автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Обобщенные методы решения физических задач в системе методической подготовки учителя физики в педвузе

Автореферат диссертации по теме "Обобщенные методы решения физических задач в системе методической подготовки учителя физики в педвузе"

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ 1КИВЕРСЙТЕТ имени В.В.КНИБИЕВй

На правах рдкописи УДК 53 /077.7/

ФИЛИОГЛО Лариса Дмитриевка

ОБОБЩЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В СИСТЕМЕ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЯ ФИЗИКИ Б ПЕДВУЗЕ

13.00.02 - методика преподавания физики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Самара 5995

Работа выполнена на кафедре методики преподавания Физики Самарского государственного педагогического университета имени В.В.Куйбышева.

Научный руководитель

- доктор педагогических наук, профессор КОРНЕВ Г.П.

Официальные оппоненты

- доктор педагогических наук, профессор Хижнякова Л.С.

- кандидат педагогических наук, старший научный сотрудник Орлов В.А.

Ведущее учреждение

- Казанский государственный педагогический университет

Защита состоится 01 марта 1995 года в (.Х часов на заседании специализированного совета К 113.17.04 по присуждении ученой степени кандидата педагогических наук при Самарском государственном педагогическом университете имени В.В.Куйбышева по адресу: 443090, г.Самара, ул.Антонова-Овсеенко, 26, ауд.320

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализиро^ ванного совета - кандидат педагогических наук, и.о. доцента

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Значительная часть человеческой деятельности так или иначе связана с постановкой и решением самых различных задач в социальном, психологическом, техническом, учебном плане. Активное целенаправленное мышление "всегда есть решение задач в широком понимании этого слова". Понятие учебной физической задачи значительно уже и конкретнее общего понятия задач, однако оно объединяет обширное многообразие физических задач, отличающихся по многим признакам. Задачам и процессу их решения посвящено большое количество исследований психолого-педагогического характера. Много внимания уделяется психологами и дидактами методике обучения решению задач, вопросам их классификации, методам, способам и средствам решения и т.д.. Учебные физические задачи выполняют ряд функций образовательного, воспитательного и развивающего характера, они являются не только средством, но и целью обучения. Вот почему вопросы, касающиеся задач и обучение их решению, всегда были и остаются актуальными.

Продолжающаяся перестройка в системе образования определила две главные особенности развития образования:

- во-первых, изменение принципов отбора содержания образования. которое должно обеспечивать глубокое усвоение стандарта образования и в то же время характер обучечетшя должен обеспечивать творческое развитие личности вкольника;

- во-вторых, в школу должны внедряться эффективные методы обучения, сповобствующие реализации на практике активной позиции ученика в процессе его школьной учёбы.

Названные общие особенности перестройки среднего образования реализуются через учителя, что определяет новые задачи в его подготовке. В этом плане в вузовской подготовке учителя физики весьма важной становится задача овладения будущим педагогом новой методикой решения физических задач. Актуальность проблемы становится особенно острой в настоящее время, когда в России повсеместно развиваются новые формы обучения: лицеи, гимназии, колледжи, специализированные школы и классы, в том числе с физико-математическим уклоном.

В последние годы мы стали свидетелями определённой тен-

денции снижения интереса школьников к физике. Это накладывает свои требования и на всю систему вузовской подготовки учителей физики. Не останавливаясь на общих недостатках при подготовке учителя физики в педагогических вузах, выделим только один - недостаточное внимание к вопросам методики решения физических задач и обобщенным методам их ревения.

Анализ состояния умений студентов и начинающих учителей решать задачи по физике показал, что 39,2% учителей и 76,42 студентов испытывают определенные затруднения при решении задач. Однако будущий учитель должен владеть умением решения задач, так как его будущая работа связана с необходимостью решать задачи физического характера. Особенностью деятельности учителя физики в этом плане является то, что "решение физической задачи" - трансформируемая деятельность, т.е. та, которой он долвен уметь обучать своих учеников. Следовательно, необходимы поиски путей совершенствования методики решения физических задач, а также подхода к решению задач с более общих позиций.

