Методика использования учебных понятийных комплексов в условиях развивающего обучения физике в вузе

Кудашова, Елена Ильинична

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 использования учебных понятийных комплексов в условиях развивающего обучения физике в вузе

Автореферат

Автор научной работы: Кудашова, Елена Ильинична
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Горно-Алтайск
Год защиты: 2012
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методика использования учебных понятийных комплексов в условиях развивающего обучения физике в вузе"

Ю/с/сг-ию &

М ~ 005009031

Кудашова Елена Ильинична

МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЧЕБНЫХ ПОНЯТИЙНЫХ КОМПЛЕКСОВ В УСЛОВИЯХ РАЗВИВАЮЩЕГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В ВУЗЕ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

2 018 Ш

005009031

На правах рукописи

Кудашова Елена Ильинична

МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЧЕБНЫХ ПОНЯТИЙНЫХ КОМПЛЕКСОВ В УСЛОВИЯХ РАЗВИВАЮЩЕГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ В ВУЗЕ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Работа выполнена на кафедре физики и методики преподавания физики в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «ГорноАлтайский государственный университет»

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор

Петров Анатолий Викторович

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Карасова Ирина Степановна кандидат физико-математических наук, Полиновский Валерий Борисович

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Алтайская государственная

педагогическая академия»

Защита состоится 22 февраля 2012 г. в 10 час. на заседании диссертационного совета Д212.295.02 при ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, д.69, ауд.439.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинского государственного педагогического университета

Автореферат разослан и размещен на сайте www.cspu.ni «21» января 2012 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета, //

доктор педагогических наук, профессор Елагина B.C.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В документах, определяющих направление развития системы высшего образования на международном (Болонская и Копенгагенская декларации) и общероссийском уровнях («Национальная доктрина образования РФ до 2025 года»), подчеркивается необходимость подготовки специалистов нового поколения, способных к непрерывному образованию и самообразованию в течение всей жизни. Решение этой задачи многие исследователи видят в переходе к обучению, опирающемуся на системный и личностно-деятельностный подходы, подразумевающие смещение целей образования с формирования знаний на развитие способностей к самостоятельной познавательной деятельности человека, владеющего методом научного познання.

Освоение новых образовательных программ невозможно без обновления способов учебного познания. В связи с этим для педагогической науки, психологии, теории и методики обучения учебным дисциплинам, в том числе физике, проблема формирования и дальнейшего развития научных понятий является важной и актуальной. Она рассмотрена в работах психологов: Л.С.Выготского, С. Л. Рубинштейна, В.В. Давыдова, П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной, H.A. Менчинской, М.Н. Шардакова и др.; дидактов: М.Н. Верзшшпа, Г.Г. Гранатова, З.И. Клименко, М.Н. Скаткина, В.А. Черкасова, A.B. Усовой. С.Г. Шаповаленко и др., и методистов: В.Ф. Ефименко, М.Д. Даммер, И.С. Карасовой, А.Н. Крутского, Л.Я. Зориной, A.B. Петрова, Д.Х. Рубинштейна, В.И. Тесленко, H.H. Тулькибаевой, Т.Н. Шамало, A.A. Шаповалова и др. В них раскрываются закономерности процесса усвоения понятий, способы, критерии и условия пх формирования.

Важность данных исследований состоит в том, что они выявили проблему обобщения и систематизации научных понятий.

Анализ психолого-педагогической и методической литературы, а также изучение и обобщение опыта работы педагогических вузов показали, что проблема системного формирования понятий в процессе обучения физике студентов недостаточно разработана. Особую роль в формировании системности знаний обучаемых играют различные средства систематизации (таблицы, схемы, диаграммы, опорные конспекты и др.). Они, с одной стороны, являются средством фиксации результатов систематизирующей деятельности, а с другой — средством организации этой деятельности, что особенно ценно. К более современным и эффективным средствам относятся так называемые понятийные комплексы, позволяющие обучающимся самостоятельно конструировать системы понятий, осознавая связи и отношения между ними. Применительно к средней школе исследована роль проблемно-понятийных комплексов в формировании сложных понятий, в частности массы (A.B. Петров, К. И. Дмитриев). Однако использование понятийных комплексов, их развивающий потенциал при обучении студентов физике имеет свои особенности, поэтому требует дополнительного исследования. Изложенное позволяет заключить, что в настоящее время системное формирование и

развитие основополагающих физических понятий при обучении студентов общей физике характеризуется рядом противоречий:

- на социально-педагогическом уровне: между требованиями общества и государства к качеству физического образования, непрерывным процессом обновления содержания образования вследствие возникновения в науке новых понятий, развития, конкретизации ранее введенных понятий и недостаточным уровнем их обобщения и систематизации в процессе освоения образовательной программы по физике в вузе;

- на паучно-педагогическом уровне: между целесообразностью системного формирования и развития физических понятий, развития мышления студентов в процессе освоения образовательной программы но курсу физики'в вузе и недостаточной разработанностью теоретических основ систематизации и обобщения, знаний студентов по физике с использованием современных средств обучения, обладающих высоким развивающим потенциалом, в том числе понятийных комплексов;

- на научно-методическом уровне: между необходимостью установления связей и отношений между понятиями, использования их в комплексе для развития мышления, познавательной самостоятельности студентов и недостаточной разработанностью дидактических средств, методов и приемов их включения в образовательный процесс но физике.

На основе выявленных противоречий сформулирована проблема исследования, которая заключается в поиске теоретических оснований и способов практической реализации учебного познания, позволяющих системно формировать понятия при обучении общей физике с целью развития мышления и познавательной самостоятельности студентов вуза.

Описанное выше определило выбор темы диссертационного исследования: «Методика использования учебных понятийных комплексов в условиях развивающего обучения физике в вузе».

Тема диссертационного исследования и план её реализации прошли экспертизу Российского гуманитарного научного фонда, где наш проект «Развитие познавательной самостоятельности студентов в системе высшего педагогического образования» получил поддержку. Поэтому работа была выполнена в рамках этого проекта «РК 2006-2007 Российское могущество: Республика Алтай». Это обстоятельство свидетельствует об актуальности темы нашего исследования в системе российского образования.

Цель исследования заключается в теоретическом обоснований и разработке методики использования учебных понятийных комплексов, направленной на повышение качества усвоения основополагающих физических понятий, развитие мышления и познавательной самостоятельности студентов вуза при обучении общей физике.

Объектом исследования является процесс обучения студентов вуза общей физике.

Предметом исследовании послужил процесс использования учебно-понятийных комплексов как средства формирования системности знаний,

развития мышления и познавательной самостоятельности при обучении студентов общей физике в вузе.

Для достижения цели исследования была выдвинута следующая гипотеза: методика использования учебных понятийных комплексов будет эффективна и способствовать формированию системности знаний, развитию мышления и познавательной самостоятельности, если:

- обосновать диагностические, моделирующие, преобразующие и контрольно-оценочные функции учебных понятийных комплексов;

- разработать структуру и содержание учебных понятийных комплексов в соответствии с уровнями учебного познания (эмпирическим, теоретическим, практическим и методологическим);

- отразить особенности самостоятельной познавательной деятельности студентов в работе с учебными понятийными комплексами в процессе системного формирования основополагающих физических понятий, составляющих базис раздела курса общей физики;

методику использования учебных понятийных комплексов конструировать на основе бинарных методов М.И. Махмугова и развивающих дидактических средств обучения (содержательно-знаковой наглядности, электронного образовательного ресурса, диалоговых и полилоговых задач, структурно-логических схем, содержательных опор).

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

1. Изучить и проанализировать состояние исследуемой проблемы в педагогике, теории и методике обучения физике, практической деятельности преподавателей вуза.

2. Раскрыть сущность, структуру и содержание учебных понятийных комплексов; обосновать совокупность дидактических функций, выполняемых ими; осуществить их классификацию на основе системного подхода и методологии учебного познания.

3. Разработать методику использования учебных понятийных комплексов на основе системного и комплексного подходов в соответствии с уровнями учебного познания (эмпирическим, теоретическим, практическим и методологическим).

