсознания при решении задач, приемов активизации подсознания, способов взаимодействия логического мышления и подсознания, детальное изучение приемов мысленного моделирования и способов обучения им, изучение механизмов становления интереса от момента его возникновения до превращения в стержневой интерес, изучение процесса превращения косвенного интереса в прямой, совершенствование существующего комплекта по механике и геометрической оптике и создание новых комплектов "расширения" по другим разделам физики. Тем не менее, уже на данном этапе в результате проведенного теоретико-экспериментального исследования учебной деятельности по решению физических задач в процессе изучения физики, а также механизмов возникновения интереса в процессе этой деятельности и методов воздействия на него были получены следующие результаты:

1. Проведен психолого-педагогический анализ механизма возникновения интереса к учебной деятельности по решению физических задач. Выделен этап, освоение которого приводит к формированию устойчивого интереса к данному виду учебной деятельности - мысленное моделирование. На основе структурного тождества мысленного и материального моделирования сделан вывод о возможности использования "конструктора" при обучении действиям с идеальной моделью задачной ситуации в воображении при поиске идеи решения. Определены особенности использования "конструктора" на различ-

ных этапах освоения действий с мысленными моделями физических явлений и материальных тел в воображении.

2. Обоснована возможность и целесообразность применения учебного эксперимента на всех этапах решения физических задач (за исключением чисто исполнительских) в целях обеспечения эффективности и эмоциональности деятельности.

3. Создана методика формирования познавательного интереса учащихся к решению физических задач, включающая физическое моделирование задач-ной ситуации с использованием учебно-экспериментального конструктора "Эксла". При этом экспериментальное сопровождение решения физических задач рассматривается как необходимая предпосылка формирования умения мысленного моделирования.

4. Сформулированы методически обоснованные требования к учебному оборудованию, которое необходимо для экспериментального сопровождения деятельности по решению физических задач, и создан учебный комплект по механике "Эксла", в основу которого была положена идея конструктора (получено авторское свидетельство "Лабораторно-демонстрационный комплект по физике").

5. Разработаны методические рекомендации по использованию учебно-экспериментального комплекта по механике "Эксла" в целях формирования познавательного интереса учащихся к решению физических задач.

6. Получено подтверждение эффективности комплекта, созданного на основе сформулированных нами требований к учебному оборудованию, предназначенному для использования при обучении решению задач, и методики формирования познавательного интереса к этому виду учебной деятельности Они внедрены в учебный процесс Южно-Уральского государственного университета.

Обобщая результаты проведенного диссертационного исследования можно сделать следующие выводы:

1. В процессе решения задач участвуют две подсистемы верхнего уровня психической структуры человека мышление и подсознание. Обе системы относительно независимы, обладают собственными свойствами и особенностями, обе способны к обучению и нуждаются в нем.

Основная роль системы подсознания при решении физических и других задач заключается в предвидении результата, без которого решение как процесс превращается в случайный перебор вариантов.

Подключение подсознания к деятельности по решению задач характеризуется активизацией эмоционального фона. Однако, подсознание не способно к пониманию вербальной информации. В силу этого, одной из задач воображения является преобразование такой информации в наглядную, образную форму, единственно доступную для него. Наиболее естественным способом представления задачной ситуации при решении физических задач в образной форме при участии воображения является мысленное моделирование.

2. Возникновение интереса к учебной деятельности по решению задач непосредственно связано с умением находить идею решения задачи, догадываться, которое, в свою очередь, развивается вместе с развитием способности к мысленному моделированию.

3. Мысленное моделирование является этапом деятельности по решению физических задач, освоение которого приводит к устойчивому интересу к решению физических задач.

Освоение мысленной модели физического явления происходит в два этапа:

I. Этап построения и первоначального освоения мысленной модели. На этом этапе учебный эксперимент и физическое моделирование при помощи "конструктора" имеет целью, прежде всего, обеспечить правильное восприятие задачной ситуации. Экспериментирование с моделью направлено на прояснение физической сущности проблемы, сформулированной в задаче.

II. Этап освоения рациональных способов действий с мысленной моделью. На этом этапе учебно-экспериментальный конструктор целесообразно использовать при объяснении сложных приемов мысленных преобразований идеальных моделей, для демонстрации действий, связанных с поиском идеи решения задачи, экспериментальной проверки полученного решения.

4. Использование эксперимента и конструктора развивает способности к мысленному моделированию, обогащает воображение и чувственное восприятие физической задачи.

5. Учебный эксперимент в процессе обучения решению физических задач обладает определенными функциями на каждом этапе решения задач, которые мы сформулировали в своей работе.

6. Созданная нами методика предполагает:

- создание условий для самостоятельного поиска и нахождение догадки решения задачи учащимися в результате интенсивной деятельности на основе мысленного моделирования;

- развитие воображения и умений, связанных с осуществлением мысленных действий на основе правильно организованной деятельности с учебно-экспериментальным комплектом "Эксла" на различных этапах решения задач и различных стадиях освоения деятельности с мысленными моделями физических явлений.

минимально; предусмотренные в наборе способы соединения деталей максимально просты при достаточной надежности соединений и минимальных затратах времени на сборку и разборку устройств. Вместе с тем, комплект обладает некоторыми полезными практическими качествами - удобен в хранении, ремонтопригоден, расширяем и имеет доступную цену. 8. Результаты педагогического эксперимента позволяют сделать вывод, что предложенная нами методика действительно приводит к возникновению и повышению интереса к решению задач по механике, способствует формированию умения учащихся находить идею решения задачи, способствует повышению уровня сформированности умения решать задачи по механике.

Основные положения настоящего исследования изложены в следующих публикациях:

1. Речкалов В.Г. Методические рекомендации по использованию учебного конструктора "Эксла" при обучении решению задач по механике: Учебно-методическое пособие. - Челябинск: ИИУМЦ Образование, 2004. - 55 с.

2. Речкалов В.Г. Ручной воздушный шарик // Учебная физика. - 2003. -№1.-С. 8-11.

3. Речкалов В. Г. Творческий элемент в физическом практикуме по механике // Учебная физика, 2002. - № 4. - С. 6 - 10.

4. Речкалов В.П Школьная физическая лаборатория-трансформер "Эксла" //Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях/Материалы международной научно-практической конференции. Часть 2. - Екатеринбург: Изд. УГПН, 2002. - С. 79 - 80.

5. Речкалов В.Г., Рунин А.В. Лабораторно-демонстрационный комплект по физике: свидетельство на полезную модель № 24306 и1, МКИ в 09 В 23/06 - 2002106074/20; заявл. 18. 03. 2002; опубл. 27. 07. 2002 Бюл.№21.

6. Речкалов В Г. Использование лабораторно-демонстрационного комплекта по механике для формирования познавательного интереса на уроках физики // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов / Материалы VIII республиканской научно практической конференции. Часть 2. - Челябинск: Изд. ЧГПУ,2001.-С.58-59.

