автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методика применения идеализации при обучении физике в средней школе

Автореферат диссертации по теме "Методика применения идеализации при обучении физике в средней школе"

ИАШСЯЮСЗДСИАтШЗШ ИНСТИТУТ ОБЩЕГО СРВД1ЕГ0 ОБРАЗОВАНИЯ ¿ПН СССР

На правах рукописи

ВДЕВ Уктан Далронович

ШЭДШ. ПШЕНЕНИЯ ИДЕАЛИЗАЦИИ ПРИ ОБУЧЕНИИ <ШЖЕ В СРВДНЕЙ ШКОЛЕ

13.00.02 - Методика преподавания фьзшш

Автореферат

на сопокаяиэ ученой степени кандидата педагогических наук

Москва - 1991

Работа выполнена на кафедре физшш и математики Карпинского Общетехнического факультета Ташкентского технического университета ш.А.Р.Беруш.

Научный руководитель: ДИК Ю.И., кавдвдат педагогических

паут., старший:: научний сотрудник

Официальное ошюпе"тн: ГСШШ Г.Ы., доктор педагогических

наук, профессор

КШЕКЙЙА Т.В., кандидат педагогических наук, старший научный сотрудник.

Ведущая организация - Московский ойласгной педагогический

институт ш.Н.К.Крупской.

. Защита состоится " "_¿991 года в_„часов

на з''-задании спациаяизгповаяного Совета К 018.06.04 в НИИ общего среднего образования МН СССР по адресу; 129243, Москва, ул.Космонавтов дом' 18, корп.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Институт! Автореферат разослан " "__1991 года.

Ученый секретарь специализированного Совета

А.С.ЛЕСШВШ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕШОШКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Одна из наиболее актуальных тео-этико-познавателышх проблем, связанная с методологией естест-ззцанпя' - это проблема использования метода идеализации. Особое гачеяиз места и роли этого вазиого метода исследования подчсзр-¡пзается советскими и зарубежными учеными. Если з философии и d ззшсе эта задача решается успешно, в частности,, выяснена роль цеализацан в процесса познания» то з педагогике, в -частных ме-одаках, этому вопросу вез ецэ- уделяется ^достаточное внимание.

Идеализация представляет собой мыслительное конструирование онятиЗ об объектах, процессах и явлениях, не существующих в дей-гзптзльностп, но таких, для которых имеются прообразы в реаль-ом мире (например, "точка", "абсолютно твердое тело", "идеальна газ" и т.д.). Идеализация позволяет формулировать законы, троить абстрактные схемы'реальных процессов. Идеализация исполь-уется для построения идеальных (мысленны) моделей. Тактi обра-ом, метод идеализации представляет собой компонент процесса па-чного познания, в котором наряду с абстрагированием ваглое мес-о принадлежат деятельности творческого воображения и научной антазии субъекта познания.

Вопросы идеализации, как правило, рассматриваются в педаго-ичесвой литературе как подчиненные и в связи с рассмотрением рутах методов-*- чйзэ всего в связи с методом моделирования С.Е.Камеяещшй, Н.А.Солодухпа, В.В.Пслкович, Г.П.Корнев и др.), :роблемой соотношения иццугаши и дедукции в процессе преподава-ш (Д.В.Вилькеев, Л.А.Иванова и др.), методом мысленного экспе-шмента и мысленных моделей (Л.Я.Зорина, А.ПЛернов, П.К.Афанась-•в, ,Ю.А.Коварский и др. ) и другими дидактическими проблемами. Ко-[ечно, такое рассмотрение нужно и ваяно. Оно представляет инте-)ес уае потому, что в самой реальной практике научного познания гатод идеализации существует не сам по себе, а как средство ре-юния вполне определенных конкретных научных задач, к нему iípa-5егают в связи с необходимость^! определенным образом упростить, вдеализировать решаемую задачу, о тем, чтобы продвинулся в ее >ешешш. -ч

Однако отсвда вовсе не следует, что вопросы, связанные с методой идеализации в учебном познании, з принципе но могут быть вцдшшвд в качестве отдельного предмета рассмотрения. По нашему мнеш"о, выдвкаение этих вопросов на первый план в качестве главного, а не побочного предмета исследования дает возмокностъ более глубоко я полно раскрыть системную природу метода идеализации, взятого в конкретной взаимосвязи его различных компонентов, в частности, таких, как моделирование, мысленный эксперимент, мысленные моде^*, гипотетико-дедукгпвпый метод и т.д.

