автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Образовательный потенциал учебных физических задач в современной школе

Автореферат диссертации по теме "Образовательный потенциал учебных физических задач в современной школе"

На правах рукописи УДК 372.853

Ларченкова Людмила Анатольевна

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ УЧЕБНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ

Специальность: 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика, уровень общего образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Санкт-Петербург 2014

11 СЕН 2014

005552274

Работа выполнена на кафедре методики обучения физике Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена».

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ

Академик РАО, доктор физико-математических наук, профессор Кондратьев Александр Сергеевич

профессор кафедры методики обучения физике Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена».

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ

доктор физико-математических наук, профессор Кожевников Николай Михайлович,

профессор кафедры экспериментальной физики института физики, нанотехнологий и телекоммуникаций Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»;

доктор педагогических наук, профессор Стефанова Галина Павловна

первый проректор - проректор по основной деятельности, Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Астраханский государственный университет»;

доктор педагогических наук, профессор Ефремов Олег Юрьевич,

заведующий кафедрой гуманитарных и социально-экономических дисциплин Федерального государственного казенного военного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного» Министерства обороны Российской Федерации.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский педагогический государственный университет».

Защита состоится «»(Х/ИлМ^ 201^г. в ^ часов на заседании Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.199.21, созданного на базе Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена», по адресу: 191186, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, 48, корпус 3, ауд. 52.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена, 191186, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, 48, корп ' .,

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук, доцент

Н. И. Анисимова

Общая характеристика работы

Актуальность темы. На развитие школьного образования непосредственное влияние оказывают глобальные изменения в жизни современного постиндустриального общества, связанные с появлением новых технологий и средств связи, возрастающим объемом информации, сосуществованием множества различных культур, ускоряющимся темпом жизни. Анализ современных тенденций развития образования в последние годы демонстрирует повышенное внимание педагогов к проблеме обучения школьников решению разного рода задач (учебных, ситуативных, контекстных и ДР-)-

В стремительно меняющемся мире становится все сложнее осуществлять научный отбор содержания обучения. Обновление содержания обучения, отражающего педагогически адаптированные достижения науки, при систематичном и строго последовательном энциклопедическом подходе к его построению становится проблематичным по следующим причинам:

• происходит интенсивный рост объема научной и технической информации: каждые 7—10 лет ее объем удваивается.

• одновременно освоенные знания интенсивно «стареют»: ежегодно обновляется около 5% теоретических и 20% прикладных знаний.

• поколению учителей не совсем понятны контуры будущей жизни и деятельности учащихся, откуда возникает проблема, чему и как учить «для будущего»;

• ученики любого возраста очень информированы, но их информированность фрагментарная, в ней отсутствует система знаний, переработка их на уровне теоретической рефлексии.

В современных условиях возникает необходимость осваивать знания более концептуально, на уровне ведущих идей, научных понятий и теоретических моделей, что приводит к проблеме нахождения оптимального баланса общего и частного при отборе как содержания изучаемого материала, так и форм учебной деятельности. Но отбор знаний, необходимых для освоения в школе, и сам процесс их освоения должны стать нелинейными.

Это не означает, что фундаментальные академичные знания оказываются ненужными, наоборот. В будущем обществе наиболее востребованными оказываются креативные, компетентные деловые люди, обладающие универсальным умом и парадоксальным мышлением, способные ориентироваться в большом потоке разнородной информации, быстро осуществлять анализ и выбор необходимой и принимать решения на ее основе. Одним из главных требований к мышлению успешного человека является способность выстраивать цепочку из последовательных действий от существующего положения до поставленной цели. Необходимую продуктивность и конкурентное преимущество человеку может обеспечить именно наличие фундаментальных, академических знаний из разных областей. Для полноценного существования в интенсивно меняющейся среде человеку все реже удается опереться на отработанные мыслительные стереотипы и типовые поведенческие модели, и все чаще приходится проявлять исследовательское поведение. Кроме того, существенным преимуществом любого

компетентного специалиста становятся творческие проявления в его мыслительной деятельности.

В свете перечисленных выше требований проявление человеком научного стиля мышления в той или иной степени становится ключевым элементом выполнения социального заказа на «креативную личность», в котором под креативностью понимаются инструментальные и поисковые характеристики личности, умеющей находить нужную информацию, нужные алгоритмы решения задач, принимать нужные решения и т.п.

В настоящее время общепризнанным эталоном научного мышления считается физическое мышление, что связано со следующими обстоятельствами. Объект исследования физики - это явление материального мира в строго учитываемых условиях. Точность физических знаний - это характерная черта, обусловленная наличием развитой физической теории, выделяющей физику из всего ряда естественных наук. Основной метод теоретического подхода состоит в математическом анализе моделей реальных явлений, результаты которого проверяются экспериментально и применяются на практике. Используемое при этом линейное приближение и с физической, и с математической точек зрения оказалось универсальной процедурой, проявившейся в том, что одни и те же уравнения оказались пригодными для описания явлений различной природы. Поскольку явления природы имеют существенно нелинейный характер, их описание на математическом языке в рамках определенных моделей уравнений имеет ограничения для теоретического исследования, что в свою очередь привело к возникновению вычислительной физики. Современные компьютерные системы предоставляют большие возможности не только для развития экспериментального метода проведения исследований природных явлений, но и для моделирования поведения больших систем в экстремальных ситуациях, т.е. численного решения и анализа задач физики, позволяющих не только описывать, но и прогнозировать возможное протекание явлений. Оказалось, что разрабатываемые при этом методы могут находить интересные прикладные применения в самых неожиданных областях. Выход современных методов физики за рамки собственно физических задач, позволяющих реализовывать прогностическую функцию физической науки, и является одной из причин «эталонного» характера физического мышления в современной науке. «Мыслить как физики» - это означает «ставить под сомнение сделанные допущения и постоянно искать бреши в своих моделях»( Дж.Уезеролл)

Для физика, занимающегося решением сложных научных проблем, значение учебных физических задач в профессиональной подготовке и обучении школьников не вызывает сомнений и не нуждается в доказательстве. Физические задачи, адаптированные для учебных целей, могут предоставить бесконечный арсенал средств и для развития физического понимания, и для формирования физического мышления, и для решения более общих педагогических проблем: формирования ключевых компетентностей как способностей к творческим проявлениям и переносу полученных знаний и мыслительных действий на широкий спектр жизненных ситуаций.

Другое дело - общее образование в целом. Решение физических задач введено в школьное обучение уже давно, и на сегодняшний день уже накоплен обширный опыт их применения в обучении, описаны их функции и как цели, и как средства обучения, разработаны теория решения учебных задач, описаны

2

классификации задач, этапы решения, подходы и различные частные методы их решения.

Однако практика отечественного физического образования свидетельствует о том, что образовательные возможности учебных физических задач реализуются далеко не полностью, что решение задач необоснованно вымывается из обучения физике в массовой школе, вследствие чего обнаруживаются непрочность базовых знаний, неумение их применять, боязнь задач. Низкая мотивация к изучению предмета, доходящая до физикофобии, сопровождается снижением роли предмета в системе общего образования (выражено в уменьшении времени на изучение предмета). Как показывают данные результатов ЕГЭ по физике 2003-2013, число выпускников, не приступивших при сдаче экзамена к выполнению третьей части, требующей применения знаний в задачной ситуации, колеблется от 31% до 36%.

В исследованиях PISA (2000, 2003, 2006) и TIMSS фиксируется, что российские учащиеся массовой школы демонстрируют хороший уровень воспроизведения и применения знаний в стандартных учебных ситуациях и низкий уровень готовности к выходу за их пределы, к свободному использованию полученных в школе знаний в повседневной жизни. Особенно ярко это проявляется в области физических знаний. В то же время российские школьники продолжают побеждать на международных физических олимпиадах, что свидетельствует о сохранении высокого уровня элитарного образования.

Приведенные факты свидетельствуют о том, что обучающее и развивающее значение решения физических задач в системе школьного физического образования осознается не до конца, а их возможности остаются не реализованными. В этой связи необходимо выявить образовательный потенциал учебных физических задач, четко обозначить их роль и значение в достижении требований к подготовке учащихся в современной школе.

Можно предположить, что причиной создавшегося положения являются:

• изменения в подходах к поиску решения научных физических задач, произошедшие в науке, но еще не получившие должного отражения в школьном обучении физике;

• несоответствие преимущественно используемых методов решения учебных физических задач приоритетным научным подходам к анализу реальных явлений и процессов;

• недостаточная эффективность используемых в педагогической практике методов обучения решению физических задач для получения необходимых результатов современного физического образования.

В методике обучения физике сложилось несколько основных подходов к обучению учащихся решению задач:

1) подход, направленный на формирование обобщенного способа деятельности по решению задач, которая описывается оптимальной структурой учебного алгоритма, включающей в себя четыре действия (ознакомление с задачей, составление плана решения, осуществление плана решения, проверка полученного решения) и определенные операции по реализации каждого из них (ориентирование, планирование, исполнение, контроль). Сторонники этого направления считают, что главным элементом умения решать задачи является

именно знание структуры этого умения, а следовательно, его и нужно формировать у обучаемых.

2) эвристический подход к решению задач связан с использованием некоторых не вполне точных методов, незаменимых, когда алгоритм решения (как четкая последовательность действий) неизвестен, и поэтому применим к значительно большему числу задач. В решениях, полученных таким способом, отсутствуют четко определенные этапы, поэтому их называют интуитивными. Рекомендации по применению этого метода носят либо слишком общий характер, либо конкретизируются в виде эвристических приемов, предлагаемых учащимся для освоения, количество которых порой становится сопоставимым с общим количеством решаемых задач.

3) трехуровневый методологический подход делает акцент не на освоении алгоритмов, а на применении для решения физических задач методологии физической науки, преследуя две основные цели: обучение учащихся решению физических задач и формирование у них навыков применения универсальных методов познания. Однако до сих пор его внедрение в практику обучения физике проводилось преимущественно в специализированных школах и классах физико-математического профиля, а адаптация их для массового преподавания физики осуществлялась лишь фрагментарно и эпизодически.

Несмотря на различия, указанные подходы имеют общие проблемы: смешение методики решения задач и методики обучения решению задач; использование задач только как средства предъявления результатов обучения в виде знаний и умений; необходимость проявления креативных качеств решающим, с одной стороны, и невозможность управления этим процессом, с другой стороны.

Таким образом, анализ ключевых изменений в современном обществе и современного этапа развития физического образования позволяет выделить следующие противоречия.

• Между необходимостью ориентации на новые нелинейные подходы к процессу обучения, выделяющие в качестве единицы учебной деятельности образовательную ситуацию (учебную задачу), и сохраняющимися в практике обучения физике традиционными моделями обучения.

• Между необходимостью изменений учебно-познавательной деятельности школьника, отражающих особенности развития мышлении современного человека и его когнитивные потребности, и недостаточным использованием физических задач для этой цели в практике обучения.

• Между возросшим объемом физических научных знаний и объективными ограничениями содержания школьного физического образования, согласование которых неизбежно требует пересмотра и эволюционного изменения технологий обучения физике.

• Между уровнем развития методологии физической науки, определяющей современные подходы к решению физических задач, и устаревшими методами их решения, воспроизводимыми в школьном обучении.

• Между четким пониманием значения физики, как в технологическом развитии общества, так и в формировании мировоззрения и развития мышления учащихся, и неуклонным снижением интереса к физике как учебному

предмету, что еще более усиливается проявлением типовых затруднений при ее изучении, субъективно воспринимаемых учащимися как избыточные и чрезмерные.

• Между потенциальными возможностями физических задач в достижении требований к результатам современного физического образования как в плане освоения научного содержания предмета, так и в плане развития учащихся, и существующим в настоящее время уровнем их осмысления и реализации в теории и практике обучения физике.

Указанные противоречия позволяют сформулировать проблему исследования: Какой дожна быть методика обучения решению физических задач, отвечающая уровню развития методологии физической науки, и переносящая основной акцент в обучении физике с передачи учащимся готовой учебной информации на добывание и применение знаний в образовательных ситуациях, приближенных к реальным, на учет познавательных запросов и возможностей учащихся, на развитие в ходе обучения качеств личности, соответствующих требованиям постиндустриального общества?

Комплекс выявленных противоречий и сформулированная проблема свидетельствует об актуальности избранной темы «Образовательный потенциал учебных физических задач в современной школе»

Объект: обучение решению физических задач учащихся средней школы Предмет: физические задачи, их образовательный потенциал и его реализация при обучении учащихся современной школы.

Понятие «потенциал» в последние годы часто используют исследователи в области педагогики, педагогической психологии, методик изучения различных предметов, акцентируя внимание на различных аспектах (дидактический, развивающий, педагогический, творческий, образовательный, ценностный, обучающий, гуманитарный и др.). Однако однозначного определения данного понятия в педагогической науке не выработано, поэтому опираясь на его широкую трактовку в словаре Ожегова-Шведовой (степень мощности в каком-нибудь отношении, совокупность средств, возможностей, ресурсов, необходимых для чего-нибудь), сформулируем определение:

Образовательный потенциал физических задач - совокупность их научных, информационных, методологических и развивающих ресурсов, в том числе скрытых и/или недостаточно используемых в современной теории и практике обучения физике, необходимых для получения значимых результатов физического образования школьников, определенных в контексте предъявляемых ему современных требований.

