автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Обучение теоретическим предсказаниям на уроках физики в старших классах

Автореферат диссертации по теме "Обучение теоретическим предсказаниям на уроках физики в старших классах"

МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В. И. ЛЕНИНА

Диссертационный совет К 053.01.12

р Г^.--О Д . \ На правах рукописп

ОДИНЦОВА Наталия Игоревна

ОБУЧЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ПРЕДСКАЗАНИЯМ НА УРОКАХ ФИЗИКИ В СТАРШИХ КЛАССАХ

Специальность 13.00.02 — методика преподавания физики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва 1995

Рабата выполнена в Московском педагогическом государственном университете имени В. И. Лешша.

Научный руководитель:

кандидат ¡педагогических наук, доцент АПОФРИКОВА С. В.

Официальные оппоненты:

доктор педагогических паук, профессор ЗОРИНА Л. Я,

кандидат и ид а г отческих паук СИДЕНКО А. С.

Ведущан организация: Астраханский государственный педагогический институт пл. С. М. Кирова.

Защита состоится г. в часов

га ¡заседании днссоргадиошюго сонета К 053.01.12 по защите диссертаций па соискание ученой степени кандидата педагогических паук при Московском педагогическом государственном университете иле ни В. И. Лешша но адресу: 119435, г. Досина, ул. М. ТЬ;ротопекая, дом 20, ауд. 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИГУ им. 13. П. Ленина по адресу: 119135, г. Москва, ул. М. Пироговская, дом 1.

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доцент Т. И. НОСОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

8 настоящее время стало очевидным, что передать ученикам эесь объем знаний, накопленный человечеством, невозможно. На первый план выходят способы получения знаний. Способами получения физических знаний являются методы научного познания, и овладение ими входит сегодня в цепи обучения физике. В проекте Российского стандарта школьного физического образования говорится: "Обучение допхно вооружить, учащихся методами научного познания, способствовать развитию их интеллектуальных и практических умений, позволяющих проводить исследование явлений природы и техники на уровне, соответствующем возрасту и ступени обучении",

• В современной физике ведущими являются теоретические методы познания: широчайший арсенал новых знаний получается путем вывода следствий из основных положений теорий. В связи с этим представляется целесообразным обучать школьников теоретическим методам исследования. в частности, теоретическим предсказаниям. Школьный курс физики предоставляет богатые возможности для такого обучения: в 9-11 классах изучаются основы физических теорий, в учебниках физики содержится материал, представляпщий собой теоретические рассуждения, предваряющие новые для учащихся знания.

Для того, чтобы оценить, насколько продуктивно решается задача обучения теоретическим предсказаниям в практике школы, нами были составлены задания, допускающие решение эмпирическим путем и путем теоретических рассуждений. Анализ работ, выполненных учащимися 10 и 11 классов различных школ, показал, что большинство из них не выбрали теоретический метод познания в качестве инструмента исследования. Отсюда был сделан вывод о том, что в ходе изучения физических теорий учащиеся не овладевают деятельностью "теоретическое предсказание" .

В связи с этим возник вопрос о причинах такого положения Анализ работ по методике преподавания физики показал, что в них широко представлены рекомендации по объяснению нового материала в логике теоретических рассуждений, приводящих к новому для учащихся знанию.■ В работах Г.М.Голина, Л.А.Друянова, 8.Н.Мещанского, Е.В.Савелоаой и яр. рекомендуется рассказывать учащимся об истории открытий путем теоретических предсказаний. «Однако для того, чтобы формировать деятельность, недостаточно показывать образец ее выполнения. Методика же организации собственной деятельности учащихся по выводу новых для них следствий из основных положений теории не разбирается.*

Анализ исследований, посвященных проблеме обучения учащихся

- г -

теоретическим методам познания (П.И.Афанасьева, Г.М.Голина, Л.Я.Зориной, М.Папиева, Е.А.Румбешта, А.С.Сиденко, С.А. Шапоринского, Д.Шодиева и др.), показал, что в них вопрос об обучении учащихся теоретическим предсказаниям лишь затрагивался, но задача обучения школьников отой деятельности как самостоятельная не ставилась. Неисследованными остались вопросы о возможности обучения учащихся теоретическим предсказаниям на материале школьного курса физики, не выявлено содержание деятельности "теоретическое предсказание", не определен термин "теоретическое предсказание".