4. В ходе педагогического эксперимента проверить эффективность разработанной методики использования учебных понятийных комплексов как средства формирования физических понятий, их систематизации, развития мышления и познавательной самостоятельности студентов. ,, , . •

Теоретическую и методологическую основу исследования составляют: - на философском уровне - диалектика процесса познания (принципы восхождения от абстрактного к конкретному, единства логического и исторического, объективности и всесторонности рассмотрения, единства анализа и синтеза, рассмотрения объекта в его развитии, единства формы и содержания, противоречивости изучаемого объекта, его количественной и

качественной определенности, взаимосвязи количественных и качественных изменений);

- на общедидактическом уровне — теория систем и системный подход, теория деятельности и деятельностный подход; теории развивающего обучения; теория формирования научных понятий и обобщенных умений;

- на частнометодическом уровне — теория и методика педагогических исследований.

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования;

- теоретические - анализ философской, психолого-педагогической, учебно-методической литературы по проблеме исследования; анализ1 деятельности преподавателей и студентов; анализ содержания программ и методических пособий; моделирование процесса проектирования методики; проектирование учебного процесса в соответствии с разработанной методикой;

- эмпирические - осуществление экспериментальной работы, которая заключалась в педагогическом руководстве процессом формирования и развития познавательной самостоятельности студентов; наблюдение за ходом работы студентов во время занятий с целью выявления объективных данных; анкетирование, опрос, тестирование студентов и преподавателей; проведение констатирующего, пробного, обучающе-контрольного этапов эксперимента; качественный и количественный анализ результатов эксперимента - методы математической статистики в обработке экспериментальных данных; анализ личного опыта практической работы в вузе.

В качестве опытио-эксперименталыюй базы исследования выступали Горно-Алтайский государственный университет, РИПКРО РА и школы г. Горно-Алтайска.

В соответствии с поставленными задачами диссертационное исследование проводилось с 2002 по 2011 годы в четыре этапа.

На первом этапе (2002 - 2004 гг.) была проанализирована педагогическая, психологическая, философская литература по проблеме исследования; были определены объект, предмет, сформулирована гипотеза исследования, поставлены задачи, разработан план исследовательской работы; осуществлён констатирующий эксперимент.

На втором этапе (2005 - 2006 гг.) проводилось моделирование учебного процесса, определился комплекс методов и приёмов формирования основополагающих физических понятий в условиях развивающего обучения. Была разработана методика формирования основополагающих понятий в курсе общей физики, опирающаяся на систематическое и целенаправленное использование в познавательном процессе понятийных комплексов, и соответствующие средства её реализации. Осуществлён пробный эксперимент, который проводился в целях проверки предложенной в работе методики и корректировки гипотезы исследования.

На третьем этапе (2007 - 2009 гг.) осуществлялся обучающий эксперимент, целью которого являлись проверка эффективности

разработанной методики, анализ результатов педагогического эксперимента, уточнение некоторых положений диссертационного исследования.

На четвёртом этапе (2010 - 2011 гг.) был завершен обучающий эксперимент, осуществлено внедрение разработанной методики обучения общей физике в ГАГУ и частично в РИПКРО Республики Алтай, проведён контрольный эксперимент для оценки достоверности результатов исследования, сформулированы основные выводы и завершена работа по оформлению диссертации.

Научная новизна исследования:

1. Разработана структура и содержание учебных понятийных комплексов на эмпирическом, теоретическом, практическом и методологическом уровнях. Работа с комплексами осуществляется в два этапа, на каждом из которых реализуется обобщенный план деятельности по их конструированию и использованию.

2. На основе системного и комплексного подходов разработана методика использования учебных понятийных комплексов, направленная на системное формирование знаний, развитие мышления и познавательной самостоятельности студентов, позволяющая: ;

• включать студентов в самостоятельную познавательную деятельность различного уровня (репродуктивную, продуктивную, частично-поисковую, исследовательскую), применяя бинарные методы;

• обучать конструированию учебных понятийных комплексов на эмпирическом, теоретическом, практическом и методологическом уровнях в сопоставлении друг с другом, развивая, тем самым, мышление;

• сочетать индивидуальные и коллективные формы обучения.

3. Разработана структура и содержание спецкурса, раскрывающего теоретические основы формирования физических понятий в условиях развивающего обучения, позволяющего подготовить студентов к внедрению методики использования учебно-понятийных комплексов при обучении школьников физике.

Теоретическая значимость исследования заключается в дальнейшем развитии теории формирования понятий применительно к процессу обучения физике в вузе и выражена в следующем:

1. Уточнено понятие «понятийный комплекс», выделены признаки, отличающие его от проблемно-понятийного комплекса, как частного представления понятийного комплекса. Раскрыто содержание и структура данного научного понятия и обоснована методическая целесообразность введения понятия «учебный понятийный комплекс».

2. Выявлены диагностические, моделирующие, преобразующие ; и контрольно-оценочные функции учебных понятийных комплексов в процессе учебного познания по физике в вузе.

3. Разработана модель проектирования методики использования учебных понятийных комплексов в процессе учебного познания по физике, отражающая основания проектирования, его логику и компоненты методики: целевой, указывающей направленность на развитие мышления и познавательной

самостоятельности; содержательный (в основе которого лежат различные типы учебных понятийных комплексов); процессуальный, включающий формы (коллективную, индивидуальную и групповую), методы (бинарные методы М.И. Махмутова) и средства обучения (содержательные опоры, структурно-логические схемы, содержательно-знаковые наглядности, диалоговые и полилоговые задачи, электронный образовательный ресурс); диагностический, состоящий из критериев и показателей, направленных на оценивание качества сформированное™ основополагающих физических понятий, развития познавательной самостоятельности студентов и их мышления.

Практическая значимость работы состоит в том, что её выводы и рекомендации служат совершенствованию процесса обучения физике студентов вуза:

1. Представлен дидактический комплекс средств (содержательные опоры, структурно-логические схемы, содержательно-знаковые наглядности, диалоговые и полилоговые задачи, электронный образовательный ресурс) для эффективной реализации предлагаемой в работе методики формирования основополагающих физических понятий, отвечающий требованиям педагогической системы развивающего обучения. Специфика комплекса выражается в усилении предметной, методологической и профессиональной составляющей содержания образования и активизации самостоятельной познавательной деятельности студентов при обучении общей физике.

2. Разработаны алгоритмические предписания по использованию дидактических средств и методов обучения на основе учебных понятийных комплексов.

3. Предложен и апробирован электронный образовательный ресурс (разработанный в системе управления обучением Моос11е), являющийся эффективным средством формирования и развития основополагающих физических понятий, позволяющий реализовать предложенную в работе методику использования учебных понятийных комплексов в процессе обучения студентов общей физике и формировать соответствующие информационные компетенции.

4. Разработаны критерии эффективности использования учебных понятийных комплексов в процессе обучения физике в вузе как средства формирования физических понятий, развития мышления и познавательной самостоятельности студентов.

5. Разработаны учебно-методические пособия и дидактические материалы дня преподавателей, студентов и учителей, содержащие основные положения и рекомендации по реализации методики использования учебных понятийных комплексов при формировании основополагающих физических понятий.

6. Результаты исследования внедрены в практику работы кафедры физики и МПФ Горно-Алтайского государственного университета, кафедры физики Республиканского института повышения квалификации работников образования и в практику работы школ Республики Алтай.

Положения, выносимые на защиту:

1. Учебные понятийные комплексы, созданные на основе системного и комплексного подходов, являются эффективным средством системного усвоения знаний по физике, развития мышления и познавательной самостоятельности.

Учебные понятийные комплексы представляют собой деятельностно-ориентированные структуры, которые позволяют обогащать содержание формируемых понятий и обладают диагностическими, моделирующими, преобразующими и контрольно-оценочными функциями.