К этой проблеме неоднократно обращались в своих исследованиях ряд авторов: В.Е.Володарский,П.Я.Гальперин, И.И.Логвинов. Н.Ф.Талызина. Их работы намечают основные пути разработки содержания обобщенного приема решения задач и методики его формирования у учащихся. В основе теории поэтапного формирования умственных действий и понятий лежит следующее положение: вместо изучения многих частных явлений изучается то общее, что левит в основе каждого частного явления. Показано, что учащиеся, зная это общеё» и владея способом выделения его компонентов, смогут самостоятельно не только анализировать новые частные явления, но и конструировать их. С опорой на эту теорию раскрывается содервание и необходимость использования обобщенного приема решения задач по физике в работах К.В.Даутовой, В.И.Савченко, Л.Г.Соколовой. Г.П.Стефановой. Н.Н.Тулькибаевой, А.В.Усовой.

Однако вопрос разработки обобщенного подхода к решению задач можно разрешить и другим способом. Следствием научного прогресса является быстрое возрастание объёма научной информации. Поэтому необходимо формировать способности самостоятельно ориентироваться в непрерывном и ускоряющемся потоке

- з -

информации с целью её рационального использования. В связи с этим в содержание обучения физике вводятся обобщённые идеи, принципы, понятия, позволяющие с единой точки зрения охватить больной фактический материал, облегчить его изучение и применение полученных знаний. В физической науке процесс познания и формы обобщений отвечают так называемым теоретическим обобщениям, теорию которых в психолого-дидактическом плане разработал В.В.Давыдов, а в аспекте методики преподавания физики В.В.Мултановский. Этому вопросу посвящены также работы В.Ф.Ефименко, С.Е.Каменецкого, В.Н.Мощанского, А.А.Пинского. Здесь отмечается, что формирование у учащихся обобщенных умений решать физические задачи является перспективным направлением совершенствования процесса обучения. Взяв за основу концепцию теоретических обобщений, в работе мы рассматриваем методы решения задач, используя фундаментальные физические принципы.

Таким образом, актуальность исследования определяется ваяностыо процесса обучения решению физических задач в системе подготовки учителя физики, а также недостаточно полной разработкой методики решения физических задач в педвузе.

Объектом исследования являются физические задачи в курсах общей физики высшей школы, физики средней школы и методики преподавания физики как категория, занимающая значительное место в профессиональной подготовке учителя физики..

Предмет исследования: обобщенные методы решения физических задач и варианты классификации задач по физике.

Исходя из вышесказанного и проанализировав имеющуюся по данному вопросу литературу, мы пришли к выводу о том, что решить проблему усовершенствования курса методики преподавания физики в плане методики решения задач можно, если использовать принцип теоретических обобщений. Проанализировав методы решения физических задач с применением данного принципа, можно выделить небольшое число основных методов и таким образом создать новую классификацию задач по общности методов решения. Затем сгруппировать задачи соответственно

такой классификации в определенный комплекс и разработать на его основе спецкурс по решению физических задач в курсе методики преподавания Физики, который служил бы одним из средств повышения качества умений решать задачи в системе подготовки будущего учителя . физики. Данное предположение составляет гипотезу нашего исследования.

Цель исследования состоит в следующем: выявить влияние комплекса физических задач, в основе которого лежат фундаментальные принципы физики, на совершенствование умений решать задачи в системе профессионально-методической подготовки учителя физики.

Для реализации поставленной цели исследования и проверки выдвинутой гипотезы необходимо было решить следующие задачи:

1. Определить понятие учебной физической задачи, используемое в работе, роль, место и функции задач в процессе обучения.

2. Изучить современное состояние проблемы обобщенного подхода к решению физических задач.