Указанные ресурсы заложены в самой сути физической задачи, отражающей научные проблемы, должны быть сохранены при адаптации научной задачи для учебных целей, однако проявляются в обучении при определенных условиях, и, к сожалению, в сложившейся массовой практике часто остаются

нереализованными. Использование физических задач в обучении физике в контексте, предложенном в диссертации, позволяет не только научить решать задачи, но и получать новые образовательные результаты, выходящие за рамки предметных, что и требуется от современного образования. Следует особо подчеркнуть, что решение задач при таком походе не абсолютизируется и не противопоставляется ни проведению физического эксперимента во всех его

5

формах, ни освоению физической теории, но позволяет выделять элементы решения задач во всех других видах учебно-познавательной деятельности школьников и строить обучение на их основе. В этом смысле учебная физическая задача выполняет важнейшую роль связующего звена между всеми видами традиционных учебных действий при изучении физики.

Гипотеза исследования состоит в следующем:

Если предположить, что физические задачи являются ключевым компонентом современной методики обучения физике и обучение решению физических задач в школе осуществлять в рамках специальной двухкомпонентной методической системы, основанной:

• на концепции обучения физике «образование как учебная модель науки», на современных подходах к решению научных задач, соответствующих методологии современной физики и учитывающих особенности научной исследовательской деятельности;

• на учете изменений в учебно-познавательной деятельности современного школьника и ее специфики, связанной с функционированием в сознании особых образований - психолого-познавательных барьеров, выполняющих ограничительную и мотивационную функции в познавательной деятельности и наиболее ярко проявляющихся при решении физических задач;

то это позволит:

- обеспечить современный уровень научности физического образования не только за счет информационной, но и за счет методологической составляющей,

- осваивать учащимся элементы математического моделирования как научного подхода к исследованию реальных явлений, процессов, оптимально сочетающего в себе логические и интуитивные компоненты, анализ и рефлексию, что соответствует особенностям современного мышления,

- повысить уровень понимания учащимися сущности природных явлений, процессов и описывающих их математических выражений;

- снизить количество проявлений типовых затруднений при решении физических задач,

- повысить результативность решения учебных физических задач,

- повысить мотивацию к изучению физики и решению физических задач;

- развить у школьников учебно-познавательные компетенции, способности к преодолению психолого-познавательных барьеров разных типов, готовности действовать и принимать решения в неопределенной ситуации, т.е. качеств личности, востребованных в постиндустриальном обществе.

Цель исследования: обоснование, разработка и реализация концепции методической системы обучения учащихся средней школы решению физических задач, основанной на использовании их образовательного потенциала.

Гипотеза и цель исследования позволили сформулировать его задачи.

1. Охарактеризовать современную социокультурную ситуацию, определить условия реализации основных современных дидактических стратегий обучения в рамках физики как учебного предмета и обосновать необходимость изменения роли физических задач в его структуре.

2. Выявить и описать образовательный потенциал учебных физических задач:

- на уровне анализа - выделить научно значимые методы решения задач, недостаточно используемые в школьной практике, но необходимые для формирования физического понимания и развития мышления учащихся, осуществить поиск новых, по сравнению с традиционно определяемыми, функций физических задач в школьном физическом образовании,

- на уровне синтеза - определить интегративные эффекты использования методологии физической науки при обучении решению физических задач, позволяющие создать модель методики обучения физике, в основу которой положена физическая задача как ее дидактическая единица.

3. Проанализировать содержание учебных физических задач, накопленных методикой обучения физике, с точки зрения современных требований, предъявляемых к физическому образованию, разработать критерии оценки методического качества учебных физических задач.

4. Обосновать и разработать модель методической системы обучения решению физических задач, ориентированную как на формирование строгих научных представлений и освоение элементов научной методологии, так и на преодоление психолого-познавательных барьеров в сознании учащихся, возникающих в процессе решения задач.

5. Определить содержательную и организационную специфику реализации методической системы на ступени основной и старшей школы.

6. Разработать содержательный и деятельностный компонент методической подготовки для студентов педагогического вуза и системы повышения квалификации педагогов по проблеме применения задач в современном обучении физике

7. Спроектировать и провести педагогический эксперимент, направленный на проверку выдвинутой гипотезы.

Методологической основой исследования на общенаучном уровне определен системный подход, на конкретно-научном уровне избраны деятельностный, компетентностный и личностный подходы, на основе которых были проведены анализ предмета данного исследования и синтез целостной концепции методической системы обучения решению физических задач, обеспечивающей реализацию их обучающего потенциала в современных условиях. Эти подходы своей методологией опираются на фундаментальные принципы дополнительности научной логики и фактологии, детерминизма, преемственности научных теорий и полноты системного описания.

Теоретические основания исследования определены идеями, концепциями и теориями, необходимыми для постановки и решения проблемы:

• теоретические взгляды отечественных ученых, раскрывающие сущность системного подхода (В.В.Краевский, П.Г.Щедровицкий, и др.); сущность деятелыюстного подхода (А.В.Брушлинский, П.Я.Гальперин, В.А. Лекторский, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф.Талызина Г.П. Щедровицкий и др.);

• фундаментальные работы в области теории и философии образования (Ю.Б. Бабанский, Дж.Брунер, С.И.Гессен, В.В.Давыдов, Э.В.Ильенков, А.М.Новиков, А.П.Тряпицына и др.);

• концепции развития современного школьного образования (Е.С. Заир-Бек, O.E. Лебедев, В.В. Сериков, А.П. Тряпицына, А.В.Хуторской и др.); модернизации современного образования (Г.А.Бордовский, В.В.Краевский, В.В. Лаптев,

A.П.Тряпицина, А.В.Хуторской и др.)

• результаты исследований, посвященных дидактическим аспектам реализации ряда прогрессивных подходов к построению процессса образования: личностно-ориентировапного (Данильчук В.И., И.А. Зимняя, В.В.Сериков, И.С.Якиманская и др.), технологического подхода (В.П. Беспалько, М.В. Кларин, В.М. Монахов, Селевко Г.К., А.В.Хуторской и др.); концепции компетентностного подхода к обучению (A.A. Пинский, А.П. Тряпицына, A.B. Хуторской и др.);

• результаты работ психологов, посвященных развитию интеллектуальных способностей учащихся (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, П.Я. Гальперин, Л.В. Занков, E.H. Кабанова-Меллер, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф.Талызина)

• работы философов, физиков, психологов и педагогов по исследованию творческой активности человека (Д.Б. Богоявленская, Э. де Боно, Дж. Гилфорд, К. Дункер, И.Я. Лернер, A.M. Матюшкин, Я.Л. Пономарев, М. Планк, А. Пуанкаре, Е. Торранс, А. Эйнштейн), психологических и познавательных барьеров, возникающих в процессе творческой деятельности (Б.М. Кедров, Р.Х. Шакуров, A.A. Гормин, А.И. Пилипенко, Н.М. Мараховская, И.И. Бурганова и др.)

• труды физиков-исследователей по вопросам методологической обработки ключевых достижений классической и современной физики и их мировоззренческие взгляды на различные аспекты науки (Н. Бор, Л.де Бройль,

B. Гейзенберг, П. Дирак, П.Л. Капица, Л.И. Мандельштам, М. Планк, Г.П.Томсон, В.А.Фабрикант, Э. Ферми, В.А. Фок, Э.Шредингер, А. Эйнштейн и другие).

• методические работы, раскрывающие закономерности и развитие представлений о роли и сущности физичекого образования (А.И. Бугаев,

C.Е. Каменецкий, Р.И. Малафеев, A.B. Перышкин, Н.С.Пурышева,

B.Г. Разумовский, И.И. Соколов и другие).

• методические работы по вопросам отражения методологии научного познания в формировании познавательной деятельности учащихся в процессе обучения (Г.А. Бордовский, Е.И. Бутиков, В.А. Извозчиков,

C.Е. Каменецкий, A.C. Кондратьев, И.Я. Ланина, В.В. Лаптев, В.Н. Мощанский, В.В. Мултановский, Т.Н. Шамало, Я.М. Яворский и др.).

• работы по вопросам методологии математического моделирования (A.C. Кондратьев, А. В. Ляпцев, A.A. Самарский, М Клайн и др.)

• работы по исследованию задач и их функций в обучении (Г.А.Балл, Б.К. Дамитов, Г.С.Костюк, Пойа Д., Г.И. Саранцев, Р.Стернберг.), методов решения физических задач в науке и обучении (С.Е.Каменецкий, А.С.Кондратьев, А.В.Ляпцев, Г.П.Стефанова, Л.М. Фридман, А.Ф. Эсаулов и ДР-)

Логика и основные этапы исследования. Исследование проводилось с 1999 по 2013 годы в русле развития тематики кандидатского исследования автора в несколько этапов.

1 этап (1999-2003 гг.) состоял в изучении теории и практики обучения решению физических задач учащихся средних школ обеих ступеней обучения, выявлению имеющихся здесь противоречий, формулировании проблемы исследования, поиске подходов к ее решению. Выполнен поисковый этап педагогического эксперимента, в результате чего установлена целесообразность выдвижения учебной физической задачи в качестве дидактической единицы современной методики обучения физике. На основании полученных результатов сформулированы цель и задачи исследования.

На 2 этапе (2004 - 2007гг. ) уточнялся и оформлялся концептуальный замысел исследования, изучалась проблема возникновения и проявления психологических и познавательных затруднений учащихся при решении физических задач, обосновывались и разрабатывались структурные элементы методической системы.

3 этап связан (2008- 2011 гг.) с разработкой подходов к реализации предлагаемой методической системы, предложением конкретных рекомендаций к организации обучения на ее основе. Выполнялся формирующий этап педагогического эксперимента, в ходе которого были получены доказательства целесообразности ее применения и эффективности в плане использования образовательного потенциала учебных физических задач. На основе экспериментальной проверки положений гипотезы разработаны и апробированы новые программы для педагогов и программы подготовки студентов педагогического университета к реализации новой методической системы обучения решению физических задач. Обобщались результаты диссертационного исследования по экспериментальной части.

4 этап (2012-2013 гг.) был посвящен завершению работы, обобщению, систематизации и оформлению результатов, определению направлений дальнейших исследований по данной проблеме.

Методы исследования подбирались в соответствии с задачами его отдельных этапов. На теоретическом уровне были использованы:

• концептуальный и сравнительный анализ философской, психологической, педагогической и методической литературы, относящейся к объекту и предмету исследования;

• анализ нормативно-законодательных документов, государственных образовательных стандартов, учебных программ, учебных программ и учебных пособий по проблеме исследования;

• изучение методов решения задач, применяемых в физике как науке, и анализ возможности их адаптации для обучения физике в массовой школе.

На эмпирическом уровне использовались: методы диагностики (анкетирование, беседа, интервьюирование учащихся, учителей, методистов; включенное наблюдение за процессом обучения физике в средней школе, анализ и обобщение педагогического опыта обучения решению физических задач в средней школе).

Экспериментальная база исследования:

Система образования Санкт-Петербурга (общеобразовательные школы, школы с углубленным изучением предметов, гимназии г. Санкт-Петербурга, РГПУ им. А.И. Герцена, Санкт-Петербургская Академия постдипломного образования, научно-методические центры Василеостровского, Приморского районов г. Санкт-Петербурга, институты повышения квалификации регионов РФ (г.Нарва, г.Выборг) и зарубежья (г.Таллинн).

Обоснованность и достоверность результатов и выводов проведенного исследования обеспечиваются: всесторонним анализом проблемы исследования; опорой на методологию современной физики и физического образования; использованием различных методов исследования, адекватных поставленным задачам; внутренней согласованностью теоретических и практических результатов исследования; длительностью педагогического эксперимента, широтой экспериментальной базы, положительными результатами педагогического эксперимента и их воспроизводимостью.

Научная новизна результатов проведенного исследования заключается в том, что в представленной диссертации разработаны концептуальные положения, отличающиеся от традиционных подходов и к решению физических задач, и к процессу их обучения.

> Выделены и систематизированы методы решения физических задач, отвечающие современным научным подходам и требованиям.

> Доказано, что для реализации современных дидактических стратегий в обучении физике необходимо рассматривать процесс решения учебных задач как модель научного исследования, а методы решения задач в неразрывном единстве с методикой обучения решению физических задач;

> Выявлены новые возможности применения решения физических задач в свете реализации требований, предъявляемых современному физическому образованию, как средства воздействия на психологические и познавательные барьеры, являющиеся препятствиями для формирования личности.

> Обосновано применение учебных физических задач в качестве средства диагностики, профилактики, преодоления психолого-познавательных барьеров, возникающих и проявляющихся в сознании учащихся при изучении физики. Кроме того, впервые физические задачи рассматриваются как средство пробуждения особой функции психолого-познавательных барьеров, мотивирующей творческую познавательную деятельность. При этом перенос акцентов на разные аспекты использования психолого-познавательных барьеров в обучении через решение физических задач ставится в зависимость от уровня (профиля) обучения физике в средней школе.

> Разработана методическая система обучения решению физических задач, в которой:

- обоснована ее двухкомпонентная структура: а) система методов решения физических задач, соответствующая современному состоянию методологии физики; б) система методов обучения решению физических задач, ориентированная на получение педагогического эффекта от их применения в обучении;

— определены роли и функции компонентов в зависимости от их значимости в новых условиях обучения, а также их содержательное наполнение;.

ю

- выделены принципы построения компонентов, границы их применимости, взаимного влияния и интеграции, условия функционирования методической системы.