2. Особенности использования учебных понятийных комплексов при обучении физике студентов вуза заключаются в следующем:

- развитие понятий предполагает переход к новому уровню системности и переосмыслению прежних знаний. В этом процессе студенты учатся анализировать; выделять существенные признаки; сравнивать; обобщать; находить единичное, особенное и всеобщее; осознавать роль основополагающих понятий в развитии научных взглядов на природу;

- работая с учебным понятийным комплексом, студенты понимают различия между эмпирическим, теоретическим, практическим и методологическим уровнями познания, что позволяет им осознавать специфику каждого из этих уровней познания и более эффективно развивать мышление;

- при организации процесса обучения на основе бинарных методов М.И. Махмутова происходит постепенное уменьшение роли преподавателя в процессе формирования и развития основополагающих физических понятий в направлении увеличения степени возрастания познавательной самостоятельности студентов (исполнительский, репродуктивный, продуктивный, исследовательский уровни).

3. Методика использования учебных понятийных комплексов по физике, как средство включения студентов в самостоятельную познавательную деятельность, содержит следующие компоненты: целевой, указывающий направленность методики на формирование системности знания, развитие мышления и познавательной самостоятельности; содержательный (в основе которого лежат различные типы учебных понятийных комплексов); процессуальный, включающий формы (коллективную, индивидуальную и групповую), методы (бинарные методы) и средства обучения (содержательные опоры, структурно-логические схемы, содержательно-знаковые наглядности, диалоговые и полилоговые задачи, электронный образовательный ресурс); диагностический, состоящий из критериев и показателей, направленных на оценивание качества сформированное™ основополагающих физических понятий, развития познавательной самостоятельности студентов и их мышления.

4. Эффективность методики использования учебных понятийных комплексов экспериментально подтверждена в процессе освоения учебного материала курса общей физики и спецкурса «Методика использования понятийных комплексов в системе развивающего обучения». Применение методики использования учебных понятийных комплексов при обучении

студентов общей физике обеспечивает положительную динамику выделенных в нашем исследовании показателей в процессе экспериментального обучения и позволяет решать поставленные в диссертационном исследовании задачи.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены использованием системного подхода; опорой на современные исследования по философии, педагогике и психологии; применением комплекса теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных его цели и задачам; целенаправленным анализом реальной педагогической практики и положительного педагогического опыта; комплексным характером поэтапного педагогического эксперимента; использованием аппарата математической статистики, качественным и количественным анализом результатов опытно-экспериментальной работы, их внедрением в практику работы вуза.

Апробация и внедрение результатов исследования. Теоретические выводы и практические результаты исследования 'использовались при написании методических пособий и рекомендаций для преподавателей и учителей. Материалы исследования докладывались на 20 научно-методических конференциях, семинарах и совещаниях. Наиболее значимые из них: Международная научно-практическая конференция «Психодидактика высшего и среднего образования» (Барнаул, 2005, 2008 гг.); Международная научно-практическая конференция «Развивающее образование XXI века» (Горно-Алтайск, 2003 г.); Международная научно-практическая конференция «Пути решения проблемы качества образования в XXI веке» (Горно-Алтайск, 2005 г.); Международная научно-практическая конференция «Компетентностно-деятельностный подход в системе современного образования» (Горно-Алтайск, 2010 г.). Кроме того, принимала участие на всех научно-методических семинарах научной школы развивающего образования профессора A.B. Петрова (с 2003 по 2008 годы); выступала на кафедре физики и МПФ по результатам диссертационного исследования и перед научным советом Международных конференций (Горно-Алтайск, 2010 г.).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка (140 наименований) и приложения. Рукопись содержит 185 страниц текста (без приложения), включающего 26 таблиц и 20 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность и проблема исследования; определены цель, объект и предмет исследования: сформулированы гипотеза, задачи Й методы исследования; раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы; приведено авторское содержание понятия «учебный понятийный комплекс»; выделены основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации результатов.

Первая глава «Теоретические основания для включения в образовательный процесс по физике в вузе учебных понятийных

комплексов» посвящена проблеме совершенствования, формирования и развития основополагающих физических понятий за счет более полного использования в учебном процессе возможностей системного подхода. Основополагающие понятия, как показано в работе, являются сложными понятиями, которые выступают не как нечто единичное, а как комплекс, имеющий свою структуру, внутренние и внешние связи, раскрывающие его сущность.. Следовательно, с методической точки зрения целесообразно при формировании таких физических понятий рассматривать их как комплексы взаимосвязанных понятий и исследовать их дидактические возможности. Под понятийным комплексом мы понимаем совокупность различных научных понятий, порожденную необходимостью исследования взаимосвязанных понятий как особых систем и организованных не только на основе принципа системности, позволяющего решать проблему на уровне мировоззрения, но и принципа комплексности, позволяющего решать проблему на уровне методологии, когда требуется исследовать сложные формы развития научных знаний. Таким образом, понятийный комплекс -это не любая совокупность понятий, а та, которая составляет систему.

При создании понятийного комплекса сначала определяют методическую цель (систематизирующий фактор), которую он преследует в процессе, формирования и развития тех или иных основополагающих понятий, затем подбирают те понятия, которые в состоянии решать конкретные дидактические задачи. Однако необходимо отметить, что не любые понятия можно объединить в комплекс. Это должны быть взаимосвязанные понятия, находящиеся в соотношении между собой как единичное, особенное и всеобщее, составляющие одно целое, когда свойства целого несводимы к набору свойств частей, его составляющих и потому, образующих определенную систему.

Учебный понятийный комплекс — это вид понятийного комплекса, представляющего собой особую систему понятий, в которой обеспечивается выполнение методологического принципа всесторонности рассмотрения предмета исследования н в которой раскрыты его дидактические возможности для системного формирования и развития основополагающих физических понятий в учебном процессе.

Все существующие в мире комплексы или совокупности могут быть системными, если представляют собой упорядоченную определенным образом целостную структуру, единое множество взаимодействующих понятий или целесообразно организованную на основе единого связующего стержня целостность — систему, имеющую целевое назначение и программу преобразования и развития.

Одним из достоинств учебных понятийных комплексов является то, что они выполняют функцию объединения понятий в определенные системы, позволяющие глубже раскрывать как стержневые, так и производные понятия. Это интегративное содержательное качество комплексов основывается на том, что сами по себе понятия ничего не могут сказать о содержании предмета обучения, но, будучи связанными, определенной системой, они раскрывают структуру предмета, его задачи и пути развития. Отдельные понятия — это

только содержательный элемент, а множество понятий в системе связей — само содержание.

Комплексный подход позволяет не только формировать и развивать предметные, методологические, профессиональные знания, рефлексию, но и вырабатывать умения самостоятельно реализовать системный подход в познавательной деятельности. Причем само развитие понятий предполагает переход к новому уровню системности и переосмыслению прежних знаний.1 В этом процессе студенты учатся анализировать, выделять существенные признаки, сравнивать, обобщать, находить единичное, особенное и всеобщее, учитывать новые признаки, получать новые качественные результаты, новые методологические и философские выводы, осознавать роль основополагающих понятий в развитии научных взглядов на природу. В способе построения учебного материала в понятийном комплексе закладывается основание и для более полного использования дидактических принципов преемственности, системности, межпредметных связей, целостности и комплексности, выступающих соответственно в роли регулятивов формирования и развития основополагающих физических понятий. Именно возможности введения в самостоятельную познавательную деятельность студентов посредством использования учебных комплексов для формирования теоретического интегративного мышления и составляет суть и фундамент их методической ценности. При этом комплексный подход выступает как организационная форма реализации системного исследования. Такой подход к организации процесса формирования и развития основополагающих физических понятий в учебном процессе позволяет не только формировать и развивать предметные, методологические, профессиональные знания, рефлексию, но и вырабатывать умения самостоятельно реализовать системный подход е познавательной деятельности.

Анализ современного подхода к процессу формирования основополагающих физических понятий у студентов педвуза показывает, что более предпочтительной педагогической системой для этих целей является личностно ориентированная система развивающего обучения, которая предполагает индивидуальную траекторию развития личности студента и приводит к самообучению, саморазвитию, самоактуализации, самостоятельности и рефлексии, включает студентов в деятельность по формированию современного естественнонаучного мышления, которое выступает в настоящее время как теоретическое интегративное мышление.