3. Исследовать состояние умений студентов и молодых учителей решать задачи по физике: определить, возникают ли во время этой деятельности затруднения, в чем они выражаются и каковы их причины.

4. Обосновать, опираясь на методологию теоретических обобщений в физике, разработку классификации физических задач по общности методов их решения.

5. Разработать комплекс физических задач, сгруппированных соответственно данной классификации.

6. Исследовать влияние комплекса физических задач, являющегося основой сформированного спецкурса, на совершенствование умений решать задачи в методической подготовке учителя физики.

Для решения поставленных задач были исспользованы следующие методы исследования:

- анализ философской, психологической, дидактической и методической, а также учебной литературы по исследуемой проблеме с целью разработки классификации задач по общности методов решения и создания теоретической основы

для построения системы задач, соответствующей разработанной классификации:

- анализ сборников задач курсов общей и теоретической физики педвузов и физики средней школы с целью выявления общих методов решения задач и принципов отбора, предъявляемых к физическим задачам:

- анкетирование и тестирование студентов и молодых учителей физики с целью определения состояния умений решать физические задачи и причин возникающих при этом трудностей;

- экспертная оценка специалистами материалов исследования, интервьюирование учителей, студентов, преподавателей;

- педагогический эксперимент с целью проверки эффективности использования разработанной системы задач в процессе профессионально-методической подготовки учителя физики, результаты которого обработаны с помощью методов математической статистики. Методологической основой исследования явились общефизические методологические принципы, концепция теоретических обобщений, категория учебной физической задачи, отраженные в методологических, психологических, педагогических и методических трудах.

Этапы исследования.

Первый этап (1990-1991г.г.) был связан с выбором и теоретическим осмыслением темы исследования, его методологии. В этот период изучались труды психологов, педагогов по данной теме, анализировались задачники по физике. Большое внимание уделялось сбору материала, касающегося вопроса классификации задач, общих приёмов решения задач и методов их решения.

Практическая сторона данного этапа заключалась в наблюдении за работой преподавателей физики, уроками физики в школе, проводимых студентами на педпрактике, беседаах с ними с целью изучения состояния исследуемой проблемы в системе подготовки учителя физики, а также в проведении констатирующего эксперимента.

На втором этапе ( 1991-1992г.г.) продолжалось изучение теории и практики вопроса, уточнялись основные направления

исследования, его цели, задачи, ведущие рабочие понятия. Разрабатывались теоретические основы классификация задач по новой системе, подбирались задачи для содержания спецкурса по решению физических задач, осмысливалась его методика. Особое внимание уделялось прикладным, практико-ориентирован-ным исследованиям; проводилась опытная работа.

Третий этап (1Э92-19Э4г.г.) включал в себя подготовку и проведение основного эксперимента и носил характер проверки результатов. Особое внимание уделялось обеспечению понимания студентами сущности и целесообразности проводимого спецкурса. На этом же этапе в законченном виде оформлялись теоретические и практические выводы исследования, составлялись таблицы и диаграммы данных по экспериментам.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

- на основе применения концепции теоретических обобщений разработана классификация физических задач по общности методов решения;

- предложен обоснованный вариант спецкурса по решению задач, сгруппированных в систему соответственно разработанной классификации с опорой на фундаментальные физические принципы;

- разработана методика проведения занятий данного спецкурса.

- установлено, что спецкурс "Обобщенные методы решения физических задач" способствует совершенствованию умений студентов в области решения задач, что в конечном итоге повышает уровень их профессионально-методической подготовки.

Теоретическое значение работы определяется введением в развитие теории и практики методики преподавания физики классификации физических задач по методам их решения. В качестве критерия здесь выступают основные физические принципы.