Отсутствие до сих пор соответствующего исследования - явный л; одел в теории - практике школьного преподавания физики. Еще в ЗО-х годах академик Л.И.Мандельштам настойчиво и неоднократно подчеркивал, что вопросы идеализации долгны занимать фундаментальнее место во всяком преподавании физики - как в школьном, тг и в университетском.

Необходимость овладения методом идеализации вытекает из суп ностных его характеристик. Одна из ваанейшпх особенностей методг состоит з тоь, что при изучении образованных в процессе учения идеализированных моделей раскрываются наиболее существенные сво£ ства реальных объектов и наиболее важные особенности естественш научных законов и-теорий. Именно в этом состоит гносеологическая ценность метода идеализации.

Б ходе специальнг проведенного наш набдвдения учебного лр^ цесса по физике в школах выявилось, что применение метода идеал зации происходит стихийно. При этом у учащихся, использующих ид ализированные модели, оказыьаштся не сформированными даге прост пше представления о методе идеализации. А без владения .этим мет ,.;ом существенно ухудшается дродухтивная, творческая деяяельност школьников в процессе изучения физики.

Поэтов да^актическое исследование идеализации как метода и его применения в преподавании физики представляет собой акту-альнуг педагогичс-кув проблему.

• Объектом исследования является учебно-воспитательный процесс в средней школе, взятый в единстве его образовательной, вс питательной и развивающей функций, касающийся использования иде шзир'занныг объектов и идеальных моделей.

В качестве предмета исследования выступает идеализация как мыслительный процесс, дающий возможность осознанно выделить в изучаемом материале курса физики средней школы идеализированные объекты и построить связанные с ними идеальные модели.

Основная цель исследования состоит в выявлении в змощюстей активизации процесса познавательной деятельности у учащихся на осиобо овладения ими процессом идеализации 1сак одним из необходимых элементов при обучении. В исследовании рассматриваются приемы п метода работы учителя по применению в учебном процессе по физике идеализации во взаимодействии с другими методами.

Исхода из требований взаимодействия метода идеализации с другими методами познания и основываясь па изучении литературы по основным вопросам обучения и воспитания школьников, учебш. с книг по физике для учащихся и учебно-методической литературы для учителей физики, а также опираясь на результаты наших наблюдений за обучением физике в школах, нами в соответствии о идеей исследования и уже сформулированной целью его проведония была принята следующая гипотеза; ,

- если систематически применять метод идеализации по всему курсу физики' средней школы при формировании физических донятий, при объяснении физических законов и теорий,

то:

- уровень#познавателькой самостоятельности учащихся, проявляющейся через их умения самостоятельно строить идеальные модели и выполнять -йисленннй эксперимент, существенно повысится;

- получаемые знания по физике будут более глубокими л прочными. ■

' Для достижения поставленной цели и проверки высказанной гипотезы исследования потребовалось решить следующие задачи:

1) изучить состояние исследуемой проблемы Е общей и частной дцдактиках, а также в школьной практике, определить уровень'знаний учащихся об идеализации и умений ее применять в учебном процессе;

2) проанализировать содержание идеализации как не ода обучения и дидактического средства, установить воцросы в исследуемой проблема, уже решенные другими авторами, и оценить их решения;

3) провести методологическое, психологическое и педагогическое обоснование целесообразности использования идеализации при обучении физике;

4) изучить степень соответствия использования идеализации в курсе физики средней школы основным дидактическим принципам обучения;

5) изучить вопрос о применении идеализации при формировании физических понятий, объяснении физических законов и теорий;

6) разработать методику формирования у учащихся умений при-мрнять идеализацию в различных формах учебной деятельности, шслю-чая и тг^ую, когда будут проявляться звримические функции идеализации;

п) проверить верность выдвинутой гипотезы и правильность выработанных рекомендаций в ходе экспериментального преподавания в гкодах.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

- определены роль и место идеализации в курсе физики средней школы;

- выделены необходимые этапы и уровни овладения учащимися методом идеализации реальных объектов в учебном процессе, что следует учитывать при оазработке методики использования идеализации;

- разработана методика применения идеализации в процессе изучения -кольного курса фи жи.