7. Речкалов В.Г., Пызин Г.П., Столяров Ю.Н., Ушаков В.Л. Устройство для демонстрации явлений оптики: свидетельство на полезную модель № 4179 и1, МКИ в 09 В 23/22 - 95121778/20; заявл. 22. 12. 1995; опубл. 16.05. 97 Бюл. № 5.

Подписано в печать 7.04.2004 Формат 60 х 90/16. Объем 1,0 уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Заказ № 1226 Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе в типографии ЧГПУ. 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 69.

$ - 98 О К

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Речкалов, Виктор Григорьевич, 2004 год

Введение

Глава первая. Обоснование целесообразности использования учебного эксперимента для развития интереса учащихся к решению физических задач

1. Понятие интереса в психологии

2. Анализ проблемы формирования интереса учащихся к решению физических задач

3. Методика использования эксперимента при обучении решению физических задач и требования к экспериментальному оборудованию

Глава вторая. Методика использования опытного образца учебного комплекта по механике "Эксла" при обучении решению задач по физике

1. Требования к учебному комплекту и перспективы его дальнейшего развития

2. Основные элементы комплекта и их назначение

3. Примеры сборки типовых конструкций из элементов набора

4. Примеры использования учебного эксперимента на основе комплекта "Эксла" при обучении решению физических задач

Глава третья. Содержание и методика проведения педагогического эксперимента

1. Методика проведения педагогического эксперимента

2. Анализ результатов педагогического эксперимента 141 Заключение 165 Библиография 170 Приложение

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методика формирования интереса учащихся к решению физических задач средствами учебно-экспериментального конструктора"

Изменения, произошедшие за последнее время в нашей стране, коснулись всех сторон ее общественной и экономической жизни. Не осталось в стороне и образование. Привычная, конечно, не лишенная недостатков, но хорошо отлаженная система образования уходит в прошлое. На смену ей идет новая, пестрая и противоречивая, вызывающая многочисленные споры, система, которая призвана удовлетворить изменившиеся потребности общества в образовательных услугах. В связи с этими переменами возникли и продолжают возникать новые и обострились некоторые старые "извечные" проблемы образовательного процесса. На некоторых из этих проблем-противоречий хотелось бы остановиться подробнее.

Первая, очень существенная, принципиальная и очевидная проблема - это проблема познавательного интереса. С одной стороны, общепризнанна ведущая роль познавательного интереса в процессе обучения. Вряд ли кто-то из педагогов не согласится сегодня со следующими словами JI.C. Выготского:

Основной формой проявления инстинкта в детском возрасте является интерес. . Вся воспитательная система всего обучения должна быть построена на точно учтенных детских интересах" [31, с. 84]. И далее:

Только то знание может привиться, которое прошло через чувство ученика. Все остальное есть мертвое знание, убивающее всякое живое отношение к миру" [31, с. 106].

Мы не думаем также, что есть основания сомневаться в словах профессора психологии Делавэрского университета К.Е. Изарда, который пишет, что:

Интерес - наиболее часто испытываемая положительная эмоция. Он является исключительно важным видом мотивации в развитии навыков, знаний и интеллекта. Интерес - это единственная мотивация, которая может поддерживать повседневную работу нормальным образом. Он необходим для творчества" [58, с. 187].

Все без исключения педагоги и психологи признают огромную роль познавательного интереса в образовании, о чем свидетельствует большое количество публикаций на эту тему [19; 48; 95; 167; 192; 193; 196]. Понятно внимание педагогов к игровым методам в преподавании, которые позволяют стимулировать и поддерживать интерес в процессе изучения физики [12; 15; 35; 67; 73]. В процессе педагогического творчества учителями создаются новые формы стимулирования интереса [16; 126; 129; 134; 155]. Однако, в действительности мы наблюдаем резкое снижение познавательного интереса к изучению физики, что приводит некоторых преподавателей в состояние растерянности. Что же произошло и стоит ли предаваться панике?

Общественное внимание аналогично вниманию конкретного человека неустойчиво и постоянно переключается с одного объекта на другой. Такое переключение внимания не только закономерно, но и необходимо для нормального развития науки. Общественное внимание всегда связано с притоком в конкретную науку материальных и людских ресурсов. Это полезно для любой науки, но, с другой стороны, общественное внимание все время подгоняет, постоянно требуя все новых и новых открытий, не давая ученым спокойно остановиться и осмыслить достигнутое. В этой гонке отдельные разделы науки, отдельные научные коллективы и отдельные ученые опасно далеко отрываются от общего уровня научного мышления и, тем более, от научных представлений общественного сознания. Единая научная картина перестает складываться, единая наука рассыпается на отдельные, не связанные друг с другом представления. Новые научные достижения даются все более и более дорогой ценой и становятся все более редкими. В этот момент общественное внимание переключается на другие науки, которые на данном историческом этапе созрели для определенного рывка.

Физики не могут пожаловаться на отсутствие общественного внимания. Наоборот, общественное внимание слишком долго было к ним приковано. Физики избалованы вниманием. И, надо отдать им должное, они совершили настоящий переворот в научном понимании основ мироздания. Неоспоримо влияние современной физики на технический прогресс. Но настал момент, когда общественное внимание не ожидает больше серьезных открытий в физике в ближайшее время. Более того, физики несколько разочаровали общество изобретением атомного оружия, загрязнением природы радиоактивными отходами и слишком большими расходами на свои эксперименты. В настоящее время общественное внимание повернулось к генетике и гуманитарным наукам. Это не трагедия. Просто, пришло время спокойно и не спеша во всем разобраться и выполнить ту работу, которая должна подготовить следующую научную революцию в физике. Такая работа происходит при отсутствии общественного внимания, как бы в общественном подсознании, и когда в науке созревают условия для новой революции, это для общества происходит всегда немного неожиданно. Мы можем сказать, что падение интереса к физике, которое мы наблюдаем в настоящее время, связано, во-первых, со своеобразием исторического момента, которое переживает сейчас Россия. Во-вторых, такое падение интереса и переключение общественного внимания с одного предмета на другой является закономерным и объективным процессом, который происходит и будет происходить в дальнейшем.

Конечно, работать в таких условиях существенно сложнее, а учить детей физике по-прежнему необходимо. Ждать, когда ситуация изменится в лучшую сторону, недопустимо, особенно, если принять во внимание две отличительные черты нашего времени: попытку перевести общество на капиталистический способ производства и перейти к демократической форме управления.

В этих условиях отставание общественного научного сознания от передовых достижений науки становится особенно опасным. Современная наука обладает огромной как созидательной, так и разрушительной силой. В условиях частного производства редкий собственник откажется от использования нового научного достижения, если оно сулит огромный перевес в конкурентной борьбе, даже если он смутно представляет себе все последствия использования этого открытия. Общество, осознавая эту опасность, пытается наложить ограничения на применение некоторых открытий (строительство ядерных электростанций, клонирование человеческих органов), но для того, чтобы эти ограничения были обоснованы и не нанесли ущерба развитию науки и производству, необходим более высокий уровень научного мировоззрения, общественного сознания. Общий уровень образования должен как можно скорее подниматься до осознания самых последних достижений в науке. Ведь при демократической форме правления депутаты, которые в большинстве своем не являются ни физиками, ни учеными, решают и будут решать, какие средства должны быть выделены для поддержания и развития образования и науки.