Практическое значение работы определяется

- созданием комплекса физических задач, классифицированных на основе общности методов решения;

- разработкой содержания спецкурса "Обобщенные методы решения физических задач" и методических рекомендаций по проведению занятий спецкурса. Внедрение разработанной системы методов решения задач в практику преподавания двух педагогических вузов (Тольяттинс-кого филиала Самарского университета и Николаевского института) показало в целом повышение качества подготовки будущих учителей физики в профессионально-методическом аспекте. Данные экспериментаальной проверки говорят о том, что в результате изучения предложенного подхода к решению задач,являющегося стержневым в спецкурсе, существенным образом улучшаются умения студентов решать физические задачи.

Результаты исследования могут быть учтены при разработке программ, написании учебников, создании задачников и методических пособий по курсу методики преподавания физики для педагогических учебных заведений, а также в процессе подготовки и повышения квалификации учителей и преподавателей физики.

Апробация теоретических положений и результатов исследования осуществлялась: в процессе экспериментальной работы в Казанском, Николаевском педагогических институтах, Тольяттинском филиале Самарского педагогического университета (1990-1994 г.г.): на заседаниях кафедры методики преподавания физики и математики Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета (1991-1994 г.г.): научно-методических семинарах в ТФ СГПУ ( 1992-1994г.г.). По материалам диссертации проводились доклады на межреспубликанской научно-методической конференции (г.Саранск, 1992 г.), всероссийской научно-методической конференции (г.Казань, 1993 г.).

На защиту выносятся:

1. Построение классификации физических задач по методам их решения с опорой на фундаментальные физические принципы.

2. Формирование методического комплекса в форме спецкурса "Обобщенные методы решения физических задач", способствующего развитию у студентов обобщенного подхода к решению задач в процессе подготовки учителя физики.

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

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, определяется цель, предмет, задачи исследования, формулируется основная идея исследования, представлены научная новизна, теоретическая и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе - "Физические задачи в курсах общей и теоретической физики, методики преподавания физики педвузов и школьном курсе физики" - рассматривается понятие учебной физической задачи, учебные функции и значение физических задач при подготовке будущего учителя физики, приводится анализ педагогической, психологической и учебной литературы по исследуемой проблеме. В данной главе обосновывается необходимость обучения учащихся общим подходам к решению физических задач, уделяется внимание некоторым из них, а также, исходя из результатов анкетирования, анализируются затруднения студентов и молодых учителей физики при решении задач, выясняются причины испытываемых затруднений.

Решение физических задач занимает значительное место в обучении практическому применению знаний и выступает как одна из целей обучения. В зависимости от целей обучения определяются и функции задач. Показав ту большую роль, которую физические задачи играют в достижении главной цели обучения, исследуются закономерности формирования содержания сборников физических задач в курсах общей и теоретической физики, методики преподавания физики и школьном курсе. В результате анализа программ и задачников по данным предметам было выявлено, что в них не получили должного отражения такие важные категории, как основные принципы физики. Общая тенденция подбора физических задач сводится к соответствию задач тематическому содержанию изучаемого материала и направлено на закрепление, расширение и углубление физических знаний. Методам решения задач не уделяется достаточное внимания. При изучении курсов общей и теоретической физики, курса методики преподавания физики в педагогических институтах методы реше-

ния физических задач отдельно не изучаются, для этого в учебных планах самостоятельного времени не отводится. Подобный подход, разумеется, не способствует развитию у студентов умений творчески мыслить во время решения задачи, тому, чтобы подойти к решению с более масштабных позиций, применяя фундаментальные принципы физики.

Таким образом, рассмотрение сборников задач по курсам физики педвузов и школы показывает одностороннюю тенденцию развития методики решения физических задач, позволяет наметить группы вопросов, требующих введения в курс методики преподавания физики педвузов, а также разработки методики их изучения в рамках общего подхода к решению физических задач.