Теоретическая значимость исследования сострит в определении •ровней и этапов в овладей: ; учащимися идеализацией, при выполнении которых она становится методом обучения.

Пректгческая значимость исследования состоит в разработке методики применения идеализации в курсе физики средней школы, конкретно при формировании физических понятий, при обьясгзнии физи-яьских законов и теорий.

В процессе решения сформулированных выше задач исследования, в зависимости от их характера и конкретных целей были использованы ра ичные методы исследования.

Прэздо всего ото анализ литературы по философии, физике, истории физики, педагогике, психологии и методике преподавания физики. Помимо анализа необходимой литературы были прюленены следующие метода исследования: педагогическоо наблвдепиэ и обобщение, передового опыта, анкетирование учителей и учащихся, беседы о учителями, экспериментальное обучение с целыо проверки эффективности предлагаемой методики, содержательный и статистический анализ его результатов.

На з а щ и т у в ы н. о с я т с я следующие результаты не с л*е д о-в а и и я:

1. Обоснование метода.идеализации как обязательного самосто- • ятольиого хсомпонента в процесса обучения физике.

2. Уровни и этапы идеализации при применении ■ иде&тазации кал метода обучения.- .

. 3. Методика применения идеализации в учебном процессе по фи- -зике в средней школе.

Апробация работы. Полученные выводы и рекомендации обсугдались на педагогических конференциях, совещаниях, семинарах:

- Езда знаний о постоянных физических величинах и дидактические схемы их описания. (Всесоюзное совещание-сзг-ганар "о путях повышения качества*7знаний учащихся и студентов по физике в средней и высшей педагогической школе". 8-9 сентября 1983 года, г.Карел);

- Метод идеализации в школьном курсе физики. (XXXIX Герце-новские чтения, 6-8 мая 1986 года, г.Ленинград);

- Метод идеализации при формировании понятий и величин. (Областные пед.чтения КШИ, г.Карш, 1987);.

- Изучение идеализированных объектов в школьном курсе физики. (Городское методическое объединение учителей физики, г.Карпш, 1988);

- Использование метода идеализации при изучении физики в условиях дифференцированной школы. (Всес.совещ>-сешнар, посвящ. дифференцированному обучению. 27-29 сенгября^.1990 г. г.Самарканд.)

Результаты исследования внедрены в практику работы учителей физики ряда средних школ г.Карпщ Узбекистана.

Основное содержание работы

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.

Во рведенки выявлена проблема исследования, показана ее актуальность, 01„зделен предмет исследования, сформулированы рабочая гипотеза, отмечены методы исследования.

В .¿ервой главе "Идеализация .как метод научного познания и обучения" рассматриваемся проблема идеализации в общеметодологическом и гносеологическом планах, обсуядаются различные аспекты идеализации как метода исследования и познания физических объектов на снове анализа литературы по философским проблемам естествознания, дана оценка сущности и назначение идеализации как средства ПознаниДается обоснование тому, что этот метод представляет собой процесс взаимодействия абстрагирования и творческого воображения, научной фантазии, показывается взаимосвязь идеализации с другими познавательными средствами.

При анализе познавательного значения идеализации показано, что субъективное начато, проявляющееся здесь особенно сильно, имеет свои преимущества и недостатки.

В'работе показывается, что развитие физики сопровождается создание;., все более сложны: идеальных объектов. Это, например: идеальный газ - воображаемая совокупность бесструктурных частиц, взаимодействующих друг, с джутом при контакте по законам упругого удара; идеальная жидкость, не имеющая вязкости и теплопро-в днос-.:; абсс тано черное тело, поглощающее весь падающий на него поток излучения независимо от длины волны и при любой температуре этого т'ла, и др. И во всех случаях подобное абстрагирование представляет собой переход к логическому пределу, когда некоторое несущественное в д нном конкретном случае свойство реального объекта не просто идеализируется, а элиминируется.