> Определены критерии соответствия содержания учебных пособий по решению физических задач современным требованиям к физическому образованию с учетом целевого назначения указанных пособий.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что его результаты:

• определяют и конкретизируют направления дальнейших исследований в области методики обучения физике, направленных на поиск оптимальных подходов к подготовке школьников к решению задач и построению обучения на их основе;

• Задают нелинейные подходы к проектированию процесса обучения физике и выявляют стратегию его построения, основанную на представлениях о физической задаче как его ключевой дидактической единице, в контекстах содержания которой выражаются особенности современного этапа развития науки.

• Позволяют предложить идею новой модели методики обучения физике, которая:

- с одной стороны, опирается на концепцию обучения физике «образование как учебная модель науки» и обеспечивает методологическую подготовку учащихся на ее основе; с другой стороны - направлена на развитие личностных качеств учащихся, позволяющих успешно ориентироваться в реальных явлениях окружающей действительности, а также учитывает изменения учебно-познавательной деятельности учащихся, и обеспечивает диагностику, профилактику проявления и устранение психологических и познавательных барьеров, проявляющихся у учащихся при изучении физики в условиях массового обучения;

- обеспечивает на основе решения физических задач организацию разнообразных видов учебной деятельности, соответствующей запросам, познавательным возможностям и особенностям мышления современных школьников, содержащих как принципиально новые, так и классические элементы, органично сочетающиеся друг с другом;

- обеспечивает содержательное учебное наполнение новых организационных форм учебных занятий, основанных на современных, в том числе и информационных, технологиях обучения.

• открывают возможности использования разработанного подхода, основанного на методологии базовой науки и представлениях о психолого-познавательных барьерах, и в других предметах на другом предметном содержании.

Практическая значимость исследования заключается в разработке и внедрении научно обоснованного подхода к обучению решению физических задач учащихся современной школы. Результаты исследования доведены до практической реализации, продемонстрирована возможность и эффективность предложенной методической системы для массового применения. Разработанные учебные пособия, дидактические материалы для учащихся, пособия и методические рекомендации для студентов педагогических вузов и учителей

являются основным практическим вкладом в совершенствование процесса

обучения физике в средней школе.

Положения, выносимые на защиту:

1. В современных условиях учебную физическую задачу следует считать дидактической единицей современной методики обучения физики, позволяющей обеспечивать необходимую информационную насыщенность и фундаментальность академических знаний, и в то же время экономичность и подвижность содержания физики как учебного предмета.

2. Образовательный потенциал учебных физических задач может быть реализован при обучении на основе новой методической системы обучения решению физических задач, которая является самостоятельной, открытой, развивающейся системой, обеспечивающей достижение учащимися как нормативных, так и индивидуализированных целей обучения физике. Так как специфика деятельности по решению физических задач обусловлена сочетанием методологии базовой науки и особенностями восприятия и усвоения физического содержания учащимися, то такая методическая система состоит из двух взаимосвязанных компонентов: системы методов решения физических задач, выбор которых определяется их значимостью в современных научных исследованиях и доступностью для освоения школьниками, и методики обучения решению физических задач, построенной с учетом объективного функционирования в сознании учащихся психолого-познавательных барьеров.

3. Первый компонент методической системы - методы решения физических задач, сложившихся в физике, востребованных в настоящих научных исследованиях и направленных на формирование физического понимания и особых качеств мышления учащегося, необходимых в современном мире. Система этих методов при обучении на всех уровнях отражаются в принципах:

• принцип обучения моделированию реальных процессов;

• принцип адекватного применения физических понятий, методологических принципов, фундаментальных и частных физических законов, математических методов;

• принцип сбалансированного сочетания количественных и качественных методов анализа физических явлений

4. Система методов обучения решению физических задач основывается на двух принципиальных положениях:

1) решение физических задач естественным образом в рамках урока совмещается со всеми традиционными (изучение теории, выполнение лабораторного эксперимента) и нетрадиционными методами (использование компьютерных технологий, учебное исследование) обучения физике;

2) в процессе обучения физике учебные физические задачи, кроме традиционных, выполняют функции:

• средства диагностики наличия и типа психолого-познавательных барьеров;

• средства преодоления психолого-познавательных барьеров некоторых типов как затруднений в познавательной деятельности;

• средства мотивации к преодолению психолого-познавательных барьеров.

5. Для реализации двухкомпонентной методической системы необходимы новые организационные формы уроков, на которых происходит не просто передача знаний от одного человека к другому, а создание условий для процесса порождения знаний самим обучающимся, его активного и продуктивного творчества. Наиболее актуальными становятся следующие технологии: урок одной задачи; перевернутый урок; информационные технологии. Формы организации деятельности учащихся на таких уроках могут быть различными -индивидуальная, парная, групповая.

6. Двухкомпонентная методическая система может быть использована как в основной, так и в старшей школе в условиях разных профилей обучения. Ориентация на формирование компетентностей школьника на основе решения физических задач требует возрастной дифференциации результатов обучения, характеризующих целостность личности школьника:

• На ступени основной школы ведущим результатом является познавательная компетенция, понимаемая как интегральная способность к осуществлению познания на основе освоенной совокупности универсальных учебных действий, акцент в которой ставится на преодоление типовых психолого-познавательных барьеров и освоение основных методов решения физических задач (построение модели, предсказание ее поведения на основе качественных методов и доступных возрасту принципов - относительности, симметрии).

• На ступени старшей школы ведущим результатом является готовность к непрерывному образованию и самообразованию, которая выражается в способности применять систему методов решения физических задач в новых условиях, самостоятельном планировании и проведении исследования физической и математической модели явления, в способности осознавать свои познавательные затруднения с акцентом на мотивацию преодоления психолого-познавательных барьеров в ситуации неопределенности.

7. Специфическим условием реализации методической системы обучения решению физических задач в современной школе, определяющим ее эффективность и доступность для широкого распространения в практике обучения, является подготовка учителя физики, которая заключается:

• в активном освоении учителем современной методологии решения физических задач;

• в овладении учителем задачным материалом и постоянном его пополнении, что позволяет осознанно и целесообразно выбирать учебные физические задачи высокого педагогического и методического качества;

• в формировании умения учителя в сотрудничестве с учащимися выстраивать иерархии используемых моделей в зависимости от контекста рассматриваемой ситуации;

• в освоении учителем перспективных технологий уроков, соответствующих современным дидактическим стратегиям, запросам учащихся разных ступеней обучения и обеспечивающих высокий научный уровень обучения физике.

Апробация диссертации заключается в том, что теоретические положения, материалы и результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-методических конференциях и семинарах:

• Международные конференции «Физика в системе современного образования» (г. Санкт-Петербург, 1999, 2003, 2007, 2009 ; г. Волгоград, 2011; г.Петрозаводск, 2013);

• Международные конференции «Герценовские чтения» (г. Санкт-Петербург, 1996-2013 гг);

• Всероссийские научно-практические и научно-методические конференции (г. Санкт-Петербург, 1997, 1999, 2009, г.Тамбов, 2011, г. Армавир,2007, г. Челябинск, 2013)

• научно-методические семинары кафедры методики обучения физике РГПУ им.А.И.Герцена (ежегодно, начиная с 2001 г.);

• На курсах повышения квалификации учителей физики в АППО г.Санкт-Петербурга (2004-2007, 2010 гг.).

Практические результаты исследования были апробированы в ходе работы с учителями, учащимися, студентами и внедрены:

• в практику работы ряда школ г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области;

• в практику работы подготовительных курсов и Малого факультета физики РГПУ им. А.И.Герцена

• в учебный процесс на курсах повышения квалификации учителей физики г.Санкт-Петербурга и Ленинградской области, Эстонии (г.Нарва, Таллинн);

• в практику обучения студентов факультета физики РГПУ им.А.И.Герцена.

Структура диссертации: диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и библиографического списка - 347 источников. Общий объем диссертации - 388 стр., 16 таблиц, 17 диаграмм, 58 рисунков.

Основное содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность для современной школы проблемы выявления образовательного потенциала учебных физических задач и необходимость создания методической системы для его реализации, сформулированы цель, объект, предмет, гипотеза и задачи исследования; определены методологические и теоретические основы, методы и этапы исследования, раскрыты новизна, теоретическая и практическая значимость работы; представлены основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации и внедрении результатов исследования.

В первой главе «Обучение решению физических задач как педагогическая и методическая проблема современной школы» обосновывается необходимость возрастания роли учебных физических задач в процессе школьного образования. В обзоре выделяются и анализируются ключевые психолого-педагогические проблемы реализации современных дидактических стратегий в обучении физике, обсуждаются противоречия, возникающие между требованиями к результатам образования и сложившимся в практике традиционным применением учебных физических задач.

В первом параграфе дается анализ современной социокультурной ситуации и выделяются факторы, в наибольшей степени диктующие необходимость

внесения изменений в процесс обучения физике: изменение современного мышления и влияние изучения физики на его развитие, изменение идеалов научности в постнеклассический период и роль физики в их становлении, изменение требований к качествам личности выпускника современной школы, вступающего во взрослую жизнь, и возможности физики как учебного предмета в их формировании, изменения характера учебно-познавательной деятельности современного школьника и отражение новых тенденций в процессе решения физических задач.

Результатом проведенного анализа стал вывод о том, что в современном школьном образовании в качестве основной дидактической стратегии выделяется решение учебных задач, отражающих реальные ситуации окружающего мира. Именно этот подход может обеспечить научный отбор наиболее ценного содержания учебного предмета и развитие учащихся на основе его изучения в условиях нелинейности самого процесса познания, высокой, но мозаичной, информированности учащихся и, как следствие, отсутствия у них системы знаний, переработанных на уровне теоретической рефлексии. В силу своих специфических, уникальных особенностей учебные физические задачи могут и должны занимать в этом ряду совершенно особое место.

Итоги теоретического исследования психолого-педагогических проблем реализации этой стратегии в обучении физике в рамках перспективных подходов представлены во втором параграфе, где, в частности, рассмотрены проблемы внедрения компетентностного и исследовательского подходов. В диссертации показано, что при решении проблемы определения эффективных методов и технологий педагогического стимулирования потенциальных возможностей учащихся, формирования ключевых и предметных компетенций, необходимо учитывать условия, способствующие творческому и интеллектуальному развитию учащихся, особенности возникновения и работы творческой мысли. Серьезным препятствием на этом пути является объективное существование познавательных и психологических барьеров в сознании учащихся, которые проявляются в ходе решения даже элементарных задач и выражаются в типовых ошибках и затруднениях при осуществлении любой познавательной деятельности при самых разных методиках обучения.

Исследование самих психолого-познавательных барьеров, возможностей их учета, разработка средств их преодоления при обучении в разных предметных областях, представляет собой актуальную проблему современной школы. Обзор подходов к трактовке понятия психолого-познавательных барьеров (барьер как препятствие в творческом поиске, барьер как универсальный атрибут жизни, барьер как фактор воздействия на личность ученика, барьер как субъективная особенность учащихся, проявляющаяся в воспроизведении типовых ошибок, заблуждений, затруднений в мыслительной деятельности) демонстрирует выполнение ими двух основных функций в процессе познания - ограничительную и мотивационную, каждая из которых может давать и положительный, и отрицательный эффект в обучении. Так, благодаря ограничительной функции, человек может точно и быстро ориентироваться в известных и схожих ситуациях, адекватно применять понятия, законы, однако она препятствует творческому поиску, не давая выйти за рамки привычного. Мотивационная функция создает стимул и потребность в творческом поиске, требует проявления интуиции,

15

реализации способностей, однако для ее проявления нужны специальные условия, которые нередко носят индивидуальный характер (не только набор знаний, и необходимость решить ту или иную проблему, но и ассоциации, предыдущий опыт), что затрудняет ее применение в обучении.

В третье.м параграфе обсуждаются проблемы обучения учащихся решению физических задач. Делается вывод о том, что недооценка роли физических задач в современном школьном образовании обусловлена несколькими основными причинами.

• В педагогических исследованиях термин задача трактуется или очень широко (как любая проблемная ситуация, принятая к разрешению), или слишком узко -упражнение, выполняемое средствами соответствующего учебного предмета, что не вполне адекватно пониманию задачи в физической науке и не позволяет реализовать ее образовательные возможности в полной мере.

• Имеются нераскрытые и нереализованные в практике обучения возможности применения учебных физических задач, на которые указывает современная типология задач (ситуационные, контекстные, открытые и закрытые, академические и практические).

• Упрощенное понимание задачного подхода как автоматической гарантии освоения физического содержания предполагает один из вариантов: 1) решение большого количества задач; 2) демонстрацию большого количества методов и приемов на ограниченном количестве специально подобранных задач; 3) использование циклов учебных задач, направленных на достижение узких целей.

• Педагогическое управление деятельностью по решению задач является сложным, что связано с закрытостью мыслительных процессов от непосредственного наблюдения.

• Мотивацию и уровень успешности учащихся при решении физических задач снижает объективное наличие у них психолого-познавательных барьеров, часто проявляющихся в виде типовых затруднений и заблуждений.

• Имеется несоответствие деятельности по решению задач, сложившейся в практике обучения, современным запросам образования, для устранения которого требуется изменение соотношения алгоритмической и эвристической деятельности, методологизация преподавания, изменение содержания учебных физических задач.

• Отсутствие методической системы обучения решению физических задач, соответствующей современному состоянию физической науки, педагогическим установкам и психологическим особенностям учащихся, позволяющей согласовать научные требования физики и накопленный методический багаж в области решения задач, адаптировать задачный материал и технологии обучения к современным требованиям.