Все научные достижения должны как можно скорее становиться всеобщим достоянием. Чем быстрее это будет происходить, тем меньше шанс, что какое-нибудь открытие попадет к морально нечистоплотным людям, которые используют его в разрушительных целях.

Наука только тогда является всеобщим благом, когда становится всеобщим достоянием.

Таким образом, при несомненном падении интереса к физике, которое связано с объективными закономерностями функционирования общественного внимания и особенностями исторических условий, сложившихся в настоящий момент в России, возрастает потребность в более быстром и качественном освоении все более широкими слоями общества самых последних ее достижений, которое, в свою очередь, невозможно при низком уровне интереса.

В силу этого повышается роль педагогики. Требуются новые исследования, новые идеи, новые теории, новые взгляды на то, как в этих условиях сохранить, а может быть даже и поднять интерес к изучению одной из самых древних, фундаментальных, основополагающих, имеющих огромное мировоззренческое значение наук - физики.

Вторая проблема, так же порожденная духом нашего времени, заключается в глубоком отрыве уровня имеющейся в школах учебной лабораторной техники от мира высококачественных и красивых вещей, который уже стал привычным для большинства современных учащихся. Те из учителей, кто в состоянии делать что-то своими руками, выходят из положения за счет самодельных приборов, изготовленных из пластиковых бутылок, медицинских флаконов, проволочек и т. д. Описание таких приборов можно найти практически в каждом номере журнала "Физика в школе". Приведем только два очень характерных названия подобных статей: "Физические приборы из шариковой ручки" и "Опыты и наблюдения с использование подручных средств" [186; 103]. Лабораторное оборудование социалистического образца, по большей части морально и физически устаревшее, дополненное грубыми самоделками, скорее способно вызвать разочарование, нежели способствовать повышению познавательного интереса к науке. А ведь физика - наука экспериментальная, как любит говорить А.В. Усова. Без демонстрационных опытов, лабораторных работ, решения экспериментальных задач обучение физике невозможно.

Третья проблема, которая интересовала нас в этом исследовании, не является новой. Скорее она является классической проблемой при изучении курса физики, как школьного, так и вузовского. Эта проблема связана со сложностью и большим объемом учебной деятельности по решению физических задач. Вот как об этом пишет А.В. Усова: "За время обучения в школе учащиеся решают около тысячи физических задач и затрачивают на них примерно треть учебного времени. И это правомерно: без решения задач курс физики не может быть усвоен" [98]. Введение государственного Единого экзамена еще более усугубило эту проблему. Теперь, когда знания по физике оцениваются только на основании умения решать физические задачи, можно с уверенностью сказать, что учебная деятельность по решению физических задач стала доминирующей. В условиях же общего спада интереса к предмету это может стать непреодолимой преградой в изучении физики. Отсюда непосредственно следует, что наряду с усилиями по под держанию интереса к самому предмету, необходимо предпринять попытки по воспитанию интереса к тому виду учебной деятельности, без которой изучение предмета невозможно — к решению физических задач. В то же время, проблема воспитания интереса к этому виду учебной деятельности не освещена в методической и научной литературе.

Перечисленные противоречия решаются на сегодняшний день стихийно, без должного осознания и не всегда адекватными средствами. Методы воспитания интереса все больше подменяются методами принуждения (надо, без этого нельзя). Возрастание роли умения решать задачи приводит к увлечению решением большого количества различного типа задач и в школе, и в различных подготовительных организациях, и при посредстве частного репетиторства, что, в свою очередь, приводит к полному вытеснению учебного эксперимента из учебной деятельности. Этому способствует и отсутствие необходимого оборудования. Попытки отдельных организаций возместить недостаток такого оборудования носят случайный, научно необоснованный характер. В результате учебным заведениям часто под видом последних достижений учебной техники предлагается оборудование, учебная ценность которого вызывает сомнения.

Перечисленные противоречия позволяют сделать вывод об актуальности научного исследования, направленного на их разрешение. Однако они носят слишком глобальный характер и не могут быть преодолены в рамках одного исследования. В связи с этим, нами была выделена проблема, решение которой хотя и не устраняет указанные противоречия полностью, может считаться определенным вкладом на этом пути: поднять интерес к решению физических задач, одновременно повысив роль учебного эксперимента в учебной деятельности.

Отсюда естественным образом возникла идея использовать учебный эксперимент при обучении решению физических задач, что автоматически приводит к повышению его роли за счет расширения сферы его применения. После этого была сформулирована более узкая и частная проблема, которая и стала проблемой настоящего исследования: возникновение и развитие интереса учащихся к решению физических задач и методы воздействия на него средствами учебного эксперимента.

Тему нашего исследования мы сформулировали следующим образом: "Методика формирования интереса учащихся к решению физических задач средствами учебно-экспериментального конструктора (на примере механики)".

Объектом исследования является процесс обучения учащихся решению физических задач.

Учебный эксперимент позволяет повысить интерес учащихся к решению физических задач, если методика обучения решению физических задач направлена на формирование умения оперировать мысленными моделями физических явлений и материальных объектов, представленных в задаче, при использовании учебно-экспериментального оборудования, основанного на принципе "конструкторатак как:

- мысленные действия с идеальными моделями задачной ситуации (мысленное моделирование) способствуют нахождению идеи решения задачи и повышают эмоциональную глубину переживания успеха;

При этом под заданной ситуацией мы вслед за Н.Н. Тулькибаевой по-1 нимаем ситуацию, описанную в условии задачи.

Исходя из цели и гипотезы в работе ставились следующие задачи:

4. Сформулировать методически обоснованные требования к учебному £ оборудованию, которое необходимо для экспериментального сопровождения деятельности по решению физических задач, спроектировать и изготовить образец такого оборудования.

5. Произвести экспериментальную проверку эффективности разработанной методики.

Теоретико-методологическими основами исследования являются: * - на философском уровне - научная теория познания, теория отражения;

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

- теоретический синтез, аналогия, абстрагирование и конкретизация, теоретическое моделирование;

- педагогическое наблюдение, опрос, анкетирование, педагогический эксперимент в различных видах.

Первый этап (1999 - 2000 гг.) являлся поисковым. В этот период была сформулирована цель исследования, определены объект и предмет исследования. На данном этапе определялись методологические и теоретические основы исследования, анализировалась философская, психолого-педагогическая и методическая литература по проблеме исследования. Была выявлена психологическая роль интереса и способы педагогического воздействия на него при обучении решению физических задач. Сформулированы общие требования к специальному учебному экспериментальному оборудованию, предназначенному для использования при обучении решению физических задач.