Анализируя состояние проблемы реализации учебных понятийных комплексов в процессе формирования физических понятий при обучении студентов общей физике, можно сделать вывод, что применительно к основополагающим понятиям, эта проблема остается нерешенной. До сих пор не разработан общий подход к использованию учебных понятийных комплексов в вузах для формирования и развития физических понятий в условиях различных систем обучения и на различных формах учебных занятий. Учебные и понятийные комплексы эпизодически используются отдельными педагогами, но не осознаны и не исследованы специально в плане возможности

более полной реализации системного подхода, который на современном этапе развития науки является ведущим методологическим направлением.

Во второй главе «Реализация учебных понятийных комплексов В процессе изучения вопросов общей физики в вузе» представлена авторская классификация учебных понятийных комплексов как средство для формирования основополагающих физических понятий. Это учебные понятийные комплексы, основанные на: 1) физических законах; 2) физических моделях; 3) физических теориях; 4) обобщениях типа ФКМ; 5) принципе целостности и являющиеся методическими конструкциями; 6) свойстве «дополнять до целого»; 7) необходимости использования методологических знаний при структурировании системных знаний и при исследовании системных объектов; 8) не только на предметных знаниях, но и на методически целесообразных межнаучных связях и обладающие методологической программой развития современного интегративного мышления.

Следует обратить внимание, что последовательность видов учебных понятийных комплексов в данной классификации отражает процесс моделирования самих понятийных комплексов. Здесь выявлены базовые связи между понятиями, которые определяют тот или иной класс учебных понятийных комплексов. Это позволяет рассматривать любой учебный понятийный комплекс как своеобразную модель с известными правилами ее построения.

Учебные понятийные комплексы имеют многоаспектный характер. Их можно рассматривать как элемент содержания обучения, как форму организации обучения, как метод или средство обучения, как своеобразную форму понятийного мышления, как условие теоретического осознания единства мира, как дидактические средства, позволяющие решать проблему формирования основополагающих физических понятий на уровне мировоззрения и методологии.

Для систематического и целенаправленного использования учебных понятийных комплексов в условиях развивающего обучения студентов общей физике была разработана поэтапная методика использования их дидактических возможностей и организации самостоятельной познавательной деятельности студентов. Модель ее проектирования представлена на рис. 1.

В основание методики положены закономерности процесса и принципы. Основными законами развивающего обучения являются: фундаментальный закон Л.С. Выготского о психическом развитии человека; закон обусловленности обучения и воспитания характером деятельности учащихся; закон единства и взаимосвязи теории и практики в обучении; закон единства и взаимообусловленности индивидуальной и коллективной организации учебной деятельности. В качестве закономерностей можно выделить следующие: связь между компонентами процесса обучения: между целями, содержанием, методами, средствами, формами; обучающая деятельность преподавателя носит и воспитывающий характер; прочность усвоения учебного материала зависит от систематического повторения изученного, от включения его в ранее

Рис. 1. Модель проектирования методики использования учебных понЗгайных комплексов в развивающем обучении

пройденный и в новый материал; зависимость формирования понятий в сознании обучаемых от специальной познавательной деятельности. Были выбраны следующие принципы: системности, комплексности, преемственности, целостности, межпредметных связей, самостоятельности и индивидуальности.

Содержательную основу учебных понятийных комплексов составляют системные комплексы и взаимосвязь понятий в структуре учебных понятийных комплексов.

Процессуальный компонент базируется на организации коллективных, групповых и индивидуальных форм обучения. Переход между данными формами осуществляется в зоне ближайшего развития и опирается на бинарные методы обучения М.И. Махмутова, учитывающие не только процесс обучения, но и учения, которое в развивающем обучении имеет приоритетное значение.

Средствами организации процесса формирования основополагающих физических понятий в условиях использования учебных понятийных комплексов являются: комплексная технология развивающего обучения и различные типы понятийных комплексов.

На основе перечисленных выше компонентов организуется поэтапная структура развития познавательной самостоятельности студентов в зоне ближайшего развития. По степени сформированности у студентов самостоятельности различаются следующие ее уровни: исполнительская, репродуктивная, продуктивная и поисковая (исследовательская), которые формируются на соответствующих этапах развития познавательной самостоятельности студентов.

Переход от одного этапа к другому осуществляется за счет преодоления зоны ближайшего развития и достижения самостоятельной индивидуальной познавательной деятельности студента.

Так как высшая профессиональная школа должна готовить специалистов для школы не только как предметника, но и методиста, то вряд ли можно довольствоваться какой-либо монотехнологией. Мы предлагаем в условиях нашей методики формирования физических понятий использовать для этих целей комплексную технологию, составляющими которой являются задачная, диалоговая и игровая, и взаимодействие которых даёт новое интегративное качество, позволяющее более полно формировать в педвузе предметные, методологические и профессиональные знания студентов.

Главным интегративным качеством этой технологии является то, что в рамках такого комплекса в полной мере проявляет себя фундаментальный закон развития внешних психических функций человека, сформулированный Л.С. Выгодским: «Всякая высшая психическая функция в развитии ребенка появляется на сцене дважды - вначале как деятельность коллективная, второй раз как деятельность индивидуальная, как внутренний способ мышления ребенка», из которого следует, что только при коллективной деятельности, обучающийся может остаться в зоне ближайшего развития. Если же мы хотим, чтобы студент оказался в зоне активного развития, необходимо, чтобы он вышел на индивидуальную деятельность.

Комплексная технология как раз и позволяет разрешать противоречие между коллективной формой обучения и необходимостью овладения педагогической профессией и педагогическим мастерством на индивидуальном уровне.

Для реализации предложенной нами методики использования учебных понятийных комплексов при формировании основополагающих физических понятий мы предлагаем применять следующие средства: диалоговые и полилоговые задачи, содержательно-знаковые наглядности понятийных комплексов, содержательные опоры, структурно-логические схемы, обобщённые планы деятельности, задания на использование справочной литературы.

Кроме того, в качестве одного из средств реализации предлагаемой нами методики выступает электронный образовательный ресурс (разработанный в системе управления обучением Моо(11е), возможности которого позволяют сочетать индивидуальные и коллективные формы обучения при формировании сложных понятий средствами учебных понятийных комплексов.

На основе перечисленных компонентов строится поэтапная структура развития видов познавательной самостоятельности студентов. Выделяются виды познавательной деятельности (репродуктивная, исполнительская, конструктивная, продуктивная и поисковая (исследовательская)), которые реализуются на соответствующих этапах (информационная неопределенность учебной деятельности, информационная определенность учебной деятельности, мотивационная учебная деятельность, самостоятельная учебная деятельность).

Таким образом, необходимым условием развития мышления и формирования познавательной самостоятельности студентов при формировании и развитии основополагающих физических понятий в условиях использования педагогической системы развивающего обучении является систематическое и целенаправленное использование дидактических возможностей различных типов учебных понятийных комплексов. При этом самую большую ценность представляют те учебные понятийные комплексы, которые в своей структуре имеют методологическую программу познавательной деятельности в виде обобщенных планов деятельности. Развитие мышления достигает более высокого уровня в случае, если осуществляется не только поэтапное формирование эмпирических, теоретических, практических и философских знаний, но и сопоставление их друг с другом. Более того, это позволяет реализовать формирование самостоятельности как уровневого понятия. Переходя от одного уровня знаний к другому, студенты осуществляют переход по следующим уровням самостоятельности: исполнительский, репродуктивный, продуктивный, поисковый (исследовательский).

На различных формах учебных занятий должна проявляться специфика использования разнообразных типов понятийных комплексов. Это отражено в функциональной структуре предлагаемой нами методики использования учебных понятийных комплексов при обучении студентов общей физике (фрагмент функциональной структуры представлен в табл. 1).