Таким образом, в первой главе диссертации на основе анализа выявленных факторов, их значения в обучении физике, стратегий реализации инновационной образовательной практики обосновывается вывод: учет социокультурных факторов в процессе обучения приводит к необходимости усиления роли задач как средства обучения, кроме того предлагаемые исследователями подходы к преодолению психолого-познавательных барьеров в обучении, хоть и не дают

комплексного решения проблемы, в той или иной мере задействуют решение задач. Анализ этих факторов убедительно демонстрирует, что физические задачи, отражающие особый, характерный для физики, исследовательский подход к анализу и решению проблем, эффективный не только в области физики, но широко востребованный в современной жизни, должны приобрести в современном образовании особое значение. Однако, несмотря на длительную историю использования в обучении физике, их образовательный потенциал еще полностью не раскрыт и до конца не реализован.

Во второй главе «Возможности учебных физических задач в реализации требований к физическому образованию в современной школе» рассматриваются образовательные возможности учебных физических задач со следующих позиций: а) учебная физическая задача как отражение решения научной исследовательской задачи; б) решение физических задач и развитие мышления; в) решение физических задач и преодоление психолого-познавательных барьеров в учебном познании. В результате проведенного анализа выделены образовательные ресурсы учебных физических задач, в современной школе не используемые или используемые не в полной мере:

• проблемность физических задач;

• научность физических задач, поскольку они произошли от настоящих научных задач и имеют все их признаки;

• проявление в ходе решения особенностей научного творчества;

• возможность обучения моделированию реальных явлений на их основе;

• возможность отражения свойства иерархичности моделей, которое позволяет создавать ситуационные системы (циклы, пакеты и пр.) на основе задач;

• соответствие соответствуют современным дидактическим стратегиям в качестве средства обучения;

• соответствие основным направлениям изменений в учебно-познавательной деятельности (по О.Н.Даутовой) как средства ее организации: а) процедура понимания - моделирование; б) процедура проектирования - построение иерархии моделей природных явлений и процессов, выбор методов, адекватных построенной модели; в) процедура коммуникации - интерпретация и обсуждение полученных результатов; г) процедура рефлексии - оценка полученного результата на предмет соответствия предельным и очевидным частным случаям, реальной ситуации, оценка адекватности используемых методов решения, рациональности способа решения и величины допускаемой погрешности;

• возможность осуществления не революционного, а эволюционного перехода к построению новой модели обучения физике, не отвергающей старое позитивное, а включающей его в себя как частные случаи;

• возможность органичного сочетания разных видов деятельности на их основе (решение задач и получение теоретических знаний, решение задач и эксперимент, решение задач и вычислительный эксперимент, решение задач и компьютерное моделирование);

• соответствие возрастающим темпу жизни, потоку информации (краткая формулировка, физическая задача может быть решена быстро, в рамках урока -несколько задач, и в то же время поиск решения может быть более длительным,

решение можно прекратить, отложить, возвращаться к нему несколько раз позже);

• соответствие особенностям современного мышления (оптимальное сочетание логики и интуиции, анализа и рефлексии, клиповость - получение информация малыми порциями и «широкими мазками», обобщение информации, полученной «клиповым образом»).

Так как изучение физики предоставляет большие возможности для формирования широких познавательных умений - от получения конкретных профессиональных знаний до развития научного мышления обучаемых, то решение учебных физических задач приводит к формированию у субъекта уникального опыта, который в дальнейшем может быть им использован не только в явном виде как результат решения какой-либо конкретной задачи, но прежде всего на подсознательном уровне при решении творческих задач различного уровня. При правильном построении обучения, раскрывающем образовательный потенциал учебных физических задач, их решение способствует развитию современной личности:

• формируются навыки действий в ситуации неопределенности («что делать, когда не знаешь, что делать»);

• формируется особый вид понимания - физическое понимание (видеть проблему и направление ее решения сразу целиком, например, только по виду математического уравнения или только на основе качественных соображений);

• формируются толерантность, рефлексия, навыки коммуникации разного типа и уровня (при общении, при представлении и получении информации разного вида);

• формируется опыт преодоления психолого-познавательных барьеров разного вида и высоты.

В третьей главе «Двухкомпонентная методическая система обучения решению физических задач» последовательно развивается представление о физических задачах как эффективном средстве достижения целей современного физического образования. Формулируются цели и задачи методической системы обучения решению физических задач, которые рассматриваются в качестве дидактических единиц методики обучения физике в средней школе. Обосновывается структура современной методической системы обучения решению физических задач, позволяющей актуализировать их образовательный потенциал, включающей в себя как содержание, адаптированное для школьников разного уровня, совокупность методов и приемов, использующих все уровни методологии, так и методику организации обучения решению физических задач на всех ступенях физического образования. Выделены приоритетные подходы к решению физических задач, недостаточно представленные в школьной практике, и принципы построения соответствующей методики решения физических задач. Обосновывается применение учебных физических задач в качестве средства диагностики, профилактики, устранения психолого-познавательных барьеров, возникающих в сознании учащихся при изучении физики, а также для формирования мотивации к их преодолению.

Разработанная система состоит из двух взаимосвязанных компонентов -системы методов решения физических задач и системы методов обучения решению физических задач. Система методов решения физических задач отражает современное состояние науки и демонстрирует сложившиеся методы и подходы к решению научных проблем и анализу реальных явлений природы. Система методов обучения решению задач опирается на сложившиеся современные научные методы и подходы к анализу физических явлений и процессов, но нацелена на получение педагогического эффекта от применения задач в обучении и должна учитывать психологические аспекты восприятия учебного материала учащимися, прежде всего психолого-познавательные барьеры, возникающие в сознании учащихся при обучении физике. Очень часто в литературе эти системы не различают, что приводит не только к путанице и разночтениям, но и влечет за собой возникновение ряда педагогических противоречий, заслуживающих отдельного рассмотрения. Абсолютизация одной из этих систем провоцирует специфические трудности. Так преобладание в методической системе методов решения задач приводит к отрыву содержания обучения от познавательных возможностей и возрастных особенностей учащихся, что вместо создания положительной мотивации может значительно усложнить обучение. Превалирование методов обучения решению задач может приводить к пропаганде рецептурного, репродуктивного метода преподавания - «делай, как я», абсолютизации алгоритмических подходов в обучении, не учитывающих ни уровень методологии, сложившийся в науке, ни индивидуальные познавательные особенности способных учащихся, ограничивая тем самым их развитие.

В первом параграфе подробно представлен первый компонент разработанной системы. Его стратегической основой является подход, учитывающий три уровня методологии, используемых в науке. Первый уровень характеризуется использованием конкретных (частных) физических законов, например, законов динамики при решении задач по механике. Второй уровень характеризуется использованием наиболее общих, фундаментальных физических законов, например таких, как законы сохранения. Третий уровень решения физической задачи характеризуется использованием общих методологических принципов физики, таких, как принципы симметрии, относительности, причинности, суперпозиции и т.д. При решении физической задачи на этом уровне иногда удается строго получить ответ, вообще не выписывая никаких уравнений.

Приведем пример, наиболее ярко демонстрирующий комплексное проявление всех указанных моментов - от применения общих методологических принципов до проверки полученного результата.

Задача. В некоторый момент времени две звезды равной массы находятся на V/ и у_л направленные в противоположные стороны. Скорости звезд направлены под углом а к прямой, соединяющей звезды. Каковы массы этих звезд, если известно, что в процессе движения они сближаются до минимального расстояния г?

Анализ ситуации сразу же позволяет выяснить, что состояние системы, описанное в задаче, может быть создано только искусственным путем, модельная же ситуация вполне имеет право на

19

существование и может быть объектом для более детального исследования. Уже этот этап решения задачи показывает принципиальные отличия реальной ситуации от модельных представлений.

С помощью закона сохранения энергии, записанного относительно центра масс рассматриваемой звездной системы, закона сложения скоростей в нерелятивистском приближении получаем выражение:

(vi +v2)2 _qHL = u2 —G— 4 l r '

где и - скорость звезд относительно центра масс в момент наибольшего сближения, которую можно найти из закона сохранения момента импульса, учитывая, что при максимальном сближении скорость и перпендикулярна прямой, соединяющей звезды:

7 - V. + V,

misma —-- = тги.

2

Приведенные выражения позволяют получить ответ:

G 1-г 4 [ г2 У

Полученный ответ обязательно следует проанализировать на предмет

соответствия частным случаям. Например, частным и более простым случаем к

приведенной задаче может служить ситуация, когда скорости звезд в

лабораторной системе отсчета одинаковы, угол а = п/1, а значения скоростей

таковы, что они вращаются вокруг центра масс системы. Очевидно, что при таких

условиях звезды уже находятся на минимальном расстоянии друг от друга, т.е. / = г.

Описание такой ситуации может быть проведено на другом методологическом

уровне - не с помощью законов сохранения энергии и момента импульса, а с

помощью второго закона Ньютона:

„ т1 2\г 2v-l

G = т-, а, следовательно т = ——.

/- i G

Однако при анализе исходного выражения (*) для этого частного случая у учащихся сразу же возникает математическая проблема: если / = г, то 1-г = 0, к

• п i ^ -тому же Sin—= 1 и разность в скобках тоже оказывается равной нулю.

Неопределенности такого вида легко решаются математически, но модель будет более реалистичной, если предположить, что первоначально / не равно г, но I г, т.е. I - г —> 0. Тогда выражение (8) примет вид:

q 1-r 4 r2 G l-r V G G

что совпадает с рассмотренным выше частным случаем.

Наибольшую методическую ценность разобранного примера составляет проверочный этап решения задачи, позволяющий эффективно осваивать применение целого ряда действий, актуальных для настоящих научных исследований, прежде всего, использование разных уровней методологии не только для получения ответа задачи, но и для проверки его правильности (причем

частный случай становится очевидным при применении для его анализа физических законов другой степени общности). Данное обстоятельство становится особенно существенным при проведении математического моделирования различных процессов, поэтому знакомство с ним на уровне решения физических задач, где всегда можно выявить причины возможных расхождений в результатах, является чрезвычайно полезным и актуальным для реализации целей современного физического образования.

Система методов решения физических задач, сложившихся в физике, востребованных в настоящих научных исследованиях и направленных на формирование новых качеств личности учащегося при обучении на всех уровнях основана на следующих принципах.

Принцип приоритетности моделирования реальных процессов, отражающий идеологию исследования физических явлений и процессов средствами физического и математического моделирования. Обучение моделированию подразумевает не просто усвоение определенных правил и способов действия, а именно развитие своеобразного стиля мышления, отличного от того, который формировался при «классическом» подходе к изучению естественных наук. Это не означает, что учащиеся должны сразу же решать неадаптированные их возрасту и развитию задачи моделирования явлений природы, которые являются сложными по определению, тем более что в значительной части проводимых научных исследований до сих пор используются простейшие модели изучаемых явлений. Принципиально важно ставить и решать проблемы описания физической реальности при работе с любой учебной задачей. В ходе исследования были выделены и проиллюстрированы конкретными примерами особенности моделирования пуи решении физических задач, которые являются существенными для организации соответствующего обучения:

• Ограниченность описания реальной ситуации, представленной в условии задачи, связанная исходным разделением признаков явлений на существенные и несущественные. Нельзя требовать от учебной физической задачи полного соответствия реальному явлению. Этот аспект имеет важнейшее значение для анализа формулировки учебной физической задачи и понимания относительности результатов, полученных с помощью моделирования. Это означает, что все формулировки учебных физических задач, накопленные методикой обучения физике, имеют право на существование и использование, но только для целей, заложенных в условии. Варьируя формулировку условия задачи, можно значительно расширить спектр ее применения в учебном процессе.

• Универсальность математической модели является показателем ее высокого качества и имеет огромное гносеологическое значение, так как дает возможность рассматривать физическую ситуацию в целом, осуществлять обобщение знаний из разных областей физики, обосновывать единство физических законов, т.е. позволяет в единичном видеть общее и с позиций общего оценивать особенное. Математические модели обладают только свойствами, заложенными в них при создании, однако они могут быть не очевидны и осознаны не сразу, что проявляется не только в обучении, но и в настоящих научных исследованиях. Характерным примером могут быть уравнения Максвелла, о неисчерпаемости которых писал Г.Герц. И, несмотря

21

на то, что математические обобщения могут быть не свободны от ошибок, математический аппарат нередко гораздо лучше выдерживает испытание временем, нежели те физические представления, которые он изначально выражал. Так, например, Ж. Фурье разработал полную и подробную математическую теорию теплопроводности, в которой теплота рассматривалась как некий флюид. Эта теория уже давно отброшена и забыта, но предложенный Фурье математический аппарат и поныне находит широкое применение в акустике и других областях физики. • Иерархия математических моделей, используемых для описания свойств реальных физических систем, содержит последовательность моделей различной степени сложности. Понимание места конкретной модели в общей иерархии моделей изучаемого объекта позволяет в ряде случаев заранее устанавливать границы применимости модели и ориентироваться в возможностях ее обобщения или конкретизации. Иерархичность различных моделей одних и тех же явлений, изучаемых на разном уровне, продемонстрирована в работе на конкретных примерах.