Затруднения, испытываемые молодыми учителями и студентами при решении физических задач подтверждают сделанный выше вывод. Результаты определения самооценки возникающих трудностей при решении задач по темам курса общей физики показали. что все анкетируемые испытывают определенные трудности во время решения задач по тем или иным темам. Процент трудностей по разделам колеблется от 64,6 У. ("Механика") до 87,8% ("Колебания и волны") у студентов и от 33,3 У. ("Электричество и магнетизм") до 45,ЗУ. ("Молекулярная физика и введение в термодинамику").Н наммнаю«ц«л)£ учитвА**4-

Данные анкет показывают, что уровень сформированности умений студентов решать задачи нельзя считать удовлетворительным, необходимо совершенствовать состояние методического образования будущих учителей в плане решения физических задач.

Вторая глава- "Использование фундаментальных физических принципов при построении системы физических задач в курсе методики преподавания физики - посвящена разработке нового подхода к вопросу решения физических задач и их классификации в результате применения базовых принципов физики как основы теоретических обобщений. Мы, ссылаясь на труды В.В.Давыдова, В.В.Мултановского, использовали развитое ими понятие теоретических обобщений при рассмотрении одного из методов обучения - метода решения задач. В работе подчеркивается важная роль фундаментальных физических принципов, их значение в науке. В результате теоретических выкладок дела-

ется вывод: общие физические принципы могут слуаить основой теоретических обобщений. Проблема в таком разрезе и явилась предметом дальнейших исследований.

В методике решения физических задач развивается концепция классификации задач по принципу их условной принадлев-ности к классическим разделам курса общей физики.Суть ее состоит в следующем: группы задач подбираются в соответствии с темами вузовских курсов общей физики - кинематики, динамики. статики, молекулярной физики, электродинамики и т.д.

Существенными недостатками названного подхода являются. во-первых, невозмовность чёткого выделения определённых методов решения задач и необходимость, в связи с этим, применения разнообразных методов в одном и том же классе задач; во-вторых, потребность повторения методов в разных частях курса при решении адекватных ( по методу) задач,; в третьих, отсутствие чёткой классификации методов решения задач. Отмеченные недостатки не позволяют добиться в вузовском обучении чётких научных рекомендаций для школьной практики, как это сделано, например, в физическом эксперименте.

В работах Г.П.Корнева предложен другой путь, который .'•ьгоже? ;Н40'Т«чнр устранить,отмеченные недостатки. Однако он интерпретирован для системы повышения квалификации учителей. Нам удалось применить его при разработке системы физических задач в курсе методики преподавания физики педвузов. Существенное место в нашем подходе отводится классификации задач по общности методов решения, так как основу любого теоретического обобщения составляет удачная классификация. Рассматриваемые в задачах физические ситуации подчиняются общим законам природы. Поэтому, выделив фундаментальные принципы, можно классифицировать задачи по их условной принадлежности к ним. Такая классификация отличается от общепринятых, так как не делит задачи по их содержанию по соответствующим темам курса физики. Главным в предлагаемом подходе является опора на фундаментальные принципы в методах решения задач.которые в данном случае являются основой теоретических обобщений.

И ещё одна особенность: необходимо помнить, что курс методики преподавания физики в подготовке учителя служит од-

ним из блоков его профессиональной подготовки. Поэтому мы выбираем такое содержание материала, основанного на разработанном варианте комплекса физических задач для практических занятий по методике физики, которое показывало бы студенту органическую связь школьного и вузовского курсов, помогало ему переносить, естественно, с определённой трансформацией, методы решения задач по курсу общей физики в школьную программу.

В диссертации нам удалось найти общую концепцию формирования содержания спецкурса по методике преподавания физики. Суть предлагаемой концепции состоит в следующем. Можно условно выделить восемь фундаментальных принципов, которые в основном объединяют большинство задач курса физики . Именно на них базируются основные методы решения физических задач.

Первый - принцип относительности - одно из фундаментальных обобщений физики. Суть его в, том, что основные физические законы одинаково математически формулируются для всех систем отсчёта, которые движутся без ускорения относительно друг друга. Моделью, где выполняется принцип относительности, служит инерциальная система отсчёта.