Таким образом, актуальность исследования обусловлена тем, что, с одной стороны, задача обучения теоретическим предсказаниям является важной дидактической задачей, наибольшие возможности для решения которой предоставляет школьный предмет физика, а с другой стороны, эта задача решается на практике неудовлетворительно в связи с отсутствием специальных исследований в этой области и достаточного методического обеспечения для ее решения.

Объект исследования: процесс обучения физике в старших классах средней школы.

Предмет исследования: процесс обучения теоретическим предсказаниям на уроках физики в 9-11 классах.

Цель исследования: разработка методики преподавания физики б старших классах, позволявшей обучить школьников деятельности "теоретическое предсказание".

Для достижения цели исследования были поставлены и последовательно решены следующие задачи:

Выявить содержание деятельности "теоретическое предсказание" .

2. Исследовать возможности обучения теоретическим предсказаниям на материале школьного курса физики.

3. Провести отбор содержания и структурирование учебного материала для обучения теоретическим предсказаниям.

•с4. Выявить содержание деятельности учителя физики по обучению учащихся теоретическим предсказаниям.

5. Оценить эффективность разработанной методики.

«- Для решения этих задач в процессе исследования были выполнены следующие виды деятельности:

- изучение стандартов школьного физического образования;

- изучение педагогической, методической литературы и исследова-

ний, имеющих отношение к теме исследования;

- изучение философской литературы, в которой рассматриваются методы научного познания;

- изучение работ физиков-теоретиков, в которых приведены теоретические рассуждения, позволившие открыть новое в науке, и работ физиков-экспериментаторов с описаниями опытов по проверке теоретических предсказаний;

- изучение литературы по психологии, раскрывающей содержание деятепьностной теории учения;

- изучение содержания учебников 9-11 классов;

- моделирование деятельности учителя физики, осуществляющего обучение теоретическим предсказаниям;

- разработка методического обеспечения для проведения педагогического эксперимента;

- планирование, проведение и обработка результатов кого эксперимента.*

«•В качестве теоретической основы исследования была деятельностная теория учения и, в частности, следующие жения:

- учение представляет собой систему определенных видов деятельности ;

- овладение деятельностью происходит в результате ее многократного выполнения;

- для того, чтобы обучаемый самостоятельно и успешно мог осуществить деятельность, он должен владеть обобщенным методом составления ориентировочной основы деятельности;

- для обучения новому умственному действию необходимо провести учащегося через шесть этапов: мотивационный, составления ориентировочной основы деятельности, материальный (материализованный), внешнеречевой, внешней речи про себя и внутренней речи.-

В ходе исследования получены следующие новые результаты:

- Выявлено содержание деятельности "теоретическое предсказание" для таких типов теоретических предсказаний, как теоретическое предсказание закона путем математических выводов на основе феноменологической гипотезы, теоретическое предсказание качественной зависимости между физическими величинами путем мысленного эксперимента на основе модельной гипотезы и теоретическое предсказание явления путем мысленного эксперимента на основе модельной гипотезы.

педагогичес-

выбрана ее поло-

- Предложен механизм отбора содержания и структурирования учебного материала для обучения теоретическим предсказаниям. Он состоит в том, что основные положения теории следует представить в виде гипотез-теорий, по каждой гипотезе-теории выработать логику изучения материала, отражающую решение единой познавательной задачи: "Если гипотеза верна, то следует ожидать, что ..." и выделить круг знаний, которые в рамках решения этой познавательной задачи могут быть получены как теоретические предсказания.

- Выработаны ориентиры для учителя по формированию каждого из действий, составляющих деятельность "теоретическое предсказание".

- Определены дидактические материалы для обучения теоретическим предсказаниям.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что найдено частное решение задачи школьного курса физики - обучения методам научного познания.

Практическая значимость исследования заключается в том, что разработано методическое обеспечение для обучения учащихся теоретическим предсказаниям (тематическое планирование по 9-11 классам, методические рекомендации для учителей, дидактические материалы, задания для контроля результатов обучения).

Результаты исследования могут быть использованы при обучении физике в школе, учтены при разработке стандартов образования, составлении программ, отборе и структурировании учебного материала для учащихся, при написании учебников физики для старших классов, учебников по методике преподавания физики, при проведении курсов повышения квалификации учителей физики.