Второй этап (2000-2001 уч. год) - конструкторский. Основное внимание на этом этапе уделялось уточнению содержания учебного набора, который мы назвали "Эксла" - экспериментальная лаборатория. Принцип модульности приобрел конкретное воплощение в "базовом" комплекте. На этом этапе были сконструированы основные узлы и детали набора. Создавались чертежи, дорабатывалась конструкция деталей, шел поиск наиболее поучительных и интересных задач различного типа, в том числе, экспериментальных задач и учебных экспериментальных исследований. В процессе лабораторного педагогического эксперимента при широком участии студентов ЮУрГУ отрабатывались методы работы с оборудованием.

За предоставленную возможность и практическое содействие в проведении эксперимента мы выражаем нашу признательность и. о. зав. кафедры общей и теоретической физики д.ф.-м.н., профессору В.П. Бескачко и директору учебного центра В.А. Ахлюстину.

Научная новизна исследования заключается в том, что:

2. Выделены два этапа в освоении мысленной модели физического явления и материальных объектов: а) этап построения и первоначального освоения мысленной модели; б) этап освоения рациональных способов действий с мысленной моделью.

Теоретическая значимость исследования.

1. Определены дидактические функции учебного эксперимента на различных этапах решения физических задач.

2. В ходе исследования проведен психолого-педагогический анализ формирования интереса учащихся к процессу решения физических задач как педагогического явления. Уточнена роль воображения и подсознания при решении физических задач и их влияние на развитие интереса учащихся к этой деятельности (условия протекания явления). В качестве одной из закономерностей этого явления было выделено следующее: создание условий для систематического самостоятельного поиска и нахождения идеи решения задачи учащимися в результате мысленного моделирования задачной ситуации ведет к формированию устойчивого интереса к решению задач.

Практическая значимость исследования заключается:

- во внедрении в практику обучения результатов исследования.

Апробация работы проходила на: практических занятиях в учебном центре "Абитуриент", лабораторных занятиях в ЮУрГУ; через публикации и выступления на:

- заседаниях и семинарах кафедры теории и методики обучения физике ЧГГТУ (с 1999г.);

- республиканской VIII научно-практической конференции "Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студенй тов вузов" (14-16 мая 2001, г. Челябинск);

- международной научно-практической конференции "Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики в современных условиях" (13-14 апреля 2002, г. Екатеринбург);

- седьмой и восьмой всероссийских научно-практических конференци-ф ях "Учебный физический эксперимент: актуальные проблемы. Современные решения" (2002 и 2003, г. Глазов, Удмуртия).

На защиту выносится: ру 1. Методика использования учебного комплекта "Эксла" в целях формирования интереса к учебной деятельности по решению физических задач, которая предполагает:

- формирование умений, связанных с осуществлением мысленных действий на основе деятельности с учебно-экспериментальным комплектом "Эксла" на различных этапах решения задач и различных стадиях освоения действий с мысленными моделями физических явлений и материальных объектов.

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

4. Выводы по третьей главе

1. Использование эксперимента при обучении решению физических задач повышает интерес к этому виду учебной деятельности, которого не удается добиться при традиционном подходе к обучению.

2. Учащиеся с удовольствием решают конструкторские и экспериментальные домашние задачи с последующим воспроизведением решения при помощи комплекта "Эксла", восприятие которых было организовано в классе при помощи того же комплекта.

3. Использование учебного эксперимента с использованием комплекта "Эксла" позволяет наглядным образом продемонстрировать некоторые сложные действия с моделью задачи, приводящие к лучшему пониманию физической проблемы и возникновению идеи решения. Это, в свою очередь, приводит к повышению уровня сформированности умения находить решение задачи - умения догадываться.

4. Умение догадываться приводит к повышению интереса к этому виду деятельности и к повышению общего уровня сформированности умения решать задачи.

5. В то же время, эксперимент позволил выявить некоторые недоработки конструкторского плана в комплекте. Некоторые узлы собираются слишком сложно, и на это уходит непростительно много учебного времени. Узлы крепления не всегда достаточно надежно фиксируют детали в собранных конструкциях. Явно недостаточно только универсальных деталей простейшей формы. Необходимо, чтобы в комплект входили такие типовые узлы как блок, шкив, тележка и некоторые другие в готовом виде. Колеса тележки задевают ребордами за стержень, по которому они катятся, и тем самым, повышается нежелательная сила трения. Можно отметить и некоторые другие недостатки, однако, тем не менее, несмотря на это, комплект вызывает у учащихся интерес, уважение и желание с ним работать.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненное диссертационное исследование направлено на поиск путей и методов повышения интереса к учебной деятельности по решению физических задач средствами учебного эксперимента. Мы не рассчитываем на окончательное и полное решение обозначенной проблемы. Исследование может быть продолжено в следующих направлениях: детальное изучение возможностей и алгоритмов работы подсознания при решении задач, приемов активизации подсознания, способов взаимодействия логического мышления и подсознания, детальное изучение приемов мысленного моделирования и способов обучения им, изучение механизмов становления интереса от момента его возникновения до превращения в стержневой интерес, изучение процесса превращения косвенного интереса в прямой, совершенствование существующего комплекта по механике и геометрической оптике и создание новых комплектов "расширения" по другим разделам физики. Тем не менее, уже на данном этапе в результате проведенного теоретико-экспериментального исследования учебной деятельности по решению физических задач в процессе изучения физики, а также механизмов возникновения интереса в процессе этой деятельности и методов воздействия на него были получены следующие результаты:

6. Получено подтверждение эффективности комплекта, созданного на основе сформулированных нами требований к учебному оборудованию, предназначенному для использования при обучении решению задач, и методики формирования познавательного интереса к этому виду учебной деятельности. Они внедрены в учебный процесс Южно-Уральского государственного университета.

Обобщая результаты проведенного диссертационного исследования можно сделать следующие выводы:

1. В процессе решения задач участвуют две подсистемы верхнего уровня психической структуры человека: мышление и подсознание. Обе системы относительно независимы, обладают собственными свойствами и особенностями, обе способны к обучению и нуждаются в нем.

Освоение мысленной модели физического явления происходит в два этапа:

И. Этап освоения рациональных способов действий с мысленной моделью. На этом этапе учебно-экспериментальный конструктор целесообразно использовать при объяснении сложных приемов мысленных преобразований идеальных моделей, для демонстрации действий, связанных с поиском идеи решения задачи, экспериментальной проверки полученного решения.