Особо подчеркивается, что моделирование не может быть освоено посредством прямых указаний («а теперь мы будем моделировать» и т.д.), а должно быть развернуто в процессе обучения как в виде специальной деятельности. Фактически при решении любой физической задачи, поставленной таким образом, что она описывает реальные объекты, а не идеализированные понятия (тело, материальную точку, абстрактную волну и т.д.) приходится прибегать к математическому моделированию. Выделяя самые принципиальные аспекты математического моделирования, решение учебных физических задач позволяет вырабатывать необходимые для этого навыки.

Принцип адекватного применения физических понятий, методологических принципов, фундаментальных и частных физических законов, математических методов; провозглашающий приоритет использования при решении физических задач методологических принципов и законов сохранения, позволяющих правильно выбирать направление исследования физической реальности и продвижения от незнания к знанию, и как следствие, более экономично и эффективно осваивать широкое поле информации. Частные же законы и методы решения задач сохраняют свое дидактическое значение, и в новой методической системе выполняют роль основы частнонаучных исследований, но в современной школе в полной мере могут быть освоены не во всех программах обучения. Методологическими принципами, на которые следует опираться при решении задач являются: принцип относительности, принцип симметрии, принцип простоты и толерантности.

Принцип сбалансированного сочетания количественных и качественных методов анализа физических явлений, который подчеркивает, что в современных условиях требуется не их противопоставление, а взаимное дополнение, что связано с их ролью в науке. Физика явления «схватывается» не с помощью математической логики, а с помощью физической интуиции, хотя именно использование математики позволяет придать качественной картине необходимую стройность и определенную завершенность. Под качественными методами в современной физике понимают огромный спектр различных подходов, не связанных с последовательными систематическими математическими

22

преобразованиями и вычислениями, объектами их применения могут быть как уравнения, описывающие систему (т.е. ее математическая модель), так и сама изучаемая система в процессе создания ее физической модели. Применение качественных методов в школьном курсе физики традиционно ограничивалось решением особого вида задач или задач-вопросов, причем преимущественно в основной школе. При этом качественными называли задачи, решение которых осуществлялось путем построения логической цепочки рассуждений и не требовало обязательных математических выкладок и вычислений. Основным назначением таких задач считалось развитие логического мышления учащихся и отработка структурных элементов знаний. Наше исследование показало, что еще имеются нереализованные возможности для расширения использования качественных методов при обучении физике в средней школе. В диссертации рассмотрено применение метода подобия и метода анализа размерностей.

Решение физических задач подразумевает получение не только качественных, но и количественных результатов, поэтому владение математическими навыками является не менее важным фактором, чем понимание физической сути рассматриваемых явлений. Одним из проявлений методологического принципа простоты в физике является требование использования наиболее простого из возможных математических методов, адекватного рассматриваемому физическому явлению.

Проблему использования математики при решении школьных физических задач прежде всего связывают с недостаточностью математической подготовки учащихся к проведению необходимых алгебраических преобразований. Однако даже имеющиеся математические сведения из школьной программы при изучении физики используются зачастую не в полной мере. В этой связи в диссертации рассмотрено применение ряда математических методов, которые недостаточно используются при решении задач: построение геометрических образов векторных уравнений, тригонометрические тождества, метод математической индукции, анализ предельных соотношений.

В качестве примера рассмотрим задачу, которая приводилась в вариантах части С ЕГЭ по физике в 2010-2011 гг. и которая может быть решена гораздо проще и короче с помощью метода анализа размерностей.

По гладкой горизонтальной направляющей длины 21 свободно скользит бусинка с положительным зарядом 2>0 и массой т. На концах направляющей находятся положительные заряды д>0. Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т. Как изменится период колебаний бусинки, если заряды на концах направляющей увеличить в два раза?

д _____О______1______д

-Р

-1 0 Рис. 2 1 Х

Если при такой постановке вопроса задачи использовать метод анализа размерностей, ответ может быть получен сразу, без всяких выкладок, воспользовавшись системой единиц:

[т] = М; [д2] = МЬЪТ2\ [/] = !. Из имеющегося набора параметров можно построить единственный параметр с размерностью времени, характеризующий взаимодействие зарядов ¡2 и Я-

откуда немедленно следует ответ - период уменьшится в V/ раз, поскольку по условию заряд бусинки не меняется.

Поскольку цель создания новой методической системы обучения физических решению задач - не просто показать возможности методологического подхода для их решения, а продемонстрировать, как научить применять методологический подход к решению физических задач разного уровня сложности, вторым ее компонентом является система методов обучения решению задач, которая рассмотрена во втором параграфе третьей главы.

Поскольку современные условия диктуют более широкий взгляд на саму задачу и процедуры работы с ней, функции учебных физических задач существенно трансформируются. В качестве цели обучения теперь они должны обеспечить освоение не набора технологических операций, а действий, направленных на моделирование и осмысление реальных природных явлений. Кроме функции предъявления физических знаний, они должны выполнять функцию их формирования. При этом быть не только средством развития мышления и формирования деятельности, но средством выявления и преодоления психолого-познавательных барьеров различного типа.

Представленная в диссертации методика обучения решению физических задач в современных условиях базируется на двух основных положениях:

• в основе обучения физике лежит решение задач;

• с помощью задач обнаруживаются и преодолеваются психолого-познавательные барьеры, возникающие у учащихся в процессе обучения.

Проведенный в ходе нашего исследования анализ показывает, что многообразие затруднений учащихся, испытываемых ими при решении физических задач, можно систематизировать и объединить в три группы:

• затруднения, связанные с адекватным пониманием и применением физических понятий;

• затруднения, связанные с применением математического аппарата;

• затруднения, связанные с различными аспектами моделирования физических явлений.

Одна и та же ошибка (познавательное затруднение) может быть порождена разными причинами. Опираясь на классификацию психолого-познавательных барьеров, предложенную А.И.Пилипенко, и концепцию интеллекта М.А. Холодной, для удобства практического применения мы выделили три типа познавательных затруднений учащихся.

• Исходного ментального опыта (выражаются в отсутствии сформированных на должном уровне мыслительных операций; неосознаваемых логических трудностях)

• Языкового сознания (выражается в том, что традиционное повседневное значение слов не соответствует научному смыслу; возникает иллюзия понимания слов, так как их значение может зависеть не только от звучания, но и от контекста речи, от интонации; имеет место неадекватное восприятие речи)

• Формируемого ментального опыта (выражается в приверженности технологическому стилю мышления; в побочных эффектах свертывания мыслительных операций; в ситуативном характере усвоения информации; в монологичности мышления).

Для обучения физике принципиальное значение имеют те барьеры, на которые в той или иной степени может оказывать влияние учитель в процессе преподавания. Так, например, учитель физики в своей работе может обнаружить наличие барьера исходного ментального опыта, но на его устранение должны быть направлены усилия не одного преподавателя, а комплекс педагогических мероприятий всего педагогического коллектива.

Объективное и неизбежное присутствие в сознании учащихся познавательных барьеров второй группы учитель должен учитывать в своей речевой деятельности и стремиться нейтрализовать их негативное воздействие, целенаправленно работая над формированием адекватного понимания физического смысла терминов, понятий, устойчивых словосочетаний, принятых в науке.

Познавательные барьеры третьей группы исходно заложены в сознании учащихся, но предпосылки и условия для их негативного влияния нередко провоцируются стилем и методикой преподавания, независимо от программы и профиля обучения. В исследовании определены и описаны некоторые типовые для преподавательской практики действия, индуцирующие появление барьеров при решении физических задач:

• излишняя формализация записи краткого условия задачи;

• абсолютизация СИ;

• неправомерное распространение частных выводов на более общие ситуации;

• недостаточное использование имеющихся математических знаний;

• абсолютизация «плоских» сюжетов;

• абсолютизация метода решения и используемого математического аппарата;

• преждевременное свертывание рассуждений;

• нарушение границ применимости физических законов, записанных в определенной математической форме;

• неадекватное применение понятий;

• абсолютизация личного опыта;

• абсолютизация числовых данных;

• незнание типовых мисконцепций учащихся. 3'| В качестве примера приведем задание с выбором ^ |

ответа из репетиционных материалов ФИПИ для подготовки ____|_______

ЕГЭ по физике.

По гладкой горизонтачъной тоскости по осям хну движутся две шайбы с импульсами, равными по модулю Р1 - 2 кг м/с и р2 =3,5 кг м/с, как показано на рисунке 2.2. После соударения вторая шайба продолжает двигаться по

—>

Р2

Рис. 3

О

оси у в прежнем направлении с импульсом, равным по модулю р'2 = 2 кг м/с. Найдите модуль импульса первой шайбы после удара.

Геометрическое представление закона сохранения импулься и анализ получившихся фигур позволяет сразу получить ответ. Из треугольника БВС (рис. 4):

Практика показывает, что учащиеся совершают Немало ошибок при решении задач с применением закона сохранения импульса, если импульсы взаимодействующих тел направлены под углом друг к другу. Такое состояние дел во многом задается методикой преподавания, когда для соблюдения дидактического принципа простоты, преимущественно и в первую очередь решают физические задачи, в которых импульсы тел направлены вдоль одной прямой, применяя только координатный метод. Остроту проблемы можно снизить, если при обучении опять поменять последовательность рассмотрения физических ситуаций — сначала те, в которых импульсы лежат в одной плоскости под произвольным углом, для описания которых можно использовать геометрические образы векторных уравнений и соответствующие геометрические методы, а потом, как частный случай, те, в которых взаимодействие происходит вдоль одной прямой. Такой подход позволяет не только упростить математические выкладки и вычисления, но и сконцентрировать внимание детей на степени общности важнейшего физического закона и границах его применимости, и таким образом, уменьшить количество психолого-познавательных барьеров, возникающих при решении задач данной темы.

Методика обучения решению физических задач в максимально возможной степени должна учитывать объективное существование и динамику изменения психолого-познавательных барьеров в сознании обучаемых. При таком подходе физические задачи в процессе обучения физике будут выполнять функции: средства диагностики наличия и типа психолого-познавательного барьера, средства преодоления затруднений в познавательной деятельности; средства использования барьеров для повышения мотивации к учебной и творческой деятельности, накопления опыта преодоления барьеров разной сложности и высоты.

Разработанные в ходе диссертационного исследования методические подходы убедительно демонстрируют возможности учебных физических задач в диагностике психолого-познавательных барьеров некоторых типов.

• Наиболее типичные для учащихся средней школы психолого-познавательные барьеры хорошо диагностируются с помощью решения физических задач. Для фиксирования их наличия необходимы задачи с явно заданной физической моделью в условии, при этом тип затруднения не определяется.

• Для выявления типа психолого-познавательного барьера необходимо варьировать формулировку условия задачи не путем изменения ролей данных и искомых, а относительно несущественных признаков явления.

В диссертации доказано, что основой методики профилактики возникновения и преодоления целого ряда психолого-познавательных барьеров должны выступать современные принципы решения физических задач, рассмотренные выше. Например, устранению целого ряда затруднений учащихся способствует представление учебных задач в иерархически организованном виде, отражающем разные виды иерархии физических моделей, или такое свойство используемых математических моделей как универсальность. Кроме того, показано, что указанный подход является эффективным при обучении по программам разного профиля: без нарушения физической строгости рассуждений и увеличения объема изучаемого содержания в широких пределах варьируется математическая компонента.

Решение учебных физических задач может служить средством мотивации к преодолению психолого-познавательных барьеров, что может быть реализовано в создании учителем условий для возникновения вопроса, для осознания недостаточности имеющихся сведений для ответа на сформулированный вопрос, и как следствие, принятию учащимися проблемы к разрешению. В диссертации представлены три направления такой работы: 1) использование задач как средства анализа поведения реальных объектов, что рассмотрено на примере анализа движения автомобиля; 2) использование задачи как связующего элемента между экспериментальным, теоретическим и вычислительным исследованием, что рассмотрено на примере определения погрешности измерения сопротивления методом амперметра и вольметра; 3) использование готовых компьютерных моделей и компьютерного моделирования для решения сложных физических задач.

Экспериментальная проверка эффективности разработанной методической системы позволила сформулировать правила ее реализации:

1) при обучении решению задач необходимо не упрощать мыслительную деятельность учащихся, а помогать преодолению психолого-познавательных барьеров и приобретению соответствующего опыта;

2) не снижать уровень научности обучения, рассматривая только частные случаи проявления физических законов, а использовать более простые подходы к объяснению физических явлений, основанные на современных подходах к решению научных задач;

3) обучать не обобщенным методам решения задач (вне конкретных приложений они не эффективны), а использовать обобщенные методы решения задач как индикаторы, средства диагностики сформированное™ соответствующих умений по решению задач.

В четвертой главе «Технологии реализации двухкомпонентной методической системы обучения решению физических задач» рассмотрены условия, необходимые для ее внедрения в практику обучения, в качестве которых выделены: методические подходы к отбору и построению учебного материала для обучения решению физических задач в соответствии с современными тенденциями и требованиями; технологии подготовки и проведения учебных занятий и уроков по решению физических задач; подготовка учителей физики к этой деятельности.

В ходе проведенного исследования:

1) Разработаны технологии подбора учебных физических задач для урока и составление их систем. Выделены признаки системы задач, сформулированы требования, которым они должны удовлетворять, чтобы способствовать раскрытию их образовательного потенциала.

2) Определены направления обновления содержания задачного материала: а) смещение акцентов в формулировках условий традиционных задач в сторону усиления неопределенности, постановка дополнительных вопросов с целью усиления исследовательской направленности работы по решению учебных физических задач; б) уменьшение различия между качественными и количественными задачами; в) уменьшение разрыва между реальными физическими явлениями и ситуациями, описанными в учебных физических задачах.