Основная методическая идея решения физических задач данной группы сводится к следующему:

во-первых, моделируется рассматриваемое в задаче физическое явление. При моделировании существенно важно выяснение физического смысла задачи, чтобы вводимая модель была как можно корректнее:

во-вторых, подбирается оптимальная для конкретных условий система отсчета, желательно, чтобы она была инерциальной. В этом случае уравнения движения будут записываться наиболее просто.

Второй фундаментальный принцип -суперпозиции - лежит также в основе всех разделов физики. Суть его составляет положение о независимости действия сил: силы действуют так, будто каждая 1-я сила сообщает рассматриваемому телу одно и то же 1-е ускорение , независимо от того, действует ли только один i-й источник сил или все п источников одновременно. Принцип суперпозиции позволяет выделить

отдельный метод в решении целого ряда физических задач. Другие примеры суперпозиции: суперпозиция полей, давлений, квантовых состояний и т.д. - объединяют по общности метода решения задачи разных разделов курса физики.

Третий фундаментальный принцип, на основе которого решается общая группа задач, - это принцип статического равновесия. Существенное место в анализе различных физических явлений занимает случай равновесия материальных тел под действием различных сил. В уравнениях равновесия нет специального указания о физической природе сил, действующих в системе. Это могут быть силы любой природы: гравитационные, электромагнитные и т.д. Поэтому возможно теоретическое обобщение по признаку общности методов решения следующих задач: механики (статики), аэростатики, гидростатики, электростатики и ряда других с иными силами взаимодействия. Существенно здесь то. что все они имеют адекватные решения.

В школьной и вузовской практике встречаются задачи, решение которых так или иначе связано с термодинамическим состоянием системы. Принципиально иной подход к характеристикам процессов, рассматриваемых в термодинамике, возможен с позиций двух теорий , взаимно дополняющих и обогащающих друг друга: общей теории теплоты и молекулярной статистической механики. Поэтому теоретические обобщения при решении задач здесь возможны в рамках одновременно двух теорий. Зта группа задач является четвертой в нашей классификации.

Если часть задач электродинамики можно непосредственно решать, как и механические, опираясь на принципы относительности, суперпозиции и т.д., то некоторые из них требуют специальных методов. К этому классу относятся, в частности, физические задачи по расчёту электрических цепей. Решение подобных задач основывается на возможности эквивалентной замены элементов цепи без нарушения режима в цепи и сохранения значений параметров. Такие задачи мы объединили в пятую группу.

Колебательные движения могут быть обьединены по внешней схожести в изменении параметров. Так, для механических колебательных систем характерно периодическое изменение силы.

скорости, ускорения, энергии, для электромагнитных процессов - периодическое изменение токов, напряжений, электрических и магнитных составляющих электромагнитного поля и другие параметры. Вторая существенная особенность, позволянщаясделать теоретическое обобщение всех колебательных процессов, - это адекватность физических моделей данных явлений. Третье, самое главное в вопросе, - колебательные процессы описываются симметричными математическими уравнениями.

В круг обсуждаемых теоретических обобщений наряду с колебаниями входят и волновые явления. Существенно здесь то, что волны разной физической природы описываются симметричными математическими уравнениями, и методика решения задач адекватна для любых волн: электромагнитных или механических. Задачи такого вида мы включили в шестую группу.

Наиболее четко и рельефно среди методов решения физических задач выделены в различных курсах физики методы Ферма, Френеля, Гюйгенса. Некоторые из них рассматриваются в курсе средней школы. Они представляют самостоятельные оригинальные методы, наглядно объясняющие законы поведения света, поэтому в плане принятой нами концепции должны быть рассмотрены отдельно от других. Как и принцип Ферма, принцип Гюйгенса-Френеля позволяет обобщить группу физических задач по методу их режения. Объединение данных задач по навей классификации составляет седьмую группу.