6. Созданная нами методика предполагает:

7. Комплект "Эксла" удовлетворяет всем сформулированным нами требованиям к оборудованию, специально спроектированному для обеспечения экспериментальной поддержки при обучении решению задач: оно является "конструктором"; создано с учетом современных требований к дизайну и качеству изготовления; для обеспечения максимальной наглядности, в набор входит удобная опорная конструкция, на которой все собранные из конструктора устройства могут быть размещены таким образом, чтобы их можно было разглядеть с любого учебного места; количество типов деталей в конструкторе минимально; предусмотренные в наборе способы соединения деталей максимально просты при достаточной надежности соединений и минимальных затратах времени на сборку и разборку устройств. Вместе с тем, комплект обладает некоторыми полезными практическими качествами — удобен в хранении, ремонтопригоден, расширяем и имеет доступную цену. 8. Результаты педагогического эксперимента позволяют сделать вывод, что предложенная нами методика действительно приводит к возникновению и повышению интереса к решению задач по механике, способствует формированию умения учащихся находить идею решения задачи, способствует повышению уровня сформированности умения решать задачи по механике.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Речкалов, Виктор Григорьевич, Челябинск

1. Аганов А.В., Сафиуллин Р.К., Скворцов А.И., Таютский Д.А. Физика вокруг нас: Качественные задачи по физике. Изд. 3-е, испр. - М.: Дом педагогики, 1998. - 336 с.

2. Андреева Н.Н. Индивидуальные самостоятельные работы как средство развития познавательного интереса В кн.: Формирование направленности личности. - Владимир, 1975, вып. 4, с. 51 - 62.

3. Андреенко Ю.А. Важный этап решения задач координатным методом // Физика в школе. 1984 - № 4 - С. 44 - 45.

4. Антология педагогической мысли в России XVIII в. / Сост. И.А. Соловков. М.: Педагогика, 1985. - 480 с.

5. Анциферов Л.И. Самодельные приборы для физического практикума в средней школе: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1985. — 128 с.

6. Анциферов Л.И., Пищиков И.М. Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента: Учебное пособие для студентов педагогических институтов по физико-математическим специальностям. М.: Просвещение, 1984. - 255 с.

7. Бабанский Ю.К. Методы стимулирования учебной деятельности школьников. Сов. педагогика, 1980, № 3, с. 99-106.

8. Балл Г.А. О психологическом содержании понятия "задача" // Вопросы психологии. 1970. - № 6. - С. 75 - 85.

9. Балл Г.А. Понятие задачи в исследовании и проектировании педагогического процесса // Советская педагогика. 1984. - № 11. - С. 54 - 59.

10. Балл Г.А. Теория учебных задач: Психолого-педагогический аспект. М.: Педагогика, 1990. 184 с. (12)

11. Башкатова И.С. Решение экспериментальных задач качественного характера как одно из средств активизации учебно-познавательной деятельности учащихся: Диссертация. кандидата педагогических наук. — Челябинск, 1997. 176 с. (13)

12. Беджанова З.М. Урок игра по молекулярной физике. // Физика в школе. - 2003. - № 6. - С. 33 - 36.

13. Беленок И.Л. Теоретические основы методической подготовки учителя физики к профессиональной деятельности как к творческой в условиях вуза. Диссертация доктора пед. наук. - Челябинск, 41 НУ, - 1996. -389 с.

14. Белова Т.И. Мой факультатив по эксперименту // Физика в школе. — 2001.-№ 2.-С. 60.

15. Бессонов Д.Н. Игра-соревнование "Где вы Архимеды?". // Физика в школе.-2003.-№5.

16. Бечехова Т.В. "Урок решения проблем". // Физика в школе. 2002. — № 7. -С. 34-37.

17. Богоявленский Д.М. Некоторые теоретические вопросы психологии обучения // Вопросы психологии. 1976. - № 2. С. 75 - 82.

18. Брунер Дж. Психология познания. За пределами непосредственной информации. / Пер. с англ. К.И. Бабицкого / Предисловие и общая редакция А.Р. Лурия. М.: Прогресс, 1977. - 412 с.

19. Брушлинский А.В. Психология мышления и проблемное обучение. — М.: Знание, 1983.-96 с.

20. Бутырский Г.А., Сауров Ю.А. Экспериментальные задачи по физике: 10 11 кл. общеобразовательных учреждений: Кн. для учителя. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 2000. -102 с.

21. Бухарова Г.Д. Теоретико-методологические основы обучения решению задач студентов вуза: Монография. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1995. - 136 с.23.24,25,26,27,28,2932,3334,35,

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

23. Гамонова А.И., Плетюшкин В.А., Погожев В.А. Задачи по физике. Пособие для учащихся 9-11 классов. М.: Экзамен (Серия "Экзамен"), 1998.-192 с.

24. Гибсон Дж. Экологический подход к зрительному восприятию: Пер. с англ. / Общ. редакция и вступительная статья А. Д. Логвиненко. — М.: Прогресс, 1988.-464с.

25. Гин А.А. Игровая учебная деятельность // Физика в школе. 2001. — № 1. -С. 31-34.

26. Гладышева Н.К., Объедков Е.С. Формирование у учащихся умений и навыков работать с измерительными приборами. // Физика в школе. — 1979.-№5.-С. 42-47.

27. Голдстейн М. и Голдстейн И.Ф. Как мы познаем. Исследование процесса научного познания / Сокращенный перевод с английского А. Е. Петрова М.: Знание, 1984. - 256 с.

28. Голин Г.М. Формирование у учащихся знаний о научном эксперименте. // Физика в школе. 1984. - № 5. - С. 27.

29. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. — М.: Педагогика, 1977. 136 с.

30. Громов С.В., Родина Н.А. Физика: Учеб. для 7 кл. общеобразоват. учреждений. 2-е изд. - М.: Просвещение, 2000. - 158 с.

31. Громов С.В., Родина Н.А. Физика: Учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений. 3-е изд. - М.: Просвещение, 2001. - 158 с.

32. Гулиа Н.В. Маховичные двигатели. М.: Машиностроение, 1976. - 170 с.

33. Гутман В.И., Мощанский В.Н. Алгоритмы решения задач по механике в средней школе: Книга для учителя. М.: Просвещение. - 1988. - 118 с.

34. Давлятов А. Методика обучения учащихся составлению физических задач. Дисс. канд. пед. наук. - Душанбе, Душанб. гос. пед. ин-т., 1989. -162 с.

35. Далингер В.А. Методика обучения учащихся стереометрии посредством решения задач: Учебное пособие. Омск: Изд-во ОмГПУ, 2001. — 365 с.

36. Дзида Г.А. Развитие умения решать физические задачи при обобщенно-систематизирующем повторении (на подготовительном отделении вуза). Автореферат дисс. канд. пед. наук. Челябинск, ЧГПИ, 1987. - 18 с.

37. До донов Б.И. Эмоция как ценность. М.: Политиздат, 1978 - 172 с.

38. Додулад Н.Г. Учу творчески мыслить. // Физика в школе. 2002. — № 2. -С. 51.

39. Ельцов А.В., Ларина М.Е., Мурзин С.В. и др. Оборудование для современного физического практикума. // Физика в школе. 2003. — № 2.

40. Ермакова Е.В. Организация и проведение лабораторных занятий по курсу общей физики в педагогических вузах в использованием задачно-го метода: Диссертация. кандидата педагогических наук. Челябинск, 2003.-216 с.

41. Журавлева С.Ю. Формирование общего метода решения типовых задач. // Физика в школе. 2002. - № 4. - С. 44 - 47.