3) Определены различия в реализации методической системы в основной и старшей школе для разных профилей обучения.

4) Определены технологии уроков, наиболее соответствующие модели обучения, в которой задача является основной дидактической единицей: урок одной задачи, перевернутый урок, групповые, исследовательские и компьютерные технологии и их сочетания.

5) Разработаны методики подготовки учительских кадров к внедрению указанной методической системы на разных уровнях профессионального образования -при обучении студентов в вузе и в системе переподготовки учителей.

В пятой главе «Педагогический эксперимент по проверке результативности двухкомпонентной методической системы обучения решению физических задач» анализируются итоги педагогического эксперимента, проведенного в ходе исследования в течение 1999-2013 годов, который состоял из двух частей: 1) систематического, регулярного преподавания физики и методики обучения физики на разных уровнях образования; 2) специальной, постановочной части, организованной с целью проверки выдвигаемых предположений.

Основные элементы изложенной концепции складывались в ходе многолетней личной преподавательской работы соискателя в качестве учителя физики средней школы (1989-2006 гг.), в качестве преподавателя кафедры методики обучения физике РГПУ им.А.И.Герцена (2001-2014 гг.), Малого факультета физики (2003-2014 гг.), Академии Постдипломного педагогического образования г.Санкт-Петербург (2003-2008 гг.). Богатая преподавательская практика позволила с одной стороны, вести многоуровневое (на разных уровнях образования) педагогическое наблюдение, оперативно проверять жизнеспособность и эффективность предлагаемых идей, методических подходов, внедряя их в повседневную практику, а с другой — на завершающем этапе исследования организовать качественный, многофакторный педагогический эксперимент.

Педагогический эксперимент проводился как соискателем в процессе личного преподавания физики в средней школе, на Малом факультете физики, методики обучения физике в педагогическом вузе, и методики решения физических задач на курсах повышения квалификации учителей АППО Санкт-Петербурга, так и силами аспирантов кафедры МОФ РГПУ им.А.И.Герцена, в руководстве экспериментальной работой которых принимал участие соискатель, студентов старших курсов специалитета и магистратуры по направлению

28

«Физическое образование», использующих в практике работы предложенные методики, а также учителей физики разной квалификации, пожелавшими принять участие в экспериментальной работе.

В педагогическом эксперименте на разных его этапах участвовали около 230 учителей физики, 600 студентов и свыше 580 человек - учащихся средних школ, гимназий и лицеев разного профиля Санкт-Петербурга, а также слушателей Малого факультета физики.

В первом параграфе дается общая характеристика педагогического эксперимента и описывается констатирующий этап, в ходе которого выявлялось состояния обучения решению физических задач в современной школе. При проведении экспериментальной работы использовались следующие методы: анкетирование, наблюдение, опытное преподавание, экспертная оценка. В ряде случаев использовался сравнительный эксперимент. Данные эксперимента обрабатывались с помощью методов математической статистики.

В ходе констатирующего этапа педагогического эксперимента представлялось необходимым отследить два направления.

1) объективное наличие (уровень сформированное™) умений решения физических задач у школьников, проявление ими в ходе решений свойств и качеств, определяемых целями физического образования в средней школе. Наличие типовых ошибок у различных учащихся, независимо от степени подготовки по предмету, а также от программ, по которым они обучаются, дает возможность предположить, что причиной их возникновения является не только недостаток обученности по предмету, но и некоторые особенности мышления учащихся, которые не в полной мере учитываются применяемыми в обучении методиками.

В связи с этим нами был проведен эксперимент, целью которого было определить и попытаться объяснить причины появления типовых ошибок по физике. Для проведения эксперимента был подготовлен тест, составленный из заданий ЕГЭ по физике (тип А, с выбором ответа), особо отмеченных в отчетах ФИЛИ как наиболее трудные для выпускников. В ходе эксперимента было опрошено 115 учащихся одиннадцатого класса из различных школ, с различными уровнями подготовки, но ориентированных на сдачу ЕГЭ по физике. Как и предполагалось, и школьники столкнулись с типовыми затруднениями, но главным предметом нашего интереса были не сами результаты теста, а распределение неправильных ответов и мотивация их выбора, т.е. каким образом рассуждал учащийся, выбирающий неправильный ответ. Для проверки правильности моделирования хода рассуждений учащихся при выборе ответа тестирование сопровождалось собеседованием, в ходе которого выяснялись мотивы выбора ответов.

Полученные результаты подтвердили наше предположение о том, что многообразные ошибки можно сгруппировать в три основные категории:

• ошибки, связанные с доминированием в сознании повседневного, донаучного познавательного опыта (бытовые представления, обыденные схемы рассуждений);

• ошибки, связанные со стереотипами, приобретенными в ходе обучения (применение знаний в ограниченном наборе ситуаций).

Цели применения решения задач

120 100 80 60 40 20 0

Рис. 5

96

_63_

-.23_

£ С

5 Ш

О. Ч

£ Л]

^ >5 о- Я

• ошибки, связанные с особенностями восприятия речи (понимание смысла слов, контекста предложения и т.д.). 2) вторым направлением констатирующего эксперимента явилось изучение состояния проблемы в современной школе, в ходе которого следовало оценить понимание учителями значимости решения физических задач в современной системе обучения и то место, которое они отводят задачам в реальном учебном процессе.

Применялись анкетирование и метод экспертных оценок. Так, например, были получены следующие данные (рис.5). В качестве значимых целей использования задач на уроках физики учителя (в опросе

принимало участие 59 человек) видят отработку, закрепление, запоминание формул и законов (96%), формирование определенного метода, приема решения задач, т.е. способа действий в знакомой ситуации (69%), для подготовки к сдаче ЕГЭ и ГИА (85%), обучение элементам теоретического исследования (28%). Причем при определении приоритета целей 34% на первое место по значимости поставили все-таки отработку формул и законов, 23% - выработку определенных умений по применению конкретного метода, способа действий, только 2% -прагматическую цель подготовки к экзаменам, и 35% не смогли определиться. При анализе собственных

педагогических Проблемы учителей

трудностей при

организации обучения решению задач мнения респондентов

распределились (см.рис.6). Дополнительно 10%

опрошенных выделили в качестве затруднения нехватку времени на обучение решению задач. Как правило, причина трудностей ищется вне процесса преподавания, и довольно несамокритично, о чем свидетельствует некоторая

противоречивость ответов. Так, например, сложность управления мыслительной деятельностью учащихся указывают более половины респондентов, но при этом считают, что хорошо разбираются в причинах непонимания учащихся и имеющийся уровень владения методикой обучения решению задач вполне

зо

60

X 50

X X 40

V

Э 30

а.

с о 20

55 10

0

51

42

19

12

Л 1, ГШ

О) :

с;

СО О

а. 5

§ I

I 1

К «О

О о

е °

те 3

5 Я

Рис.6

достаточен; испытывают трудности с мотивацией учащихся, но не связывают мотивацию учебников с собственной заинтересованностью и владением предметом. Вместе с тем, 35% опрошенных заявили, что постоянно используют задачный подход в обучении, 29% - его применение считают целесообразным и перспективным, но не владеют соответствующей методикой, а 32% по разным причинам относятся к нему отрицательно.

Таким образом, констатирующий эксперимент показал, что:

• актуальность темы исследования подтверждается всем комплексом экспериментальных данных.

• необходимость изменения отношения к применению физических задач в обучении в наибольшей степени актуальна не в классах с изучением физики на профильном уровне, где традиционно решению задач отводилось значительное место, а прежде всего в массовой школе.

• учителя массовой школы не в полной мере осознают роль и возможности физических задач в рамках школьного обучении физике, особенно по базовым программам.

Цель поискового эксперимента — выявление причин неэффективности разнообразных методик решения задач, имеющихся в распоряжении учителей, разработка требований к методической системе обучения решению физических задач, как основного инструмента обучения физике для классов разных профилей, частичная ее апробация в ходе экспериментального преподавания. В результате этого этапа экспериментальной работы были разработана модель обучения физике на основе решения учебных физических задач, использующая представления о психолого-познавательных барьерах, составлены методические рекомендации для учителей, составлены программы соответствующих курсов для обучения студентов применению предлагаемой методической системы. Таким образом, подтверждено положение гипотезы о принципиальной возможности построения модели обучения физике, в центре которой поставлена учебная физическая задача, как основная дидактическая единица, и цельной, непротиворечивой методической системы обучения решению задач как средству реализации разработанной модели.

При проведении формирующего эксперимента отслеживалось несколько направлений.

Экспериментальное систематическое преподавание. В этой части эксперимента принимали участие опытные учителя, со сложившимся индивидуальным стилем преподавания, которые в той или иной степени разделяют идею задачного подхода к обучению физике, а также применяют элементы новой методики обучения решению задач.. Преподавание в рамках новой методической системы велось в экспериментальных классах, в контрольных классах обучение решению задач проводилось по традиционной методике. Проверка эффективности экспериментальной методики проверялась комплексом методов:

• Проведения стандартизированных тестов в контрольных и экспериментальных классах и сравнение их результатов;

• Сравнения степени овладения учащимися контрольных и экспериментальных классов приемами и методами решения задач.

• Проведения срезовых контрольных работ и анализ их результатов

• Проведения входного и итогового тестирования с целью определения наличия и проявления психолого-познвательных барьеров.

Для проверки степени овладения учащимися приемами решения задач проводились плановые проверочные работы в контрольных и экспериментальных классах, результаты которых сравнивались с помощью медиального критерия..Кроме того, был проведен дополнительный анализ данных, полученных в ходе исследования типовых ошибок, допускаемых учащимися при выполнении заданий ЕГЭ. Для анализа были определены контрольные и экспериментальные выборки учащихся: с исходно одинаковым уровнем мотивации к физике, уровнем подготовки, количеством уроков физики в неделю, квалификацией учителя. Сравнивались результаты всей выборки участников тестирования, контрольной группы и учащихся школ, в которых применялась наша методическая система. Показателем считалось количество верно выполненных заданий каждым учащимся контрольной и экспериментальной группы. Повышение результативности учащихся экспериментальных классов и смещение характера типовых ошибок от систематических, связанных с ППБ и методикой преподавания предмета, к случайным, было отмечено при выполнении всех заданий этого теста.

Проверка качества освоения современной методологии решения задач и проблем осуществлялась путем анализа выполнения учащимися экспериментальных классов ряда задач, подобранных таким образом, чтобы наиболее ярко могли проявиться основополагающие умения, соответствующие современным требованиям (моделирование, использование методологических принципов, баланс качественных и количественных методов). В первом полугодии учащимся 10 класса (28 человек) после изучения соответствующих тем предлагалось решить две задачи, одна из которых может быть решена двумя способами (выбор математической модели), а вторая требовала предварительной оценки для построения физической модели явления.

Во втором полугодии тем же учащимся было предложено решить еще две задачи по другим темам, но той же методологической направленности. Результаты и выводы по итогам экспериментального преподавания представлены в таблице 1.

Анализ анкетирования в экспериментальных классах, отслеживающего динамику развития интереса к решению физических задач показал, что за время проведения эксперимента: 1) возросла привлекательность деятельности по решению задач, причем за счет значимых для результатов современного образования позиций - возрастания интереса, осознания практической целесообразности, возможности проявления самостоятельности и творчества, получению опыта действия в нестандартной ситуации; 2) снизилось влияние негативных факторов на процесс обучения решению задач - уменьшилось количество респондентов, отмечающих большие трудности при решении задач, испытывающих растерянность при необходимости решать задачи, что свидетельствует об эффективности проведенной работы по устранению психолого-познавательных барьеров; 3) увеличилось стремление к нахождению нестандартного способа решения; 4) снизилась боязнь нетрадиционных для повседневной школьной практики задач — с построением иерархии моделей, с возможностью нескольких ответов, с необычной формулировкой условия и т.д.

Изложенное позволяет утверждать, что применение предложенной методической системы способствует повышению мотивации учащихся

32

Таблица 1

Экспериментальное преподавапне

Вид работы Метод Контрольный | Экспериментальный Выводы

Результативность обучения Проверка овладения учащимися традиционными приемами и методами решения задач Проведение срезовых контрольных работ и анализ их результатов. Сравнение, Медианный критерий Число учащихся, превысивших значение медианы т=7 А=7 | В=16 Число учащихся, набравших 7 и менее баллов С=19 | 0=12 Медиана 7, медианный критерий Т,шбл=4,24. ТКР„т=3,84 (0,05). использование новой двухкомпонентной методической системы способствует повышению качества умений учащихся по решению физических задач

Проверка степени проявления типовых ошибок Проведение тестирования, Сравнение, критерий Вилкокеона-Манна-Уитни N=27 М=23 эффект изменений обусловлен применением экспериментальной методики обучения

критерий Маина-Уитни и=75, критерий Вилкоксона ХУшиМ-^в, \Укриг=1,96 (0,05).

Анализ распределения типовых ошибок Превышение 50% порога по 5 заданиям по 18 заданиям, кроме того смещение характера типовых ошибок от систематических к случайным, методическая система обучения решению физических задач в значительной степени способствует преодолению пенхолого-познавательных барьеров в обучении физике.

Проверка качества освоения современной методологии решения задач Сравнение результатов эксп. класса в начале и в конце эксперимента 1 срез 2 срез значительное количество учащихся (>39%) во втором полугодии может обходиться почти без помощи учителя при выборе метода решения задачи, в первом полугодии таких было 21%.