Завершением перехода к логическому пределу процесс идеализации не заканчивается. Творческое соображение, научная фантазия, действующие во время этого перехода, далее "работают" еще

более интенсивно, наделяя образуемую мыслгткую конструкцию определенными существенными физическими свойствами. Эффективность применения метода идеализации в целом зависит от того насколько умело, даже искусно, исходя из 1рямых или косвенных данных, используют его во взаимосвязи с другими познавательными средствам. Именно реализация такс!! взаимосвязи делает идеализацию вполне самостоятельным методом познания объективной реальности в науке и в обучении.

Во второй главе "Методика использования метода идеализации в изучении школьного курса физики" рассматриваются дидактические и методические основы применения метода идеализация в обу*"чши физике. Показано, что во многих слутаях идеализация является основным способом получения знаний, использование этого метода оказывается необходимых при изучении учебного материала школьро-го курса; изучение ряда вопросов монет быть существенно упрощено за счет использовании метода идеализации.

В дидактическом плане исследованы вое., .ожные пути целенаправленного применения идеализации в процессе формирования основных физических понятий, изучения законоз и "юрий, выполнения учебного эксперимента, для формирования у них умения оценки области и границ применимости законов к теори.:, для развитии умения видеть в идеальном процессе отраженно реального, переходить от анализа идеальных моделей к осмыслению реальных фактов и явлений. По:.а-зано, как прививаются учащимся необходимые умения вплоть за оп-: ределенншли упрощениями, вводимыми в идеальную модель, конкрет-. ные стороны идеализируемых реальных объектов и явлений

В работе показаны дидактические возможности, предоста^.л-емые использованием в учебном процессе метода идеализации. Ис-поль: вание такого подхода в преподавании существенно расширяет представления учащихся о содержании самого принципа наглядноега ; в науке.

При оценке возможностей и значения использования метода иде- ' ализации прежде всего обращено внимание па рсиь этого метода л работа по развитию мг-шекия учащихся.

В диссертации исследованы пути испол' юБангя идеализации в" процессе обучения физике,'включающие обсуждение содержан л изучаемого учебного материала и возможности идеализации,построению

ыоцели, сравнение модели и реального объекта, вызод физических законов, офои эние теоретической концепции. Раскрыты основные этапы введения •вдеашзироваяньиС объектов;

Применение идеализации рас-рывается на вашшх ступенях учебного познания: в ттооцвссз формирования фаеичеолих понятий, изу-: ченкя законов и теорий, охватызаемых школьным курсом. Для использования иде&„гаацки здесь оказалось неос&одамгш: а) определить ■ способы и мотивировку введения идеализации в учебном процессе; б) выявить этапы идеализации в процессе усвоения школьниками ■ физачзских понятий, законов,- теорий; в) определить конкретные физические понятия, законы, теории, изучаемые в школьном курсе, с которю ¡и св..зака идеализация; г) спланировать содеркание и способы использования идеализации•в конкретном учебном материале на разных уровнях с учетом выявленных признаков ц функций идеализации; дЛ- осуществить идеализацию при изучении учебного /материала, в соответствующих темах и разделах курса.

Применение вдаалк-лциа улучшает условия формирования. основных физических понятий, усвоения законов и теорий школьного курса. Идеализация высг;. лает, здесь фиксированные этапаки .в процессе усвоения физических понятий,, законов и теорий. .

В этой главе рассмотрена такае идеализация в учебном эксперименте - реальном'.и мысленном.,''

Разработанная методика применения идеализации в курсе физики средней идсолн, экспериментально проверенная в преподавании физики средней школы в 1Х-Х1 классах, показывается и анализируется в -диссертации на примере сравнительно целостного смыслового участка курса: на материале темы "Электрическое поле1, из раздела электродинамики курса.X класса; Ч процессе.изучения.этой:темы идеализируются такие .фундаментальные объекты .изучения, как -электрический заряд и электрическое поле. Раскрывается методика применения идеализации при изучении данной теш, включая основные . эта' . ; идеализации, реализацию ее функций, другие дидактические . и методические факторы. Показана взаимосвязь метода.идеализации с другими методами обучения.