Таблица 1

Использование учебных понятийных комплексов на занятиях по общей физике__

Форма /чебнш занятий Средства формирования основополагающих понятий Функция, выполняемые понятийными комплексами при формировании теоретического мышления Деятельность преподавателя Деятельность студент

Диалоговые и полилоговые задачи Обобщение и систематизация иредметных и методологических знаний. Преобразование учебного материала в методологическую познавательную структуру Включение студентов в самостоятельный познавательный процесс. Получение в процессе общения новых идей Включение студентов в работу с понятийным комплексом Представление уже готовых, составленных преподавателем комплексов и задание студентам для самостоятельного создания и рассмотрения понятийных комплексов для более глубокого усвоения материала Преобразование учебного материала в соответствии с соответствующими понятийными комплексами Освоение методов работы с понятийными комплексами Частичное самостоятельное составление понятийных комплексов под руководством преподавателя

5 3 ы Содержательно-знаковая наглядность понятийного комплекса, изображающая ПОНЯТИЙНЫЙ комплекс Иллюстрация физичсских объектов и явлений и средства включения в теоретическую познавательную деятельность Демонстрация студентам средств наглядности для иллюстрации и систематизации теории Студенты включаются в самостоятельную познавательную деятельность за счет использования внутренней методологической программы познавательной деятельности, составляющей структуру содержательно-знаковой паглядности

к Структурно-логическая схема Обобщение и систематизация предметных и методологических знаний. Преобразование учебного материала в методологическую познавательную структуру Включение студентов в самостоятельный познавательный процесс Включение студентов в работу со структурно-логической схемой Представление заполненных фрагментов структурно-логической схемы и задание студентам для самостоятельной работы со структурно-логической схемой Преобразование учебного материала в соответовии со структурно-логи ческой схемой Освоение методов работы со структурно-логической схемой Частичное самостоятельное заполнение структурно-логической схемы под руководством преподавателя

Обобщенный план деятельности Организации самостоятельной познааательыой деятельности Раскрытие роли обобщенных планов для совершенствования познавателытой деятельности студентов ' • Использование обобщенных планов познавательной деятельности при сопоставлении экспериментальных, теоретических и практических знаний при обучении общей физике (законы, теории) Совместно с преподавателем исследование специфики эмпирических, теоретических и практически гх знаний и выявление достоинства теоретических знаний Использование научных методов познавательной деятельности как элементов содержания курса общей физики и как средства получения новых знаний

В ней выделяются формы учебных занятий; различные средства реализации учебных понятийных комплексов и их дидактические функции в формировании и развитии физических понятий; деятельность преподавателя и студента. Тем самым, посредством этой функциональной структуры целостно представлена процессуальная сторона методики использования учебных понятийных комплексов на различных формах занятий.

Таким образом, целый методический комплекс средств реализации методики использования учебных понятийных комплексов в процессе обучения содержит оригинальные типы учебных понятийных комплексов и их классификацию; конкретные примеры реализации методики использования учебных понятийных комплексов в условиях развивающего обучения студентов общей физике при формировании и развитии у них основополагающих понятий на различных формах учебных занятий; разработанные полилоговые задачи и организация в учебном процессе комплексной технологии «задача-диалог-игра»; обобщенные планы самостоятельной познавательной деятельности студентов и обобщенные планы конструирования учебных понятийных комплексов. На рис.2, 3 представлены примеры учебных понятийных комплексов, позволяющих включать студентов в самостоятельную познавательную деятельность по формированию эмпирических и теоретических знаний и способствующих развитию их мышления.

Третья глава «Организация, проведение и результаты педагогического эксперимента по проверке эффективности методики использования учебных понятийных комплексов в процессе обучения физике» посвящена вопросу организации и проведения педагогического эксперимента по проблеме исследования. Здесь представлены данные пробного, обучающего и контрольного экспериментов, их качественная и количественная оценки, делаются выводы.

Педагогический эксперимент осуществлялся в четыре этапа: констатирующий (2003-2004 гг.), пробный (2004 - 2006 гг.), обучающий (2006 -2009 гг.) и контрольный (2009 - 2011 гг.), которые проводились в ГорноАлтайском государственном университете, Республиканском институте повышения квалификации работников образования и частично в школах Республики Алтай. Эффективность предлагаемой методики проверялась на примере формирования понятий «энергия», «энтропия», «работа», «теплота».

Обучающий и контрольный эксперименты осуществлялись самим автором и преподавателями вуза, которые проводили все виды занятий в контрольных группах по традиционной методике, а в экспериментальных группах по разработанной нами методике. Педагогический обучающий эксперимент проводился на материале курсов «Механика» и «Молекулярная физика».

В качестве гипотезы педагогического исследования было выдвинуто следующее положение: введение в учебный процесс по физике учебных понятийных комплексов позволит повысить качество усвоения основополагающих физических понятий, а также развить мышление и познавательную самостоятельность студентов.

а1срнмоиш1и1ый \ Обобщенный план I ( I Л ч"" ' ' дх '"' у' 1

«ион »«якпсн. | конструирования учебного \ Ч^зглГ----——"""

/ понятийного комплекта по тсмс\ \ ^

) «Закон вязкисти» Ч -

/ I. Наглядно представьте механизм яячкостн --------- ---"

/ 2. Выделите лптпахи явления вязкости ^^_^ _____

у" 3. Объясните процесс внутреннего трения Гаязкосгн* ---—

^^ 4. Запишите чакон вязкости Ньютона

5. Сконструируйте поняп«йный комплекс по теме «закон вязкое ги» Обобщенный план познавательной деятельности с учебным понятийным комплексом

1. Раскройте содержание ессх основных понятий, входящих в пон/тФный хомллекс

2. Назовите методы научного почиания. с помощью которых был получен закон Ньютона

3. Обоснуйте достоверность полученных данных, на основе которых сформулирован загон вткостк 4. Раскрпгпе фиигчгский смысл кочффнциента вячхости (п)

5. Назовите недостатки эмпирических знаний /лГ^

е е^о в познавательной

комплекса по теме "Зако,

Обобщенный план конструирования учебного понятийного комплекса по теме «Закон вязкости»

I . Раскройте механизм вязкости

2. Объясните наглядное представление яиления вячкостя

3. Получите одон вязкости теоретически

<. Сконструируйте учебный понятийный комплекс по теме хЗикон вязкости»

Обобщенный план познавательной деятельности с учебным понятийным комплексом

1. Раскройте содержание вссх основных понятий, входящих в понятийный комплекс

2. Назовите метод научного познания, с помощью которого был получен закон Ньютона

3. Обоснуйте достоверность выводов, нп основе которых сформулирован закон Ньютона

4. Раскройте физический сиисп «пффнцненза вязкости (г,)

5. Сравните между собой закон вязкости, полученный зкепериментвльно и теоретически

й. Покажите преимущество теоретических знаний о понятиях И ^

законах по отношению к эмпирическим __ -

е'»в познавательйое^

При подготовке к проведению педагогического эксперимента был осуществлен выбор критериев и показателей, которые позволили получить объективную информацию о методике использования учебных понятийных комплексов в обучении студентов физике. Оценка эффективности применяемой нами методики определялась с помощью интегрального

критерия, представленного в форме совокупности критериев качества результатов обучения физике студентов педвуза, сформированное™ мышления, развития познавательной самостоятельности. Совокупность показателей как количественная и качественная характеристики проявления критерия, позволили отслеживать свойства объекта, динамику его развития.

Анализ результатов анкетирования убедительно показывает, что в условиях реализации разработанной нами методики уровень знаний студентов оказывается значительно выше (рйс. 4). В экспериментальной группе, работающей по предлагаемой нами методике, средние коэффициенты полноты усвоения понятий К выше, чем у учащихся контрольной группы, а коэффициент эффективности предлагаемой методики при формировании

предметных и методологических знаний /; = —, тде у, и ук - коэффициенты

успешности формирования элементов знаний у студентов экспериментальной и контрольной групп соответственно, оказывается

больше единицы. у = - отношение значений средних коэффициентов

К2

полноты сформированное™ знаний в начале и конце эксперимента.

Рис. 4. Динамика коэффициентов полноты сформированное™ понятий а) «энергия», б) «энтропия», в) «работа», г) «тёплота».

Уровни сформированное™ мышления у студентов определялись по результатам анкетирования. О росте уровней сформированное™ мышления судили по переходам студентов с эмпирического (низший уровень) через теоретический и практический к методологическому уровню (высший уровень).