На защиту выносится следующее положение: «Старшеклассников можно обучить теоретическим предсказаниям, если их деятельность на уроке организовывать в соответствии с логикой создания знаний путем теоретических предсказаний в науке. Для этого необходимо: 1) отразить в содержании школьного курса физики логику развития гипотез-теорий; 2) специально обучать следующим действиям: формулированию познавательной задачи, составлению плана ее решения путем теоретических рассуждений, решении познавательной задачи путем теоретических рассуждений, экспериментальной проверке теоретического предсказания, сравнению результатов эксперимента с предсказанными. •

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 115

названий. Изложение материала проиллюстрировано 17 рисунками, 14 схемами, 36 таблицами. Общий объем работы 223 страницы, в том числе основного текста 177 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Первая задача исследования состояла в выявлении содержания деятельности "теоретическое предсказание". Конечным продуктом этой деятельности является суждение, которое напрямую или опосредованно есть следствие гипотезы-теории или основных положений теории и несет в себе вероятное обобщенное знание, относительно которого гипотеза-теория развивалась независимо. • (Гипотеза-теория есть система вероятных знаний, которая в процессе проверки приобретает статус основных положений теории.)

Получение этого конечного продукта осуществляется в пять этапов; 1 - формулирование познавательной задачи, .2 - составление плана теоретических рассуждений, 3 - решение познавательной задачи путем теоретических рассуждений, 4 - экспериментальная проверка теоретического предсказания, 5 - сравнение результатов эксперимента с предсказанными."' Выявлено содержание каждого из этих этапов.

1 . Формулирование познавательной задачи состоит в анализе ситуации, побуждающей к проведению теоретических рассуждений, и постановке вопроса, из нее следующего.

Выделено четыре типа ситуаций такого рода. Первый тип ситуаций связан с сомнениями в истинности гипотезы-теории, которая вскрывает сущность явления или группы явлений, и, следовательно, непосредственно непроверяема. Второй тип ситуаций связан с сомнениями в истинности теоретического предсказания, не допускающего прямой экспериментальной проверки. Ситуации третьего типа возникают в случаях, когда имеется техническая проблема, которую проще (экономнее, выгоднее) решить путем теоретических предсказаний. Ситуации четвертого типа возникают в тех случаях, когда решить техническую проблему можно только на основе теории.

2. Составление плана теоретических рассуждений по решению познавательной задачи может быть осуществлено путем конкретизации обобщенного плана теоретических рассуждений.

Для выявления содержания обобщенных планов теоретических рассуждений была проведена классификация теоретических предсказаний по пяти признакам: по области применимости гипотезы-теории (теорети-

ческое предсказание на основе теории явления или фундаментальной теории); по глубине объяснения сущности гипотезой-теорией (теоретическое предсказание на основе модельной или феноменологической гипотезы); по степени доказанности гипотезы-теории (аналитическое и синтетическое теоретические предсказания); по способу осуществления вывода (теоретическое предсказание путем математических выводов и путем мысленного эксперимента); по виду выводных знаний (теоретическое предсказание явления, закона, научного факта, значения физической величины, существования объекта).

Предложены следующие ориентиры для составления обобщенных планов теоретических рассуждений: 1) любой обобщенный план теоретических рассуждений для теоретического предсказания путем математических выводов содержит такие действия, как выбор модели объекта., выбор исходных уравнений, перевод условий, содержащихся в формулировке задачи, на язык математики, преобразование исходных уравнений согласно этим условиям, интерпретация полученного математического выоажения; 2) для составления обобщенного плана теоретических рассуждений, соответствующего теоретическому предсказанию путем мысленного эксперимента, можно сначала выработать идею реального эксперимента по решению поставленной задачи, выдвинуть аналогичную идею для проведения мысленного эксперимента, а затем выделить последовательность мысленных операций, позволяющих реализовать эту идею.

С помощью этих ориентиров составлены обобщенные планы для трех вариантов теоретических рассуждений: N1 - для теоретического предсказания закона путем математических выводов на основе феноменологической гипотезы; N2 - для теоретического предсказания явления путем мысленного эксперимента на основе модельной гипотезы; N3 - для теоретического предсказания качественной зависимости между физическими величинами путем мысленного эксперимента на основе модельной гипотезы (рис.1).

3. Решение познавательной задачи путем теоретических рассуждений состоит в осуществлении плана теоретических рассуждений по решению данной познавательной задачи.

Установлено, что составленные обобщенные планы могут быть использованы в качестве ориентиров для составления планов теоретических рассуждений по решению конкретных познавательных задач.