Педагога -¡еский эксперимент описан в третьей главе диссеата-да "Организация ч результаты экспериментального преподавания с применением метода идеализации". Он проводился в 1984-1989 гг. i

средних школах .'й I, 6, II, 23, 26 г.Карст Узбекистана.

На первом, констатирующем этапе педагогического эксперимента в 1984/85 уч.г., диссертант, проводил педагогическое наблюдение учебно-воспитательного процесс? по физике з 1Х-Х1 класса;-, пяти указанных выше школ. Кроме наблюдения проводились: устный опрос, краткие контрольно-проверочные работы п устные собеседования с учащимися. Дг :сертгнт убедился в общем низком уровне применения метода идеализации, в практическом отсутствии целенаправленной работы , с идеализированным! объектами в обучении физике в этих классах.

К исходу первого этапа педагогического эксперимента диссертантом были выделены основные объекты идеализации по классам и разработан вариант методики примене.ля метода идеализации в IX-XI классах, использования чдеалышх моделей и мысленного эксперимента в этом-контексте.

Второй этап педагогического эксперимента носил поисковый характер.

На этом этапе сначала в "экспериментальных" классах этих школ в 1985-85 уч.го«у, а зат^м в X и XI классах в 1925/87 и 1987/88 уч.гг., с тем ке контингентом у лцихся, отрабатывалась методика применения идеализации в процессе обучеш?я физике в этих классах.

В процессе второго этапа педагогического экспергчента анализировались письменные и устные ответы учащихся,, тетради с решениями задач, контрольные работы, отчеты о лабораторных работах и устные собеседования с учащимися - с целью установить влияние • применяемой методики на качество знаний учащихся по фшике, выяснялись недочеты предлагаемой методики.

При проведении экспериментального обучения необходимо было выяснить: а) насколько доступно учащимся излозение материала по нашим методическим разработкам; б) насколько сознательно учащееся усваивают учебный материал и какие трудности они встречают при этом, а также, насколько, донимают они условность идее-изиро-ванных объектов; г) проверить некоторые фундаментальнее идеализированные объекты в ..рактш.э преподавания; г) выяснить, влияет, ли метод идеализации иа эффективность изу.^ния : 'ханизма физических явлений; д) как формируются Ъизиччские представления при использовании метода идеализации; е) насколько применение метода

идеаг~зацяи способствует активизации познавательной деятельнсти учащихся; я) как - траяается на знаниях учаздахся знакомство с научными методами исследования, в частности, методом идеализации.

Для экспериментальной проверь* доступности предлагавшегося икольникам учебного г-теркала по идеализамшх физических явлений и эффективности применявшейся методики, " процессе опытного преподавания на третьем этапе педагогического эксперимента выносилось большинство тем куг ^а физики УШ-Х (1Х-Х1) классов, при изучения которых проводилась работа по использованию метода идеализации

Для проведения экспериментальной работы были подготовлены для участвующих в педагогическом эксперименте учителей физики опытных песо.. следующие материалы:

1) планы, конспекты урок з;

2) контрольные работы и воггосники.дая УШ, IX и X (IX, X и XI; классов по отдельным темам или группе тем курса физики, вынесенным дня экспариментальл^й проверки.

С учителями, принимавшими участие'в педэксперименте/ прово-тдались консультации по г тросам, связанным с применением метода . идеализации, и'обсуждения методики формирования у учащихся пред-,ставлений об идеальных объектах физики и операциях с ними. /

Трогай, обучзщвй.этап опытного преподавания в "экспериментальных" и "контрольных" классах проводился с новым контингентом учащихся 1Х-Х1 классов на основании результатов, полученных на . этапе поискового эксперимента. Третий'этап проводился в 1985/871988/89 уч.гг. 3 эти года совершенствовалась предаоЕОНная методика работы по применению идеализации в процессе обучения физике учащихся 1Х-Х1 классов, преаде всего устранялись недостатки методики, испытанной на втором этапе педагогического эксперимента.

В ходе изучения, накопления и дальнейшей статистической обработки оценок знаний ж умений учащихся в области идеализации при кз:"ченш: физики, ш оценивали такае уровень сформированнос-

умений идеализировать и выполнять шсленныэ операции с идеальными объектами у каздого из учеников "экспериментальных" и "контрольных" классов опытных школ..