Анализ анкетирования показал, что в экспериментальной группе у студентов лучше сформировано мышление на всех уровнях, особенно на практическом и теоретическом. В контрольной группе мышление развито более слабо, однако показатели на теоретическом и практическом уровнях не очень отличаются от показателей в экспериментальной группе. (Рис. 5)

Экспериментальная группа Контрольная группа

Рис. 6. Результаты анкетирования, проведенного со студентами физико-1 математического факультета с целью проверки развития мышления

В развитии познавательной самостоятельности выделены следующие уровни: исполнительский, репродуктивный, продуктивный, исследовательский.

Экспериментальная группа Контрольная группа

Рис. 7. Результаты анализа уровней сформированности познавательной самостоятельности студентов физико-математического факультета

Достоверность результатов эксперимента для величин, характеризующих коэффициенты и уровни достижений студентов, определялись по критерию «хи-квадрат» (Т) на уровне значимости 0,05.

Критическое значение статистики критерия на уровне значимости «=0,05, принятого в педагогических исследованиях в соответствии с числом выбранных 'уровней (равным четырем) и степенью свободы г = 3, составляет 7,85. Из | таблицы 2 видно, что Г„гй, Ткрш:, то есть в отношении полученных результатов (можно утверждать, что уровень сформированности предметных и ' методологических знаний в контрольной и экспериментальной группах различается. Это означает, что разработанная нами в соответствии с положениями гипотезы методика формирования у студентов основополагающих 1 физических понятий посредством использованияпонятийных комплексов,

приводит к повышению качества усвоения понятий, что в свою очередь подтверждает достоверность выдвинутой в работе гипотезы.

Таблица 2

Распределение студентов по уровням сформированности

Группы Объем выборок Распределение студентов по уровням самостоятельности при формировании физических понятий Значение критерия статистики 1шбл.

I II Ш IV

Контрольные 106 г44 28 17 17 9,76

Эксперимент альные 108 15 19 21 51

Оценка достоверности выводов о распределении по уровням сформированности познавательной самостоятельности студентов и развития мышления по критерию «хи-квадрат», представленная в диссертации, также подтвердила справедливость сформулированной гипотезы.

В Заключении приведены основные результаты диссертационного исследования и сформулированы основные выводы:

1. Актуальность проблемы использования учебных понятийных комплексов как средств формирования системности физического знания, развития мышления и познавательной самостоятельности студентов вуза обусловлена повышением требований общества и государства к результатам освоения образовательных программ по общей физике. Решение этой проблемы многие исследователи видят в переходе к обучению, опирающемуся на системный и комплексный подходы. Предлагаемые в работе учебные понятийные комплексы представляют собой деятельностно-ориентированные структуры, позволяющие более полно использовать в образовательном процессе дидактические возможности этих подходов, обладают диагностическими, моделирующими, преобразующими и контрольно-оценочными функциями. Такой процесс целесообразно осуществлять в условиях развивающего обучения, так как в его основе лежат развитие мышления и самостоятельная познавательная деятельность.

2. Формирование основополагающих _ физических понятий и организацию самостоятельной познавательной, деятельности целесообразно осуществлять в условиях развивающего обучения с систематическим использованием и конструированием учебных понятийных комплексов. Эти средства обучения, выполненные на четырех уровнях (эмпирическом, теоретическом, практическом и методологическом), имеют двублочную структуру, при этом каждый блок представляет собой обобщенный план деятельности по их конструированию и использованию. Целями использования учебных понятийных комплексов являются, во-первых, повышение уровня системности физического знания, осознание различия эмпирического, теоретического, практического и методологического уровней познания; во-

вторых, постепенное уменьшение роли преподавателя в процессе освоения общей физики; в-третьих - развитие мышления студентов.

3. Учебные понятийные комплексы следует рассматривать как многоаспектный феномен: как системные элементы знаний, отражающие всеобщую связь явлений и системную структуру научных знаний; как регулятив организации познавательной деятельности студентов с опорой на следующие дидактические принципы: системности, фундаментальности, целостности и преемственности; как метод и средство, позволяющие включать студентов в самостоятельную познавательную деятельность по формированию и развитию основополагающих физических понятий, выходить на уровень всеобщих связей и формировать мировоззрение учащихся, физическую картину мира, естественнонаучную картину мира и научную картину мира, что способствует целостному видению мира и составляет основу формирования современного теоретического интегративного мышления; как условие успешности формирования и развития физических понятий; как своеобразная форма понятийного мышлении; как условие теоретического осознания единства окружающего мира.

4. Методика использования учебных понятийных комплексов на занятиях по общей физике позволяет последовательно реализовывать исполнительский, репродуктивный, продуктивно-практический, частично-поисковый и поисковый методы учения, которые способствуют становлению самостоятельной познавательной деятельности студентов. Тем самым реализуется принцип многообразия методов обучения не ради самого разнообразия, а с целью охвата всех сторон педагогического процесса. Это приводит, в конечном счете, к готовности студентов к серьезной научно-исследовательской работе (рефераты, курсовые, квалификационные работы, совместные с преподавателем публикации).

5. Методика использования учебных понятийных комплексов при обучении студентов общей физике сочетает коллективные и индивидуальные формы обучения, включает студентов в самостоятельную познавательную деятельность на основе использования бинарных методов, способствует формированию умений конструировать учебные понятийные комплексы. Данная методика и соответствующая технология её реализации обеспечивают положительные изменения в качестве усвоения физических понятий, приводит к повышению уровня самостоятельности студентов в учебном процессе по общей физике. Студенты оперируют своими знаниями, самостоятельно добывают и обрабатывают информацию. Методика создает необходимые условия для успешной разработки преподавателем различных учебных понятийных комплексов для формирования и развития физических понятий. Развитие самостоятельности студентов в учении и формирование у них более высокой культуры познавательной деятельности приводит к формированию самостоятельности как стиля учебной деятельности.

Более полно возможности учебных понятийных комплексов реализуются в процессе изучения спецкурса «Методика использования понятийных комплексов в системе развивающего обучения», раскрывающего теоретические основы

формирования физических понятий в условиях развивающего обучения, позволяющего подготовить студентов к внедрению методики использования учебных понятийных комплексов в процесс обучения школьников физике.

Разработанный в системе управления обучением Moodle электронный образовательный ресурс позволяет организовать процесс обучения студентов на основе использования учебных понятийных комплексов дистанционно,

6. Выдвинутые в работе теоретические положения о необходимости более полной реализации дидактических возможностей учебных понятийных комплексов имеют практическое значение. Предложенная методика может быть использована преподавателями, учителями и методистами и распространена на все виды учебных занятий по курсу общей физики.

7. Результаты диссертационной работы позволили выделить перспективу дальнейших исследований — изучение возможностей использования учебных понятийных комплексов в обучении физике в средней школе и создание соответствующей методики.

Статьи в изданиях, включенных в реестр ВАК РФ

1. Давыдкина, Е.И, Формирование комплекса взаимосвязанных понятий при обучении студентов общей физике / Е.И. Давыдкина // Вестник Томского государственного университета. Бюллетень оперативной научной информации. «Акценты и приоритеты политехнического и экологического образования». -2006. - № 115. - Декабрь. - С. 43-46.

2. Кудашова, Е.И. Роль физических понятийных комплексов в развитии теоретического, интегративного, синтетического мышления студентов / Е.И. Кудашова // Вестник Томского государственного университета. Бюллетень оперативной научной информации «Развитие современного регионального образования: коммуникация и компетентность». - 2006. - № 98. - Ноябрь. - С. 102-105.

3. Кудашова, Е.И. Реализация общения при создании понятийных комплексов в условиях использования системы управления обучением Moodle / Е.И. Кудашова // Мир науки, культуры, образования. - Горно-Алтайск. - 2011. — № 1.-С. 110-111.

Статьи, напечатанные при финансовой поддержке РГНФ:

4. Давыдкина, Е.И. Роль физических понятийных комплексов в учебном процессе для формирования познавательной самостоятельной деятельности студентов / Е.И. Давыдкина, A.B. Петров // Развитие познавательной самостоятельности учащихся в современной системе образования: Научные труды / под ред. A.B. Петрова. - Горно-Алтайск, 2006. - С. 76-80.