42. Жураховский И.Ф. Формирование умения решать физические задачи у учащихся VI VII классов в условиях осуществления межпредметных связей физики с математикой. Автореферат дисс. . канд. пед. наук. Челябинск, ЧГПИ, 1980. - 18 с.

43. Завалова Н.Д., Ломов Б.Ф., Пономаренко В.А. Образ в системе психической деятельности. М.: Наука, 1986. - 174 с.

44. Загайнов А. 3. Экспериментальная задача по механике. // Физика в школе. -1974. -№ 4.

45. Знаменский П.А. Методика преподавания физики. Л.:, 1954.

46. Зобова О.А., Самарская В.Д. Использование эксперимента при решении физических задач // Проблемы учебного физического эксперимента. Выпуск 10.: Глазов, Санкт-Петербург, 2000. С. 11-16.

47. Изард К. Эмоции человека: Пер. с англ. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. -440с.

48. Илларионова Ю.Г. Учите детей отгадывать загадки: М.: Просвещение, 1976.-127с.

49. Искандеров Н.Ф. Экспериментальные задачи как средство формирования знаний о физическом явлении и развитии логического мышления в курсе физики основной школы: Диссертация. кандидата педагогических наук. Челябинск, 1993. - 186 с.

50. Кабанова-Меллер. Формирование приемов умственной деятельности и умственного развития учащихся. М.: Просвещение, 1968. - 288 с.

51. Кабардин О.Ф. Методические основы физического эксперимента. // Физика в школе. 1985. - № 2. - С. 69 - 73.

52. Каменецкий Е.С., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе: Кн. для учителей. 3-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1987.-336 с.

53. Капица П.JI. Эксперимент. Теория. Практика. М.: Наука, 1981. - 494 с.

54. Клайн М. Математика. Поиск истины: Пер. с англ. / Под редакцией В. И. Аршинова. М.: Мир, 1988. - 295с.

55. Клайн М. Математика. Утрата определенности: Пер. с англ. Ю.А. Данилова/ Под редакцией И.М. Яглома. М.: Мир, 1984. - 434с.

56. Климашина Л.В., Бодрова А.Ф. Игра соревнование "Физическая спартакиада". // Физика в школе. — 2003. - № 5. - С. 53.

57. Коваль Б.М. Построение логических граф-схем как метод обучения решению физических задач // Физика в школе. 2000 - № 5. - С. 19

58. Космодемьянский А.А. Теоретическая механика и современная техника. М.: Просвещение, 1969. - 256 с.

59. Котов А.А. Тайны мышления шахматиста М.: Всероссийский шахматный клуб, 1970. - 160 с.

60. Кравчук Т.Н. Учебные задачи в профессиональном обучении студентов вуза с использованием компьютера. Автореферат дисс. к. пед. наук. -Барнаул: Барнаул, гос. пед. ун-т. 1998. - 20 с.

61. Крылов А.Н. Мои воспоминания. Л.: Судостроение, 1984. - 480с.

62. Кузнецов Н.Г. Театрализированный урок "Суд над статическим электричеством". // Физика в школе. — 2002. № 7.

63. Лазурский А.Ф. Очерк науки о характерах. М.: Наука, 1995. 138 с.

64. Ланина И .Я. Изучение возможностей школьного курса физики в повышении интереса учащихся к различным его темам. В кн.: Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся. Л.: 1975, вып. 1, с. 80-87.

65. Ланина И.Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики: Методические указания. Л., 1977, - 122 с.

66. Левков Ю.И. Роль способов деятельности в развитии познавательных интересов подростков. В кн.: Педагогика: Научный доклад (XXVII Герценовские чтения). Л., 1975, с. 49 - 52.

67. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. М.: Издательство политической литературы, 1975. — 302 с.

68. Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения: В 2-х т. Т. 1. М.: Педагогика. - 392 с.

69. Леонтьев А.Н. Лекции по общей психологии: Учебное пособие для вузов / Ред. Д.А. Леонтьев, Е.Е. Соколова. М.: Смысл, 2001 .-512 с.

70. Леонтьев А.Н. Проблемы развития психики. М.: Изд-во МГУ, 1981. -584 с.

71. Леонтьев А.Н. Психологические вопросы деятельности учения. // Вопросы психологии понимания / Под общей редакцией А.А. Смирнова. — М. Л.: Изд-во АПН СССР, 1947. - с. 3 - 40.

72. Лозовская И.А. Организация самостоятельной работы учащихся с учетом их индивидуальных интересов и способностей. В кн.: Развитие познавательной активности учащихся в обучении. М., 1974. - с. 105 — 113.

73. Лукашик В.И. Физическая олимпиада в 6 7 классах: Пособие для учащихся. - М.: Просвещение, 1976. - 144 с.

74. Луцевич А.А. Проблема методической подготовки студентов физиков педвуза к деятельности в профильной школе. — Автореферат дисс. . к. пед. наук, в форме научного доклада. Минск: Минск, гос. пед. ин-т им. A.M. Горького, 1993. - 36 с.

75. Мазко Н.Н. Решение блоков систематизированных задач. // Физика в школе. 2003. - № 5. - С. 34 - 35.

76. Майер В.В. Оценка учебности элемента учебной физики // Учебная физика.- 2002. № 3. - С. 39 - 55.

77. Майер В.В. Простые опыты по криволинейному распространению света. М.: Наука, 1984. - 128 с.

78. Максимова В.Н. Влияние проблемного обучения на формирование познавательного интереса старшеклассников, (на материале предметов естественного цикла).: Диссертация. кандидата педагогических наук. — Л., 1970.-364 с.

79. Малафеев Р.И. Проблемное обучение физике в средней школе: Кн. для учителя. -М.: Просвещение, 1993. 192 с.

80. Малафеев Р.И. Система творческих лабораторных работ по физике в VII VIII классах. // Физика в школе. - 1993. - № 2. - С. 47 - 51.

81. Марголис А.А. и др. Практикум по школьному физическому эксперименту: Учебное пособие для студентов педагогических институтов физико-математическим специальностям. М.: Просвещение, 1977. — 304 с.

82. Маркс К. Капитал. Критика политической экономии. Т. 1. М.: Политиздат, 1973.-907с.

83. Марцинковская Т.Д. История психологии: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. М.: Издательский центр "Академия", 2003.-544 с.

84. Матюшкин A.M. Актуальные проблемы психологии в высшей школе. — М.: Знание, 1977.-44 с.

85. Махмутов М. И. Проблемное обучение. Основные вопросы теории. — М.: Педагогика, 1975.- 368 с.

86. Менчинская М. А. Проблемы учения и умственного развития школьника: Избранные психологические труды. — М.: Педагогика, 1989. — 224 с.

87. Методика преподавания физики в 8 10 кл. средней школы. Ч. 1/ В.П. Орехов, А.В. Усова, И.К. Турышев и др.; Под редакцией В.П. Орехова и А.В. Усовой. - М.: Просвещение, 1980. - 320 с. (126)

88. Михасенок Н.И. Формирование у студентов обобщенного умения обучать учащихся решению физических задач на основе моделирования деятельности учителя. Дисс. . канд. пед. наук. - Челябинск, ЧГГТУ, 1999.-167 с.