Рассматривая принцип теоретических обобщений в методике решения физических задач, мы опирались на основные принципы в физике, общие для большого класса различных по природе явлений. В этой концепции законы сохранения служат удобным средством обобщенного описания характеристик физических процессов.

Однако более детальное исследование показало, что по крайней мере некоторые из законов сохранения можне вывести из определенных принципов симметрии. Так как последние связаны с фундаментальными свойствами пространства и времени, эти принципы, по-видимому, имеют большее значение, чем законы сохранения. Таким образом, выводы физических законов сохранения из геометрических свойств симметрии пространства и времени представляют, безусловно, важный маг в по-

нимании природы. В работе мы рассматриваем лишь гравитационные и кулоновские взаимодействия, так как исследование других взаимодействий выходит далеко за рамки обсуждаемых проблем. Восьмым, завершающим нашу классификацию принципом, лежащим в основе решения большого разнообразия физических задач, мы взяли принцип симметрии, как один из наиболее общих принципов физики.Методика решения задач, основанная на нем,является определённым обобщением отдельных методов решения.

Следует отметить, что все перечисленные выше принципы, лежащие в основе предложенной классификации, имеют различный "вес". В нашей работе мы провели адаптацию используемых принципов разной степени общности до единого уровня, на котором каждый из них становится средством (инструментом) решения задач. Такие основные физические, даже философские обобщения, как принцип симметрии, принцип относительности как бы "опускаем" на ступеньку, где уже находятся, к примеру, методы расчета электрических цепей.

В третьей главе - " Спецкурс " Обобщенные методы решения физических задач" и его экспериментальная проверка " -рассматривается спецкурс "Обобщенные методы решения физических задач" как способ обучения студентов общим методам решения задач; представлены материалы и методические рекомендации, предлагаемые для проведения практической части спецкурса; содержится олисание этапов и задач проводимого педагогического эксперимента и анализ полученных результатов.

В основу программы спецкурса взята такая проблема как возможность теоретического обобщения частных приемов решения, что соответствует формированию глубоких и прочных зна-наий, умений и навыков студентов по физике. Зта проблема составляет ядро лекционных и практических занятий спецкурса. В лекционную часть включены наиболее общие и сложные вопросы методики решения физических задач. Практические занятия ставят главной целью реализацию методов и принципов, изложенных в лекционной части, при решении физических задач, в том числе и самостоятельно.

В диссертации приведены разработанные материалы для проведения нескольких практических занятий. Материалы преде-

тавляют собой необходимую теоретическую базу для понимания сути соответствующего физического принципа, краткое описание методики решения задач данной группы, задачи с подробно рассмотренными решениями и задачи для самостоятельного решения (сложные задачи с решениями, к более простым даны только ответы).

На лекциях ведущую роль играет рассмотрение важных для понимания деятельности по решению задач понятий и категорий, их взаимосвязи и в итоге целостной системы. Имеются в виду такие понятия, как физическая задача, система нескольких физических задач, метод физического моделирования, системы отсчета, векторы в физике. На практических занятиях основное внимание должно быть уделено формированию навыков использования предлагаемой методики решения физических задач, осознанию студентами целей данного спецпрактикума, конечным итогом которых является овладение учителем умением научить учащихся решать задачи, подходить к решению каждой задачи не. как к новой и неизвестной, а, проанализировав условие задачи и смоделировав физическое явление (процесс), применить соответствующий обобщенный метод ее решения.

Экспериментальное преподавание включало три этапа: констатирующий, обучающий и контрольный. С целью выяснить, насколько у студентов и начинающих учителей физики сформированы умения решать физические задачи, какие затруднения возникают при этом, был проведен констатирующий эксперимент.

Данные эксперимента показали низкий уровень умений решать задачи и студентов, и учителей зачастую даже на фоне знания теоретического материала. В среднем 27.8% от числа тестируемых студентов не умеют решать задачи по физике.