5. Петров, A.B. Использование понятийных комплексов для развития познавательной самостоятельности студентов при обучении общей физике / A.B. Петров, Е.И. Кудашова // Развитие самостоятельности и творческой активности учащихся: Международный сборник научных трудов / под ред. д. п. н., проф. A.B. Петрова. - Горно-Алтайск: МНКО, ПАНИ, 2007. - С. 169-190.

Научные статьи и материалы конференций:

6. Давыдкина, Е.И. Роль комплексов в формировании и развитии физических понятий. // Совершенствование профессионально-педагогической

подготовки будущих учителей физики: Материалы межрегиональной научно-практической конференции. - Шадринск: ШГПИ, 2003.-29 - 30 с.

7. Давыдкина, Е.И. Комплексное формирование взаимосвязанных физических понятий J Е.И. Давыдкина // Развивающее образование XXI века: Материалы международной научно-практической конференции 21-25 августа. -Горно-Алтайск, 2003. - 175-177 с.

8. Давыдкина, Е.И. Использование понятийных комплексов в развивающем обучении физике / Е.И. Давыдкина // Психодидактика высшего и среднего образования: сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции, 2-4 ноября 2004. - Барнаул: Изд-во БГПУ 2004 - С 235-237.

9. Давыдкина, Е.И. Дидактические возможности понятийных комплексов в развивающем обучении физики / Е.И. Давыдкина // Вестник молодых учёных: Сб. науч. работ. - Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2004. - С. 22-23.

Ю.Петров, A.B. Использование понятийных комплексов при обучении студентов педвуза общей физике / A.B. Петров, О.Г1. Петрова, Е.И. Давыдкина // Мир науки, культуры, образования. - Горно-Алтайск: ПАНИ - 2004 - №! - С 15-20.

11. Давыдкина, Е.И. Возникновение жизни как стремление к беспорядку, выражаемому вторым началом термодинамики / Е.И. Давыдкина, A.B. Петров // Наука, культура, образование. - Горно-Алтайск. - 2004. -№ 15/16. - С. 141-142.

12. Давыдкина, Е.И. Методическая ценность использования понятийных комплексов при обучении студентов общей физике / Е.И. Давыдкина // Наука, культура, образование. - Горно-Алтайск. - 2005. 17. - С. 102-104.

13. Давыдкина, Е.И. Особенности формирования физических понятий при подготовке учителя физики / Е.И. Давыдкина // Наука, культура, образование. -Горно-Алтайск. - 2005. - № 17. - С. 146-147.

14. Давыдкина, Е.И. Методическая ценность использования понятийных комплексов при обучении студентов общей физике / Е.И. Давыдкина // Пути решения проблемы качества образования в XXI веке: Сборник материалов Международной научно-практической конференции, 20-24 августа, 2005 г. -Горно-Алтайск, 2005. - С. 166-168.

15; Петров, A.B. Учебно-методический комплекс для лабораторных занятий по общей физике: учебно-методическое пособие для преподавателей и студентов / A.B. Петров, Н.С. Чаеовских, Е.И. Давыдкина; под ред. A.B. Петрова. - Горно-Алтайск, 2006. - 56-62 с.

16. Давыдкина, Е.И. Роль системного подхода в использовании понятийных комплексов в процессе формирования основополагающих физических понятий в курсе общей физики / Е.И. Давыдкина // Психодидактика высшего и среднего образования: Сборник материалов VI Всероссийской научно-практической конференции, 28-30 марта 2006 г. - Барнаул- Изд-во БГПУ 2006.-С. 94-95.

17. Давыдкина, Е.И. Особенности формирования физических понятий при подготовке учителя физики / Е.И. Давыдкина, Е.В. Виснапу // Психодидактика высшего и среднего образования: Сборник материалов VI Всероссийской

научно-практической конференции, 28-30 марта 2006 г. - Барнаул: Изд-во БГПУ, 2006. - С. 284-286.

18. Петров, A.B. Формирование физической картины мира при подготовке учителя физики в педвузе I A.B. Петров, О.И. Петрова, Е.И. Давыдкина // Формирование научной картины мира человека XXI века: Сборник материалов Международной научно-практической конференции, 3-6 августа, 2006. - Горно-Алтайск, 2006. - С. 30-32.

19. Давыдкина, Е.И. Использование методики формирования взаимосвязанных понятий при обучении студентов общей физике / Е.И. Давыдкина // Актуальные проблемы образования: Избранные педагогические труды / под ред. A.B. Петрова. - Горно-Алтайск: ПАНИ, 2006. - С. 39-41.

20. Кудашова, Е.И. Научная картина мира как одна из структур научного познания / Е.И. Кудашова, О.П. Петрова // Формирование научной картины мира человека XXI века: Сборник материалов Международной научно-практической конференции, 12-16 августа, 2007 г. - Горно-Алтайск, 2007. - С. 158-161.

21. Кудашова, Е.И. Применение технологии дистанционного обучения Moodle при реализации методики комплексного формирования понятия // Компетентностно-деятельностный подход в системе современного образования: Сборник материалов XII международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию A.B. Петрова, 18-23 августа 2010 г. - Горно-Алтайск, 2010.-С. 25-27.

Подписано в печать 15.05.2006 г. Формат 60x84/16. Объем 1,4 п. л. Тираж 100 экз. Заказ №¿0-3

Отпечатано с готового оригинал-макета на ризографе типографии «Центр научного сотрудничества» 454080, г. Челябинск, ул. Энтузиастов, 12

Текст диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Кудашова, Елена Ильинична, Горно-Алтайск

61 12-13/682

Федеральное государственное оюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Горно-Алтайский государственный университет» (Горно-Алтайский государственный университет, ГАГУ)

>Саио(о<£— На правах рукописи

Кудашова Елена Ильинична

МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЧЕБНЫХ ПОНЯТИЙНЫХ КОМПЛЕКСОВ В УСЛОВИЯХ РАЗВИВАЮЩЕГО ОБУЧЕНИЯ

ФИЗИКЕ В ВУЗЕ

Специальность 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Научный руководитель доктор педагогических наук, профессор А.В. Петров

Горно-Алтайск - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

.........................................4

введение............................................................................................................................................ „

глава i теоретические основания для включения в образовательный процесс

Физике учебных понятийных комплексов как средства развития ^

основополагающих физических понятии....................................................................................

1.1. Обоснование целесообразности включения учебных понятийных

комплексов в процесс обучения физике в вузе...............................................

1.2. Роль учебных понятийных комплексов в формировании системности знаний по физике, развитии мышления и познавательной

самостоятельности студентов вуза.................................................................

1.3. Особенности использования учебных понятийных комплексов в

условиях развивающего обучения физике в вузе..........................................43

....................55

выводы по i главе.................................................................................................................

глава ii. реализация учебных понятийных комплексов в процессе изучения ^ вопросов общей физики в вузе...................................................................................................

2.1. Моделирование процесса использования учебных понятийных комплексов при обучении физике студентов вузов.......................................59

2.2. Организация самостоятельной познавательной деятельности

студентов в условиях систематического использования понятийных

..............81

комплексов...........................................................................................

2.3. Использование возможностей информационных и коммуникационных технологий для реализации разработанной методики

формирования физических понятий в условиях развивающего обучения

.......................................................100

.....................108

выводы по ii главе..................................................................................................................

помтийных комплексов в процессе обучения физике....................................................

3 1 организация и методика проведения педагогического эксперимента

.......................................................112

3.2. Анализ результатов констатирующего эксперимента........................120

3 3 анализ результатов обучающего и контрольного педагогического

................136

экспериментов.................................................................................

выводы по iii главе.......................

заключение.......................................

библиографический список приложения......................................