89. Монтень М. Опыты: Избранные произведения в 3-х томах / Пер. с фр. — М.: Голос, 1992.

90. Мышление: процесс, деятельность, общение / Под редакцией А.В. Брушлинского. М.: Наука, 1982. - 286 с.

91. Наатанен Р. Внимание и функции мозга: Учебное пособие / Пер. с англ. под ред. Е.Н. Соколова. М.: Изд-во МГУ, 1998. - 560 с.

92. Новак А. Г. Опыты и наблюдения с использованием подручных средств. // Физика в школе. 2001. - № 4. - С. 43 - 44.

93. Новиков Н.И. Рассуждение о некоторых способах к возбуждению любопытства в юношестве. В кн.: Антология педагогической мысли России XVIII в. / Сост. И. А. Соловков. - М.: Педагогика, 1985. С 330 - 335.

94. Объедков Е.С., Закурдаева С.Ю. Изучение курса VII класса на основе фронтальных опытов учащихся. // Физика в школе. -1993. № 4. -С. 28.

95. Ожегов С.И. и Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка: Российская Академия Наук. Институт русского языка; Российский фонд культуры; М.: АЗЪ, 1993. - 960 с.

96. Орлов В. А. Творческие экспериментальные задания. // Физика в школе. 1995. -№ 1.-С. 28-32.

97. Оспенникова Е.В. Взаимосвязь системы видов учебного познания, методов обучения и организационных форм построения учебного процесса // Наука и школа. 2001. - № 4. - С. 20 - 27.

98. Оспенникова Е.В. Основы технологии развития исследовательской самостоятельности школьников. Эксперимент как вид учебного исследования: Учебное пособие. Пермь: Пермский гос. пед. университет, 2002. - 315 с.

99. Оспенникова Е.В. Формирование у учащихся познавательного интереса к физике на начальном этапе ее изучения (6-7 классы) : Диссертация. кандидата педагогических наук. Челябинск, 1980. - 248 с.

100. Павлов В.А. Гироскопический эффект и его применение — М.: Наука, 1984.-142 с.

101. Педагогическая энциклопедия: В четырех томах. М.: Советская энциклопедия, 1966.

102. Перри Дж. Вращающийся волчок. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2001. - 112с.

103. Петросян Г.П. Совершенствование занятий по решению задач по физике в педвузе (на примере раздела "Молекулярная физика и термодинамика"). Автореферат, дисс. . к. пед. наук. - М.: МКПИ им. В.И. Ленина, 1985.- 16 с.

104. Платонов К.К. Краткий словарь системы психологических понятий. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высшая школа, - 1984. - 174 с.

105. Пойа Д. Как решать задачу. Пособие для учителей. / Гл. ред. Ю. М. Ле-ви. Львов: Журнал "Квантор", 1991. - 115 с.

106. Покровский С.Ф. Опыты и наблюдения в домашних заданиях по физике: Пособие для учителей. 2- изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во АПН РСФСР, 1963. - 416 с.

107. Пономарев В.Н. Работа практикума "Изучение превращений механической энергии". // Физика в школе. — 2002. № 5. - С. 43.

108. Практикум по решению физических задач: Для студентов физ.-мат. фак. / А.В. Усова, Н.Н. Тулькибаева. 2-е изд. - М.: Просвещение, 2001. -206 с.

109. Пуанкаре А.О науке: Пер. с фр. / Под редакцией Л.С. Понтрягина. — М.: Наука, 1990.-736с.

110. Разумовский В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике. Пособие для учителей. — М.: Просвещение, 1975.-271 с.

111. Разумовский В.Г. Творческие задачи по физике. М.: Просвещение, 1966.-152 с.

112. Райфа Г. Анализ решений: Пер. с англ. / Под. ред. С.В. Емельянова. -М.: Наука, 1977.-408с.

113. Рейтман У.Р. Познание и мышление: Моделирование на уровне информационных процессов. Пер. с англ. М.: Мир, 1968. - 400 с.

114. Речкалов В.Г. и др. Устройство для демонстрации явлений оптики: свидетельство на полезную модель №4179 U1, МКИ G 09 В 23/22 -95121778/20; заявл. 22. 12. 1995; опубл. 16. 05. 97 Бюл. № 5.

115. Речкалов В.Г. Методические рекомендации по использованию учебного конструктора "Эксла" при обучении решению задач по механике: Учебно-методическое пособие. — Челябинск: ИИУМЦ Образование, 2004. — 55 с.

116. Речкалов В.Г. Ручной воздушный шарик // Учебная физика. 2003. -№ 1.-С. 8-11.

117. Речкалов В.Г. Творческий элемент в физическом практикуме по механике // Учебная физика, 2002. № 4. - С. 6 - 10.

118. Речкалов В.Г., Рунин А.В. Лабораторно-демонстрационный комплект по физике: свидетельство на полезную модель № 24306 U1, МКИ G 09 В 23/06 2002106074/20; заявл. 18. 03. 2002; опубл. 27. 07. 2002 Бюл. №21.

119. Роджерс Э. Физика для любознательных: В 3-х томах / Пер. с американского. / Под редакцией Л.А. Арцимовича. М.: Мир, 1969.

120. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. СПб: Питер, 1999. — 712 с.

121. Румянцева Л.Н. Сочинение "физического" рассказа. // Физика в школе. -2001.-№4.- 32 с.

122. Савина Ф.К. Формирование познавательных интересов учащихся 7 — 8 классов по предметам физико-математического цикла.: Диссертация. кандидата педагогических наук. Л., 1970. - 270 с.

123. Сауров Ю.А. В чем заключается методология решения школьных учебных физических задач / Учебная физика. 1999. - № 3. - С. 65 — 67.

124. Свириденкова Н.Г., Шамало Т.Н. Формирование положительной мотивации в процессе обучения физике: Метод, реком. / Урал. гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 1997. 50 с.

125. Селье Г. От мечты к открытию: Как стать ученым: Пер. с англ./ Общ. ред. М.Н. Кондрашовой и И.С. Хорола. М.: Прогресс, 1987. - 368с.

126. Сенько Ю.В., Тамарин В.Э. Обучение и жизненный опыт учащихся. — М.: Знание, 1989. 80с.

127. Сказки народов Индии: Редактор Н. Толстая. JL: Художественная литература, 1963. — 516с.

128. Соколов И.И. Методика преподавания физики в средней школе. — Пособие для студентов педвузов и учителей. — 4-е изд. М.: Учпедгиз, 1959.-374 с.

129. Соколова Е.Н. Простой физический опыт. М.: Просвещение, 1969. — 127 с.

130. Сосновский В.И. Приемы обучения решению задач по физике: Учебное пособие. — Красноярск, 1987. 90 с.