Проведенные анкетирование, беседы с преподавателями и студентами, начинающими учителями позволили сделать вывод, что основной источник затруднений учащихся при решении физических задач лежит в плохой вооруженности методикой решения задач, а также в неумении применять как частные, так и общие методы решения задач, а иногда и об отсутствии знаний о них.

Второй этап эксперимента носил обучающий характер. На этом этапе выяснялись недостатки и неточности предлагаемой методики решения задач, дополнялось и изменялось содержание

спецкурса. Пробные занятия показали целесообразность организации спецкурса для студентов Физических и физико-математических факультетов педагогических институтов.

Полученные в результате третьего этапа эксперимента контрольные срезы мы подвергли обработке, используя для этого определенный метод математической статистики - медианный критерий. При этом получили подтверждение , что состояние умений решать физические задачи выше в экспериментальной группе, а по сравнению с исходным уровнем (констатирующий эксперимент) повысилось в целом на 7?,52, в среднем же по каждой задаче - на 7,5%. Результаты представлены в таблице Н1.

Таблица N1 Результаты двухкратного выполнения контрольных заданий студентами

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И

1 82.6 84,8 79,3 66,5 58,6 62, 76.4 74,1 56,4 57,4 53,9

2 91,3 92,7 87,3 73.8 66.9 65,2 79,3 81,5 64,1 66,8 60.6

Экспериментальное преподавание в целом позволяет сделать вывод о целесообразности реализации предлагаемого спецкурса для совершенствования умений студентов решать физические задачи.

Основные выводы.

На основании проведенных теоретических исследований и результатов педагогического эксперимента можно сделать следующие выводы:

1. В научных работах ряда ученых и методистов констатируется исключительно важная роль физических задач в процессе профессионально-методической подготовки учителя физики. На всех этапах изучения физики в разных формах используются разнообразные функции физических задач.

2. В результате анализа специальной психолого-педагоги-

ческой и методической литературы, а также анализа состояния умений решать студентами физические задачи, были выявлены некоторые причины недостаточного владения студентами методикой решения задач по физике.

3. Одним из основных путей повышения эффективности обучения физике является использование теоретических обобщений на уровне фундаментальных физических принципов. Мы использовали данное положение в качестве теоретической основы классификации физических задач по физическим и математическим признакам общности методов решения.

4. С опорой на предложеннуи классификации был создан комплекс физических задач и разработан спецкурс "Обобщенные методы решения физических задач". Предложена и экспериментально проверена методика проведения занятий спецкурса .

5. На основе результатов экспериментального преподавания доказано, что спецкурс "Обобщенные методы решения физических задач" способствует повышении качества умений решать задачи студентами по разработанной методике.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях автора:

1. Исследование характера движения тел на основании второго закона Ньютона // Использование научно-технических достижений в демонстрационном эксперименте: Тезисы доклада межреспуб. науч.-метод, конф. - Саранск: МГПИ.1992. -с.38-39 /в соавт./.

2. Метод эквивалентных сопротивлений в формировании умений решения физических задач по расчёту электрических цепей //Пути совершенствования подготовки учителя в педвузе: Тез. док. респ. межвуз. научно-метод. конф. - Тольятти: ТФ СГПИ, 1993. - с.31-32 /в соавт./.

3. Спецпрактикум по решению задач в курсе общей физики. -Тольятти: ТФ СГПИ, 1993.-п.л.15(в соавт. с Г.П.Корневым).

4. Концепция теоретических обобщений в разработке практикума по решению физических задач // Новое в содержании и организации высшего педагогического образования: Тез. док. всерос. науч.-практ. конф. - Казань: КГПИ, 1993. -с.36-36 /в соавт./.

Подписано в печать 12.10.94. Формат 60x84 1/16 Печать оперативная. Объем 1 п. л. Тирах 100 экз. Заказ Н'159

Центр оперативной полиграфии, ул. Республиканская. 16

л