16-7,1% 26 -10,7% 36 -39,3% 46-21,5% 56-14,3% 66-7,1% 16-0 26-7,1% 36 -28,5% 46-25% 56-21,5% 66-17,9%

к деятельности по решению задач, создавая необходимые условия для реализации образовательного потенциала учебных физических задач.

Подготовка учителей к использованию разработанной методической системы и ее элементов. Для проверки пригодности разработанной методической системы к использованию в массовой школе нами проводилось обучение учителей в рамках курсов повышения квалификации АППО г. Санкт-Петербурга. Учителям были прочитаны лекции и проведены практические занятия по методике обучения решению задач, основанной на современных принципах. Обучение строилось по принципу обзора тем школьного курса, в каждом из которых проявлялись все элементы разработанной методической системы. Таким образом, на конкретных примерах, выстроенных в логике методической системы по конкретной теме, учителям демонстрировались ее преимущества. Далее на практических занятиях учителя осваивали ее элементы. По окончании курсов проводилось анкетирование, результаты которого показали, что, несмотря на сложность борьбы с учительскими стереотипами в преподавании, в ходе обучения произошло смещение интереса учителей от типовых и алгоритмических подходов в сторону методологических основ в обучении решению физических задач. Значительное количество респондентов отмечают необходимость освоения новых подходов к решению физических задач для повышения своего уровня знаний и умений по физике (73%), 40% сразу же начали их применять в работе с учащимися, еще 40% собираются попробовать новые подходы в практической работе, и только 2% считает систему слишком сложной для себя. Кроме того, был применен метод экспертной оценки, в котором респондентами выступали опытные учителя, специалисты высокой квалификации, оценивавшие эффективность и применяемость предложенной методической системы по пятибалльной системе (14 респондентов, средний балл 4,64).

Обучение студентов — будущих учителей. Поскольку успешность применения новых методик преподавания напрямую зависит от профессиональных подготовки и личных установок учителей, было важно проверить, насколько предлагаемая методическая система доступна для освоения начинающими учителями, еще не имеющими личного педагогического опыта.

Результаты эксперимента продемонстрировали высокие образовательные возможности и хорошую тиражируемость двухкомпонентной методической системы обучения решению физических задач, что позволяет считать все положения гипотезы исследования доказанными.

В заключении представлены основные результаты и выводы работы.

1. Выявлены и охарактеризованы факторы, определяющие развитие школьного образования и требования к его результатам в современных условиях, которые обосновывают объективную необходимость возрастания роли обучения решению задач как основной дидактической стратегии. Доказано, что учебные физические задачи предоставляют уникальные возможности в этом плане.

2. Описан образовательный потенциал учебных физических задач:

• выделены и структурированы научно значимые методы решения задач, недостаточно используемые в школьной практике, но необходимые для достижения заявляемых целей современного школьного образования;

• найдены новые, по сравнению с традиционно определяемыми, функции физических задач в школьном физическом образовании, в плане

34

положительного влияния на психологические и познавательные затруднения учащихся;

• определены интегративные эффекты использования методологии физической науки при обучении решению физических задач, позволяющие создать модель методики обучения физике, в основу которой положена физическая задача как ее дидактическая единица.

3. Сформулированы концептуальные положения, определяющие требования к содержанию и формулировкам учебных физических задач в свете достижения целей современного физического образования, разработаны методики адаптации учебных физических задач, накопленных методикой обучения физике, к современным условиям обучения, разработаны критерии оценки методического качества учебных физических задач.

4. Обоснована и разработана двухкомпонентная методическая система обучения решению физических задач, в основу каждого компонента которой положена система принципов, направленных как на формирование строгих научных представлений и освоение элементов научной методологии, так и на преодоление психолого-познавательных барьеров в сознании учащихся, возникающих в процессе решения задач. Определены различия между системой методов решения физических задач и системой методов обучения решению задач, выявлены основные аспекты их системного влияния, доказана целесообразность их совместного применения в школьном обучении.

5. Найдены вариативные подходы к применению методической системы на ступени основной и старшей школы, в том числе определены возможности учебных физических задач как средства диагностики и преодоления ряда психолого-познавательных барьеров в обучении физике для учащихся разных ступеней обучения.

6. Определены пути подготовки студентов педагогического вуза и учителей в системе повышения квалификации к обучению решению физических задач, разработаны и внедрены соответствующие учебные программы и методические рекомендации для учителей по обучению школьников решению задач на основе новой методической системы.

7. Выдвинутая гипотеза подтверждена, а эффективность обучения решению физических задач на основе разработанной двухкомпонентной методической системы доказана всем комплексом результатов педагогического эксперимента.

Проведенное исследование открывает новые перспективные направления

изучения данной проблемы:

• построение модели новой методики обучения физике, в которой ключевой дидактической единицей является учебная физическая задача;

• исследование процесса обучения физике на основе решения физических задач на каждой ступени школы;

• исследование стратегий и способов преодоления школьниками психолого-познавательных барьеров в обучении физике,

• проектирования образовательных программ подготовки и переподготовки педагогов к работе с современными школьниками и организации их учебно-познавательной деятельности на основе решения физических задач.

Содержание и результаты исследования по теме диссертации отражены в 74

публикациях общим объемом 118,12 п.л. (авторских 67,93 п.л.):

Монографии:

1. Ларченкова, Л.А. Методы решения физических задач/ A.C. Кондратьев, Л.А. Ларченкова, A.B. Ляпцев. - М.: Физматлит, 2012. - 312 с. (19,5 п.л., авторских -6,5 пл.)

2. Ларченкова, Л.А. Физические задачи как средство достижения целей физического образования в средней школе/ Л.АЛарченкова. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2013.-159 с. (10 п.л.)

3. Ларченкова, Л.А. Методическая система обучения решению физических задач в средней школе/ Л.АЛарченкова. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2013. - 156 с. (9,75 п.л.)

4. Ларченкова, Л.А. Формирование научного мировоззрения в процессе естественнонаучного образования школьников: методология исследований, состояние проблемы в теории и практике/ Н.Д.Андреева, Т.Б. Алексеева, Л.АЛарченкова, О.В Леонтьева, Н.В.Малиновская, В.Г.Суслов. Под ред. Н.Д. Андреевой. - СПб.: «Свое издательство», 2013. - 182 с. (11,3 пл., авторских - 1,9 пл.)

Статьи по теме диссертации в рецензируемых журнала, рекомендованных ВАК

5. Ларченкова, Л.А. Дистанционное образование и проблемы профильного обучения физике в школе/ Л.АЛарченкова // Наука и школа. - 2008, №2. - с.75-78. (0,25 пл.)

6. Ларченкова, Л.А. Методика проведения, обработки и анализа результатов физического эксперимента с применением инструментальных пакетов/ А.С.Кондратьев, Л.А. Ларченкова // Компьютерные инструменты в образовании -2008, №3. - С34-38. (0,31 пл., авторских- 0,16 пл.)

7. Ларченкова, Л.А. Принцип толерантности при решении физических задач в средней школе / А.С.Кондратьев, Л.А. Ларченкова // Известия РГПУ им.А.И.Герцена. №10 (64): Естественные и точные науки (математика, физика, химия, естествознание, экономика, методика преподавания естественных и точных наук): Научный журнал. -СПб.: Изд-во РГПУ им.А.И.Герцена, 2008. - С.159-168. (0,5 пл., авторских - 0,25пл.)

8. Ларченкова, Л.А. Качественные методы при изучении физики/ А.С.Кондратьев, Л.А. Ларченкова, А.ВЛяпцев // Известия РГПУ им.А.И.Герцена. №95: Научный журнал -СПб.: Изд-во РГПУ им.А.И.Герцена, 2009. - С.147-155 (0,5 пл., авторских - 0,17 пл.)

9. Ларченкова, Л.А. Инновационные аспекты применения качественных методов при обучении физике/ А.С.Кондратьев, А.ВЛяпцев, Л.А. Ларченкова // Физическое образование в вузах.-2009, т.15, №4,. - С.114-126. (0,75 пл., авторских - 0,25 пл.)

10. Ларченкова, Л.А. Движение автомобиля в школьных физических задачах/ Л.АЛарченкова // Физика в школе, №5,2010. - С.19-31. (0,75 пл.)

11. Ларченкова, Л.А.Методика анализа решения учебной физической задачи/ Л.АЛарченкова // Известия РГПУ им.А.И.Герцена. №122: Научный журнал - СПб.: Изд-во РГПУ им.А.И.Герцена, 2010. - С.198-207. (0,57 пл.)

12. Ларченкова, Л.А. Методика организации исследовательской деятельности учащихся по физике на основе цифровых образовательных ресурсов / Л.АЛарченкова // Сибирский педагогический журнал. - 2012, №3, - С.201-206. (0,38 пл.)

13. Ларченкова, Л.А. Решение физических задач как средство диагностики н преодоления психолого-познавательных барьеров при обучении физике/ Л.АЛарченкова // Физическое образование в вузах. - 2012, т.18, №2. - С.58-70. (0,81 пл.)

14. Ларченкова, Л.А. О факторах, определяющих формирование научного мировоззрения учащихся основной школы / Л.АЛарченкова // Сибирский педагогический журнал. Научное периодическое издание. - Новосибирск: 2013, №6. - С. 14-18. (0,31 пл.)

15. Ларченкова, Л.А. Психолого-познавательные затруднения учащихся: кто виноват и что делать?/ Л.АЛарченкова // Физика в школе, 2013, №7, - С.51-56. (0,38 пл.)

16. Ларчснкова, JT.A. Принципы построения методической системы обучения решению физических задач / Л.АЛарчснкова // Физика в школе. - 2013, №8- с.33-37. (0,31 >г.л.)

17. Ларченкова, Л.А. Специфика профессиональных компетенций и проблема их диагностики при подготовке бакалавров в области физического образования/ Е.А. Кашкарова, Л.АЛарченкова.// Физическое образование в вузах. Министерство образования и науки РФ.- 2014, №1, - С.12-17. (0,31 пл., авторских - 0,2 пл.)

18. Ларченкова, Л.А. Построение «барьерной» модели обучения физике/ Л.АЛарченкова// Письма в Эмиссия. Оффлайн (The Emissia.Offline Letters): электронный научный •журнал. - Ноябрь 2013, ART 2088. - СПб., 2013 г. URL: http://www.emissia.org/ofninc/2fll3/2088.htm. ISSN 1997-8588. (0.5 п.л.)

19. Ларченкова, Л.А. Универсальность математических моделей при обучении решению физических задач в средней школе / Л.А.Ларченкова, Е.В. Долженко // Эмиссия.Оффлайн (The Emissia. Offline Letters): электронный научный журнал. -Декабрь 2013, ART 2106. - СПб., 2013 г. URL: httn://www.emissia.ni-g/ofninc/20»3/ 2106.htm, ISSN 1997-8588. (0.5 пл., авторских - 0,25 пл.)

20. Ларченкова, Л.А. Принцип сочетания количественных и качественных методов анализа физических явлений при обучении решению физических задач в средней школе / Л.АЛарченкова // Школа будущего. - 2013, №6, - С. 145-151. (0,44 пл.)

Учебно-методические пособия и рекомендации

21. Ларченкова, Л.А. Учение с увлечением на уроках решения задач по физике: пособие для учителей и студентов пед. вузов/ И.Я.Ланина, Л.А. Ларченкова. - СПб.: ООО «Миралл», 2005. -248 с. (15,4 пл., авторских - 7,7 п.л.)

22. Ларченкова, Л.А. 10 интерактивных лекций по методике обучения физике: учебно-методическое пособие/ Л.А.Ларченкова. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2012.191 с. (12 пл.)

23. Ларченкова, Л.А. Формирование научного мировоззрения в естественнонаучном образовании школьников (исследовательский аспект): учебное пособие / Н.Д.Андреева, Т.Б. Алексеева, Л.А.Ларченкова, О.В.Леонтьева, Н.В.Малиновская, В.Г.Суслов. Под ред. Н.Д. Андреевой. - СПб.: «Свое издательство», 2013. - 162 с. (8,2 пл., авторских - 1,36 п.л.)

24. Ларченкова, Л.А. Методические рекомендации для проведения педагогической практики студентов факультета физики /Сост. И.Я.Ланина, Л.А Ларченкова. - СПб.: изд-во РГПУ им.А.И.Герцена, 2004 - 58 с. (3,75 пл., авторских - 2 п.л.)

25. Задачи Санкт-Петербургской городской олимпиады школьников по физике 1999-2003 годов. Условия, пояснения, решения: учебное пособие/ Сост. С. Бубликов, А. Курдюмов, Л.Ларченкова и др. Под ред. А.С.Курдюмова. - СПб: изд-во СПб ГДТЮ, 2003 - 130 с. (8,2 пл., авторских - 0,31 пл.)

26. Ларченкова, Л.А. Информационные технологии и учебно-исследовательская деятельность школьников/ Л.А.Ларченкова, А.В.Ляпцев, А.И. Ходанович // ИКТ в образовательном процессе. Часть 5. Физика, СПб.: Издательство РЦОКО и ИТ, 2010, - С. 20-31. (0,75 пл., авторских - 0,25 п.л.)

Труды конференций по теме диссертации

27. Ларченкова Л.А.Сиособы решения задач и дифференцированное обучение/ Л.А.Ларченкова // Преподавание физики в школе и вузе. Материалы научн. конференции «Герценовские чтения».- СПб.: Образование. - 1997. - С. 59-63 (0,25 п.л.)