131. Сосновский В.И., Тесленко В.И. Вопросы управления в обучении. Ч. 1. (Педагогическое тестирование). Красноярск, 1995. - 90 с.

132. Сохор A.M. Информационные аспекты решения задач // Новые исследования в педагогических науках. № 1(35). М.: Педагогика, 1980. — С. 7 -9.

133. Спиркин А.Г. Философия: Учебник. М.: Гардарики, 2001. - 816 с.

134. Спок Б. Ребенок и уход за ним. М.: Русслит, 1991. - 496с.

135. Стефанова Г.П. Обучение студентов педвуза обобщенному приему поиска решения физических задач // Теория и практика обучения физике в современной школе. М.: Прометей, 1992. С. 104 - 110.

136. Столяренко Л.Д. Основы психологии. Ростов н/Д: Финикс, 2003. — 672 с.

137. Сухомлинский В.А. О воспитании. М.: Издательство политической литературы, 1973. - 272 с.

138. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний — М.: Издательство московского университета, 1975. 342 с.

139. Тихомирова С.А. Обучение решению задач по образцу // Физика в школе.-2001.-№ 1.-С. 30-31.

140. Тищенко Т.И. Решение задач на выбор // Физика в школе. 2001. № 4. -С. 74.

141. Тринг М., Лейтуэйт Э. Как изобретать? / Пер. с англ. А.С. Доброславского; Под ред. и с предисловием В.В. Патрикеева. М.: Мир, 1980.-272 с.

142. Тулькибаева Н.Н. Методические основы обучения учащихся решению задач по физике: Диссертация. доктора педагогических наук. Ленинград, 1980.-366 с. (186)

143. Тулькибаева Н.Н. Теория и практика обучения учащихся решению задач: Монография. Челябинск: Изд-во 41 НУ, 2000. - 239 с.

144. Тулькибаева Н.Н., Усова А.В. Методика обучения учащихся умению решать задачи: Учебное пособие к спецкурсу. Челябинск, 1981. - 84 с.

145. Тульчинский М.Е. Занимательные задачи-парадоксы и софизмы по физике. М.: Просвещение, 1971. — 160 с.

146. Усова А.В. Анкеты и тесты для учащихся средней школы, ориентированные на выявление интересов, склонностей, познавательных способностей и качества знаний. Челябинск: Изд-во ЧГПУ "Факел", 1997.

147. Усова А.В. Проблемы теории и практики обучения в современной школе: Избранное. Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2000. - 221с.

148. Усова А.В. Теория и методика обучения физике. Общие вопросы: Курс лекций Санкт-Петербург: Изд-во "Медуза", 2002. - 157с.

149. Усова А.В., Бодров А.А. Формирование у учащихся учебных умений. -М.: Знание, 1987. 80 с.

150. Усова А.В., Завьялов В.В., Лырчикова В.И. Развитие у учащихся познавательного интереса к физике: Методические рекомендации для студентов и учителей школ. Челябинск: Изд-во ЧГПУ "Факел", 1979. »

151. Усова А.В., Тулькибаева Практикум по решению физических задач — М: Просвещение, 1992. 157с.

152. Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике: В 9-ти томах / Пер. с англ. / Под редакцией Я. А. Смородинского. М.: Мир, 1977.

153. Физический практикум для классов с углубленным изучением физики: 10 11 кл. / Ю.И. Дик, О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов и др.; Под ред. Ю.И. Дика, О.Ф. Кабардина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Просвещение, 2002.- 157 с.

154. Филиогло JI.Д. Обобщенные методы решения физических задач в системе методической подготовки учителя в педвузе. Автореферат дисс. . к. пед. наук. Самара, Самарский гос. пед. ун-т им. В.В. Куйбышева, 1995.-17 с.

155. Филиппова Л.В. К изучению прямолинейного равноускоренного движения. // Физика в школе. 2002. - № 5. - С. 45.

156. Философский словарь. / Под ред. И.Т. Фролова. М.: Издательство политической литературы. 1987. - 590 е.

157. Фокина С.Л. Взаимосвязь познавательных умений и интересов учащихся. В кн.: Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся. Л., 1976, вып. 2. - с. 33 - 40.

158. Фокина С.Л. К проблеме формирования у учащихся обобщенных познавательных умений. В кн.: Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся. Л., 1977, вып. 3. - с. 68 - 77.

159. Формальная логика / И.Я. Чупахин, A.M. Плотников, К.А. Сергеев и др.; Отв. редактор первой части И.Я. Чупахин, отв. редактор второй части И.Н. Бродский. Л: Изд-во Ленинградского университета, 1977— 357с.

160. Фридман Л.М. Логико-психологический анализ школьных учебных задач. М.: Педагогика, 1997. 227 с.

161. Фридман Л.М., Турецкий Е.Н. Как научиться решать задачи: Пособие для учащихся. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Просвещение, 1984. — 175 с.

162. Харламов И.Ф. Педагогика. М.: Наука, 1997. 512 с.

163. Хорошавин С.А. Техника и технология демонстрационного эксперимента. М.: Просвещение, 1978. 173 с.

164. Шилов В.Ф. Физические приборы из шариковой ручки // Физика в школе.-2003.-№ 1.-С. 43-46.

165. Шилов В.Ф. Физический эксперимент по курсу "Физика и астрономия" в 7 9 классах общеобразовательных учреждений: Книга для учителя. — М.: Просвещение, 2000. - 142 с.

166. Шодиев Д. Мысленный эксперимент в научном и учебном познании. Ташкент: Фан, 1984. 127 с.

167. Шодиев Д. Мысленный эксперимент в преподавании физики: Кн. для учителя. -М.: Просвещение, 1987. 95 с.

168. Шолохович В.Ф. Дидактические основы информационных технологий обучения в образовательных учреждениях. Дисс. . д-ра пед. наук. — Екатеринбург, 1995. - 364 с.

169. Шумилин А.Т. Проблемы теории творчества: Монография. М.: Высшая школа, 1989. - 143 с.

170. Щукина Г.И. Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся. М.: Педагогика, 1988. - 208 с. Щукина Г.И. Роль деятельности в учебном процессе: Книга для учителя. -М.: Просвещение, 1986. - 144 с.

171. Щукина Г.И. Проблема познавательного интереса в педагогике. М.: Педагогика, 1971. - 280 с.

172. Эйнштейн А. Собрание научных трудов: Том 4 / Под редакцией С. И. Ларина. М.: Наука, 1967. - 598с.

173. Эльшанский И.И. Научим ребят мыслить изобретательски. // Физика в школе. 2002. - № 5. - С. 23 - 26.

174. Эсаулов А.Ф. Психология решения задач. М.: Высшая школа, 1972. — 216 с.

175. Юрчук В.В. Современный словарь по психологии. Мн.: Современное слово, 1996. - 768 с.

176. Якиманская И.С. Развитие пространственного мышления школьников. — Научно-исследовательский институт общей и педагогической психологии Академии педагогических наук СССР. М.: Педагогика, 1980. — 240 с.