Уровень сформированное™ таких умений мы устанавливали, ис-. . ходя из концепции Л. .З.Усовой1' о критериях и уровнях сформиро-

I) Усова А.З. и др. Формирование учебных уменм и навыков учащихся на уроках физики. - 1,1.: Просвещение, 1988. - III с.

занности умений.

1-ый, низигй уровень тагает место тогда, когда ученик выполняет идеализацию и отделите мысленные операции у. нарушениями ах последовательности, хаотично, действия ученика не осознаны. (Балл "2").

П-оЗ уровень имеет место тогда, когда последовательность мысленных действий не всегда выполняется, осознанность действий недостаточна (Балл "3').

Ш-жй уровень принимается я том случае, когда ученик последовательно я осознанно выполняет все предусмотренные мысленные операции (Балл "4").

17-нй, высший уровень показывается способностью учегш.а самостоятельно пайти признак! применимости к предстоящи" ему леншля действия?.? в повой :туадви по выполнению операции в целом и самостоятельно, без подсказки учителя, применить знания и yi..3-ния переноса. То есть данный уровень достигается учеником тогдг когда он может вполне самостоятельно найти к применить нужную последовательность кыслен!шх действий к решению задачи выполнения нужной операции в целом»

Совокупность полученных множеств ol,jhok уровней знаний и умений у учащихся анализировалась п^ш путем стат-сткческой обработки. Чтобы сопоставить результаты контрольного и экспериментального обучения, мы использовали статистическую обрботку результатов оценки знаний и умений учащихся но методу "хи-квадрат".

Достоверность полученных результатов обеспечена проведением педагогического эксперимента в строго контролируемых условиях, повторяемостью общих результатов эксперимента, достаточно боль-'' ппш объемом выборки, применением непараметрических методов математической статистики для обработки р зультатов эксперимента.

Общие выводы то исследованию

1. Доказано, что использование метода идеализации в учебных целях позволяет углубить научное содержание школьного курса уазики.

2. Установлено, что использование метода и, зализации в процессе изучения $"зики повышает ут овенг осознанности-учения.

3. Определена функции и методика применения метода идеализации при сбучекли физика в средней общеобразовательной школе во взаимосвязи с другими методами обучения,

4. Выявлены учебные сятуа^л, в вогорах тшенание данного ..-отода обеспечивав необходимую недагогпяаокуэ эффективность.

5. Дока- iho, что использование прёдлоеанкой методики в учебном процессе позволяет подчинить примек-нле метода идеализации таксе целям активизации познавательной деятельности учащихся п развития интереса к физике.

6. Разработана и экспериментально проверена методика применения идеализации в курсе физики средней школа, охватывающая и раскрывающая основные этапч и функции ее реализации.

Основное содержание'ютосдрташи отражено в следующих публикация^ автора:

1. Эксперимент на обобщающее уроках // Совет.ыактаби. - Ташкент, 1991. - й 5. - С.30-33. (В соавторстве).

2. Использовашг метода идеализации при изучении физеш в услолкях дифференцированной школы // Тезисы докладов Всесоюзного совещания-семинара. -М., НИИ ОСО ЯШ СССР, I9SÎ.

3. Метод идеализации в школьном курсе физики;. - AI.: НИИ ООО Ш СССР, 1989. - 20 с.

4. Обобщающая лекция в 1С классе "Взаимодействие теории и эксперимента а научном познании" // Использование активных форм обучения физике. - М. : 1Ш, школ Минлроса РСФСР, 1988. - С.85-91. (В соавторстве), ...

5. Мысленный эксперимент и обеспечение связи мезду Фундаментальными и прикладными знаниями // Мысленный эксперимент в преподавании физика. - М. : Просвещение, 1987. .- С.29-34.

6. Виды знания о постоянных физических величинах и дидактичен -пе схемы их описания // Материалы ХНУ научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава Карш.гос. пед.пн-та. - Карай: Каршинский пед.ин-т, 1984. - С.149-150.

(В соавторст"е).

МО! Злк. 172. Тир«* 100 экз. Подписано в печать л-..09.9» «к..*