28. Ларченкова, Л.А.Индивидуальный подход к учащимся на уроках решения задач/ Л.А.Ларченкова // Физическое образование в школе и вузе. Материалы межвузовской научно-практ. конференции. - СПб., Образование. -1997. - С.44-46. (0,13 п.л.)

29. Ларченкова, Л.А. Методика реализации межпредметных связей на уроках физики/ Л.А.Ларченкова //Современные проблемы физического образования. Материалы региональной научно-метод. конференции- СПб.: Образование.-1997.-С.101-104. (0,19 п.л.)

30. Ларченкова, Л.А. Методика проведения урока одной задачи/ Л.А.Ларченкова, О.П.Межерицкая // Современные проблемы физического образования. Материалы

региональной научно-метод. конференции. - СПб., Образование. - 1997- С. 79-82. (0,19 п.л., авторских - 0,13 п.л.)

31. Ларченкова, Л.А. Циклический принцип построения системы уроков решения задач/ Л.А.Ларченкова // Современные проблемы обучения физике в школе и вузе. Материалы международной научной конференции «Герценовские чтения». - СПб.: Изд-во РГПУ им.А.И.Герцена. -1999. - С. 143-145. (0,13 п.л.)

32. Ларченкова, Л.А.Учение с увлечением на уроках решения физических задач./ И.Я.Ланина, Л.А. Ларченкова // Методы, приемы и технологии в педагогике ненасилия. Вып.2.// Сб. научных статей XX Всероссийской научно-практической конференции. - СПб.: УегЬа-Magistri, - 1999. - С. 161-166. (0,31 п.л., авторских - 0,25 п.л.)

33. Ларченкова, Л.А.Технологический подход в обучении на уроках решения задач/ Л.А.Ларченкова //Теория и практика обучения физике. Материалы международной конференции «Герценовские чтения». - СПб.: Изд-во РГПУ им.А.И.Герцена., 2000. -С. 104-107. (0,19 пл.)

34. Ларченкова, Л.А. Методический анализ учебной физической задачи / Л.А.Ларченкова // Современные проблемы обучения физике в школе и вузе. Материалы международной научной конференции «Герценовские чтения». - СПб.: изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2002. - С.240-245. (0,25 п.л.)

35. Ларченкова, Л.А. Методическое сопровождение курса КСЕ для студентов гуманитарных специальностей/ Л.А.Ларченкова // Физика в системе современного образования (ФССО-03). Труды седьмой международной конференции 14-18 октября 2003 г. том 1. - СПб, изд-во РГПУ им.А.И.Герцена, 2003.- С.164-167. (0,19 п.л.)

36. Ларченкова, Л.А. Методика формирования коммуникативных навыков на уроках физики/ Л.А.Ларченкова, Е.А.Григорьева// Дидактико-методические аспекты современного урока: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Армавир, 26-27 апреля 2007 г. - Армавир.: РИЦ АГПУ, 2007. - С.231-235. (0,25 п.л., авторских - 0,13 п.л.)

37. Ларченкова, Л.А. Психолого-педагогические проблемы обучения моделированию реальных процессов/ Л.А.Ларченкова // Физика в системе современного образования (ФССО-07). Труды девятой международной конференции 4-8 июня 2007 г. том 2. - СПб, изд-во РГПУ им.А.И.Герцена, 2007. - С.164-167. (0,19 п.л.)

38. Ларченкова, Л.А. Задачный подход как средство гуманитаризации обучения физике в условиях профильного образования/ Л.А.Ларченкова // Наука и высшая школа -профильному обучению: сборник научных статей по итогам Второй Всероссийской научно-практической конференции 23-24 октября 2008 г. Выпуск 2. - СПб: Сударыня,2009. - С.71-77. (0,43 п.л.)

39. Ларченкова, Л.А. Современные проблемы учебных физических задач / Л.А.Ларченкова // Физика в системе современного образования (ФССО-09): Материалы X международной конференции. Санкт-Петербург, 31 мая - 4 июня 2009 г. Т.2. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2009. - С.89-92. (0,19 пл.)

40. Ларченкова, Л.А. Инновационные аспекты применения качественных методов при обучении решению физических задач / Л.А.Ларченкова // Физика в системе современного образования (ФССО-09): Материалы X международной конференции. Санкт-Петербург, 31 мая - 4 июня 2009 г. Т.2. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2009. - С.74-75. (0,13 пл.)

41. Ларченкова, Л.А. Решение физических задач как средство диагностики и преодоления психолого-познавательных барьеров при обучении физике/ Л.А.Ларченкова // Физика в системе современного образования (ФССО-11): Материалы XI международной конференции. Волгоград, 19-23 сент. 2011 г. Т.2. - Волгоград: изд-во ВГСПУ «Перемена», 2011. - С.104-106. (0,19 п.л.)

42. Ларченкова, Л.А. Преодоление психолого-познавательных барьеров в обучении средствами частной методики (на примере физики)/ Л.А.Ларченкова // Актуальные проблемы науки в современном мире: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ.

конф. 27 сентября 2011 г Мин-во обр. и науки РФ, Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-наука-общество», 201 - С.101-102. (0,13 п.л.)

43. Ларченкова, Л.А. Структура методической системы обучения решению физических задач в средней школе/ Л.А.Ларченкова // Физика в система современного образования (ФССО-2013):материалы XII Международной научной конференции.Петрозаводск, 3-7 июня 2013 г.: в 2т., т.2 - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2013 - С.82-84. (0,19 п.л.)

44. Ларченкова, Л.А. Проблема диагностики профессиональных компетенций при подготовке бакалавров в области физического образования/ Е.А. Кашкарова, Л.А. Ларченкова. Физика в система современного образования (ФССО-2013):материалы XII Международной научной конференции. Петрозаводск, 3-7 июня 2013 г.: в 2т., т.1 - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2013 - с.318-320. (0,19 п.л., авторских - 0,12 п.л.)

Статьи в иных изданиях

45. Ларченкова, Л.А. Применение метода моделей на уроках физики/ Л.А.Ларченкова // Творческий поиск учителей 402 гимназии. - СПб.: - 1996. - С.56-60. (0,25 п.л.)

46. Ларченкова, Л.А. Методика составления циклов физических задач для классов с углубленным изучением физики/ Л.А.Ларченкова // Раздвигая границы привычного. - СПб.: - 1997.-С. 82-86.(0,31 п.л.)

47. Ларченкова, Л.А. Психология решения задач/ Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Сб. научных статей. - СПб.: Образование.- 1998. - С. 27-30. (0,13 п.л.)

48. Ларченкова, Л.А. Методические особенности технологии уроков решения задач по физике/ Л.АЛарченкова // Проблемы совершенствования физического образования. Сб. научных статей. - СПб.: Изд-во ГРПУ им. А.И.Герцена.- 1998. - С.45-52. (0,44 п.л.)

49. Ларченкова, Л.А. Использование решения физических задач для объяснения нового материала/ Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Сб. научных статей. - СПб.: Образование,- 1998.-С. 84-86. (0,13 п.л.)

50. Ларченкова, Л.А. Организация деятельности учащихся на уроке решения задач/ Л.А.Ларченкова // Обучение физике в школе и вузе. Межвуз. сб. научных статей. - СПб.: Образование,- 1998. - С.49-52. (0,19 п.л.)

51. Ларченкова, Л.А. Некоторые возможности применения экспериментальных задач на уроках физики/ Л.А.Ларченкова // Инновационные аспекты обучения физике в школе и вузе. Сб. научных статей. - СПб.: Образование.- 1998. - С. 84-86. (0,13 п.л.)

52. Ларченкова, Л.А. Исторические аспекты использования задач в обучении/ Л.А.Ларченкова // Современные технологии обучения физике в школе и вузе. Сб. научных статей. - СПб.: изд-во РГПУ им.А.И.Герцена. -1999. - С. 74-77. (0,19 пл.)

53. Ларченкова, Л.А. Урок решения качественных задач по физике./ Л.А.Ларченкова // Методика обучения физике в школе и вузе. Сб. научных статей. - СПб.: изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2000. - С.64-69. (0,25 п.л.)

54. Ларченкова, Л.А. Некоторые психологические аспекты отбора материала для урока решения задач/ Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Сб. науч. статей. - СПб.: изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2001. - С.56-59. (0,19 п.л.)

55. Ларченкова, Л.А. Использование деятельностного подхода при обучении учащихся средней школы приемам решения задач/ Л.А.Ларченкова, М.Н. Эйдемиллер // Актуальные проблемы методики обучения физике в школе и вузе. Межвузовский сб. научных статей. -СПб.: изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2002 - С.68-71. (0,19 пл., авторских - 0,13 п.л.)

56. Ларченкова, Л.А. Проблема формирования общеучебных умений при обучении физике в средней школе/ Л.А.Ларченкова//Актуальные проблемы обучения физике в школе и вузе. Международный сборник научных статей,- СПб.: изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2003 -С.64-66. (0,19 п.л.)

57. Ларченкова, Л.А. Исследовательские технологии на уроках решения задач по физике/ Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. -СПб.:изд-во РГПУ им. Герцена, 2004. -С.57-58. (0,13 п.л.)

58. Ларченкова, Л.А. Простые задачи на уроках физики в средней школе/ Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 1. - СПб.: БАН, 2004-С. 82-88. (0,19 пл.)

59. Ларченкова, Л.А. Об организации лабораторного практикума по методике обучения физике/ Л.А.Ларченкова //Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 3. - СПб.: БАН, 2005 - С.132-136. (0,25 п.л.)

60. Ларченкова, Л.А. Проблемы использования Интернет-ресурсов в профильном обучении физике/ Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 4 - СПб.: БАН, 2006- С.51-54. (0,24 пл.)

61. Ларченкова, Л.А. Технология поэлементного обучения решению задач по физике в средней школе/ Л.А.Ларченкова//Проблемы преподавания физики в школе и вузе. Всероссийский межвуз. сб. науч. статей- СПб.:изд-во РГПУ им.А.И.Герцена, 2003- С.52-54. (0,13 пл.)

62. Ларченкова, Л.А. Законы физики в кино/ Л.А.Ларченкова, О.С. Пархоменко // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 6 - СПб.: БАН, 2007.-С.247-253. (0,38 п.л., авторских - 0,25 п.л.)

63. Ларченкова, Л.А. О формулировке учебной физической задачи/ Л.А.Ларченкова//Физика в школе и вузе. Междунар. сборник науч.статей. Вып.7-СПб:БАН, 2007-С. 156-161.(0,31 п.л.)

64. Ларченкова, Л.А.Основные направления развития методики решения физических задач/ Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 8 - СПб.: БАН, 2008. - С. 118-124. (0,38 пл.)

65. Ларченкова, Л.А. Проблема формулировки условия физической задачи в современной парадигме образования / Е.В. Долженко, A.C. Кондратьев, Л.А. Ларченкова // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 9- СПб.: БАН, 2008. С.65-71. (0,38 пл., авторских - 0,13 п.л.)

66. Ларченкова, Л.А. О физическом смысле корней уравнений в задачах кинематики / Е.В. Долженко, A.C. Кондратьев, Л.А. Ларченкова// Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 10- СПб.: БАН, 2009. - С.117-121. (0,25 пл., авторских -0,13 пл.)

67. Ларченкова, Л.А. Из опыта практико-ориентированного обучения физике/ Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 10- СПб.: БАН, 2009. - С.131-136. (0,31 п.л.)

68. Кашкарова Е.А., Ларченкова Л.А. Эффект обратного влияния тестирования и обучение физике в средней школе / Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 12- СПб.: БАН, 2010. - с. 108-114. (0,38 пл., авторских - 0,19 п.л.)

69. Ларченкова, Л.А. Познавательные затруднения учащихся при решении физических задач в зарубежных исследованиях / Е.А. Кашкарова, Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 13- СПб.: БАН, 2011. - С.88-93. (0,31 пл., авторских - 0,16 пл.)

70. Ларченкова, Л.А. Диагностика познавательных затруднений учащихся при изучении физики/ И.А. Турина, Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 14- СПб.: БАН, 2012. - С. 125-129. (0,31 пл., авторских - 0,16 п.л.)

71. Ларченкова, Л.А. Вопросы физического содержания в курсе математики 5-6 класса/ М.Г. Андреева, Л.А.Ларченкова // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 15-СПб.: БАН, 2013. - С. 163-167. (0,31 пл., авторских - 0,16 п.л.)

72. .Ларченкова, Л.А. Исследование причин типовых ошибок учащихся при изучении физики/ Л.А.Ларченкова, Д.А.Игнатьева//Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 15- СПб.: БАН, 2013. - С. 199-207. (0,56 пл., авт. - 0,38 п.л.)

73. Ларченкова, Л.А. Разработка экспериментальных заданий для элективного курса «Физические основы музыки»/ Л.А.Ларченкова, С.Н. Мохонько // Физика в школе и вузе. Междунар. сборник науч.статей. Вып.15-СПб:БЛП,2013 - С.94-99. (0,38 п.л.,авт.-0,19 пл.)

74. Ларченкова, Л.А. Методика использования муарового эффекта в обучении физике/ Ларченкова Л.А., Скворцов Д.А // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей. Выпуск 15- СПб.: БАН, 2013г. - С. 208-213. (0,38 пл., авт. - 0,19 п.л.)

40

Подписано в печать 04.07.14 Формат 60х84'/16 Цифровая Печ. л. 2.5 Тираж 100 Заказ 03/07 печать

Типография «Фалкон Принт» (197101, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Пушкарская, д. 54, офис 2)