ВВЕДЕНИЕ

В документах, определяющих направление развития системы высшего образования на международном (Болонская и Копенгагенская декларации) и общероссийском уровнях («Национальная доктрина образования РФ до 2025 года»), подчеркивается необходимость подготовки специалистов нового поколения, способных к непрерывному образованию и самообразованию в течение всей жизни. Решение этой задачи многие исследователи видят в переходе к обучению, опирающемуся на системный и личностно-деятельностный подходы, подразумевающие смещение целей образования с формирования знаний на развитие способностей к самостоятельной познавательной деятельности человека, владеющего методом научного познания.

Освоение новых образовательных программ невозможно без обновления способов учебного познания. В связи с этим для педагогической науки, психологии, теории и методики обучения учебным дисциплинам, в том числе физике, проблема формирования и дальнейшего развития научных понятий является важной и актуальной. Она рассмотрена в работах психологов: Л.С. Выготского, СJL Рубинштейна, В.В. Давыдова, ПА Гальперина, НФ.Талызиной, H.A. Менчинской, М.Н. Шардакова и др.; дидактов: М.Н. Верзилина, Г.Г. Гранатова, З.И. Клименко, М.Н. Скаткина, В.А. Черкасова, А.В.Усовой, С.Г. Шаповаленко и др., и методистов: В.Ф. Ефименко, М.Д. Даммер, И.С. Карасовой, А.Н. Крутского, Л.Я.Зориной, A.B.Петрова, Д.Х.Рубинштейна, В.И. Тесленко, H.H. Тулькибаевой, Т.Н. Шамало, A.A. Шаповалова и др. В них раскрываются закономерности процесса усвоения понятий, способы, критерии и условия их формирования.

Важность данных исследований состоит в том, что они выявили проблему

обобщения и систематизации научных понятий.

Анализ психолого-педагогической и методической литературы, а также изучение и обобщение опыта работы педагогических вузов показали, чтс проблема системного формирования понятий в процессе обучения физике

студентов недостаточно разработана. Особую роль в формировании системности знаний обучаемых играют различные средства систематизации (таблицы, схемы, диаграммы, опорные конспекты и др.). Они, с одной стороны, являются средством фиксации результатов систематизирующей деятельности, а с другой - средством организации этой деятельности, что особенно ценно. К более современным и эффективным средствам относятся так называемые понятийные комплексы, позволяющие обучающимся самостоятельно конструировать системы понятий, осознавая связи и отношения между ними. Применительно к средней школе исследована роль проблемно-понятийных комплексов в формировании сложных понятий, в частности массы (A.B. Петров, К.И. Дмитриев). Однако использование понятийных комплексов, их развивающий потенциал при обучении студентов физике имеет свои особенности, поэтому требует дополнительного исследования. Изложенное позволяет заключить, что в настоящее время системное формирование и развитие основополагающих физических понятий при обучении студентов общей физике характеризуется рядом противоречий:

программы по физике в вузе;

- на научно-педагогическом уровне: между целесообразностью

системного формирования и развития физических понятий, развития мышления студентов в процессе освоения образовательной программы по курсу физики в вузе и недостаточной разработанностью теоретических основ систематизации и обобщения знаний студентов по физике с использованием современных средств обучения, обладающих высоким развивающим потенциалом, в том числе

понятийных комплексов;

их включения в образовательный процесс по физике.

и познавательной самостоятельности студентов вуза.

Описанное выше определило выбор темы диссертационного исследования: «Методика использования учебных понятийных комплексов в

условиях развивающего обучения физике в вузе».

Цель исследования заключается в теоретическом обосновании и разработке методики использования учебных понятийных комплексов, направленной на повышение качества усвоения основополагающих физических понятий, развитие мышления и познавательной самостоятельности студентов

вуза при обучении общей физике.

Объектом исследования является процесс обучения студентов вуза

общей физике .

Предметом исследования послужил процесс использования учебны* понятийных комплексов как средства формирования системности знании

развития мышления и познавательной самостоятельности при обучении

студентов общей физике в вузе.

Для достижения цели исследования была выдвинута следующая

гипотеза: методика использования учебных понятийных комплексов будет

эффективна и способствовать формированию системности знаний, развитию

мышления и познавательной самостоятельности, если:

- разработать структуру и содержание учебных понятийных комплексов в соответствии с уровнями учебного познания (эмпирическим, теоретическим,

практическим и методологическим);

- отразить особенности самостоятельной познавательной деятельности

студентов в работе с учебными понятийными комплексами в процессе системного формирования основополагающих физических понятий,

составляющих базис разделов курса общей физики;

- методику использования учебных понятийных комплексов

конструировать на основе бинарных методов М.И. Махмутова и развивающих

дидактических средств обучения (содержательно-знаковой наглядности,

электронного образовательного ресурса, диалоговых и полилоговых задач,

структурно-логических схем, содержательных опор).

Исходя из гипотезы и цели исследования, в работе поставлены

следующие задачи:

1. Изучить и проанализировать состояние исследуемой проблемы в

педагогике, теории и методике обучения физике, практической

деятельности преподавателей вуза.

2. Раскрыть сущность, структуру и содержание учебных понятийных

комплексов; обосновать совокупность дидактических функций, выполняемых ими; осуществить их классификацию на основе системного подхода и методологии учебного познания.

3. Разработать методику использования учебных понятийных комплексов па основе системного и комплексного подходов в соответствии с уровнями учебного познания (эмпирическим, теоретическим,

практическим и методологическим).

самостоятельности студентов.

Теоретическую и методологическую основу исследования составляют:

- на философском уровне - диалектика процесса познания (принципы восхождения от абстрактного к конкретному, единства логического и исторического, объективности и всесторонности рассмотрения, единства анализа и синтеза, рассмотрения объекта в его развитии, единства формы и содержания, противоречивости изучаемого объекта, его количественной и качественной определенности, взаимосвязи количественных и качественных

изменений);

- на общедидактическом уровне - теория систем и системный подход, теория деятельности и деятельностный подход; теории развивающего обучения; теория формирования научных понятий и обобщенных умений;

- на частнометодическом уровне - теория и методика педагогических

исследований.

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования:

- теоретические - анализ философской, психолого-педагогической, учебно-методической литературы по проблеме исследования; анализ деятельности преподавателей и студентов; анализ содержания программ и методических пособий; моделирование процесса проектирования методики; проектирование учебного процесса в соответствии с разработанной методикой;

личного опыта практической работы в вузе.

В качестве опытно-экспериментальной базы исследования выступали Горно-Алтайский государственный университет, РИПКРО РА и школы

г. Горно-Алтайска.

В соответствии с поставленными задачами диссертационное

исследование проводилось с 2002 по 2011 годы в четыре этапа.

осуществлён констатирующий эксперимент.

На втором этапе (2005 - 2006 гг.) проводилось моделирование учебного

процесса, определился комплекс методов и приёмов формирования

основополагающих физических понятий в условиях развивающего обучения.

Была разработана методика формирования основополагающих понятий в курсе

общей физики, опирающаяся на систематическое и целенаправленное

использование в познавательном процессе понятийных комплексов, и

соответствующие средства её реализации. Осуществлён пробный эксперимент,

который проводился в целях проверки предложенной в работе методики и

корректировки гипотезы исследования.

оформлению диссертации.

Научная новизна исследования:

конструированию и использованию.

2. На основе системного и комплексного подходов разработана

методика использования учебных понятийных комплексов, направленная на системное формирование знаний, развитие мышления и познавательной

самостоятельности студентов, позволяющая:

• сочетать индивидуальные и коллективные формы обучения.

школьников физике.

Теоретическая значимость исследования заключается в дальнейшем развитии теории формирования понятий применительно к процессу обучения

физике в вузе и выражена в следующем:

1. Уточнено понятие «понятийный комплекс», выделены признаки,

отличающие его от проблемно-понятийного комплекса, как частного представления понятийного комплекса. Раскрыто содержание и структура данного научного понятия и обоснована методическая целесообразность

введения понятия «учебный понятийный комплекс».

2. Выявлены диагностические, моделирующие, преобразующие и контрольно-оценочные функции учебных понятийных комплексов в процессе

учебного познания по физике в вузе.

3. Разработана модель проектирования методики использования учебных

понятийных комплексов в процессе учебного познания по физике, отражающая основа