4. Экспериментальная проверка теоретического предсказания

Рис,t. (опершие ашепьносш "теоретическое преттше'

состоит в последовательном выполнении следующих действий: выдвижение идеи эксперимента, проектирование и конструирование экспериментальной установки, планирование действий с ней, проведение эксперимента, обработка экспериментальных данных.

Среди экспериментов, проверяющих теоретические предсказания, выделяют решающие эксперименты. (С ним относят эксперименты, результатом проведения которых является доказательство справедливости одной из конкурирующих гипотез-теорий и ложности другой. Анализ описания этих экспериментов показал, что решающий эксперимент среди других типов эксперимента выделяет не методика исследования, а результат сравнения данных эксперимента с предсказанными.

5. Сравнение результатов эксперимента с предсказанными состоит в сопоставлении' конечного продукта экспериментальной проверки (обработанных экспериментальных данных) и конечного продукта теоретических рассуждений (теоретического предсказания).

» В зависимости от формы представления этих продуктов выделено три типа сравнений: сравнение суждений, выражающих знание на качественном уровне, по смыслу; сравнение результатов прямых и косвенных измерений методом интервалов; сравнение математического выражения, содержащегося в теоретическом предсказании, с эмпирическими формулами или графических зависимостей, построенных на основе теоретического предсказания, с экспериментальными.

» Вторая задача исследования состояла в выявлении возможностей обучения теоретическим предсказаниям на материале школьного курса физики. На первом этапе решения этой задачи были проанализированы учебники по физике для 9,10,11 классов. Анализ позволил установить, что в различных учебниках имеется от 10 до 25 вопросов, излагаемых в форме теоретических рассуждений, предваряющих новые знания, причем логика изложения в подавляющем большинстве случаев отражает лишь один из этапов деятельности "теоретическое предсказание" - решение познавательной задачи путем теоретических рассуждений, и один вариант теоретических рассуждений, соответствующий теоретическому предсказанию закона путем математических выводов на основе феноменологической гипотезы. Кроме того в учебниках не отражен процесс создания теории, и потому, следуя логике изложения теорий в школьных учебниках, невозможно организовать мотивацию к проведению теоретических предсказаний.

Поэтому решение задачи исследования было продолжено в следующих

направлениях: 1) провести такой отбор учебного материала, который позволил бы обучить различным вариантам теоретических рассуждений; 2) структурировать его тек, чтобы отразить процесс дедуктивного развития гипотезы-теории.

Для проведения этой работы нами предложен следующий "механизм": 1) чтобы расширить возможности обучения различным вариантам теоретических рассуждений, следует перенести в область знаний, предсказываемых теорией, во-первых, часть знаний, которые в рамках научной теории или ее отражения в школьном курсе относят к эмпирическому базису, во-вторых, часть знаний, которые традиционно .объясняются на основе теории; 2) чтобы показать дедуктивное развитие гипотезы-теории, следует основные положения теории представить в виде гипотез-теорий и по каждой гипотезе-теории выработать логику изучения материала, отражающую решение единой познавательной задачи: "Если гипотеза верна, то следует ожидать, что ...".

Применение этого "механизма" при решении третьей задачи исследования позволило представить в виде гипотез-теорий следующие основные положения теорий: законы Ньютона (механика), основные положения молекупярно-кинетической теории (молекулярная физика), положения о внутреннем строении проводников и диэлектриков, о микропроцессах, обуславливающих протекание электрического тока в различных средах, о волновой природе света (электродинамика), о квантовой природе света (квантовая физика). По каждой из гипотез-теорий выделен примерный круг вопросов, которые могут быть использованы для обучения учащихся теоретическим предсказания«. Этот круг воросов может Быть ряп.чмп^н ипи п 'зависимости от пппфиля *пяссэ

и используемой программы по физике. При этом появилась возможность сделать предметом усвоения три варианта обобщенного плана теоретических рассуждений (см.рис.1) и составить программу обучения учащихся теоретическим предсказаниям (см.табл.1).

Четвертая задача исследования состояла в том, чтобы выявить содержание деятельности учителя физики по обучению теоретическим предсказаниям. При решении этой задачи мы исходили из следующего: для того, чтобы обучить старшеклассников теоретическим предсказаниям, необходимо организовать их деятельность в соответствии с логикой создания знаний путем теоретических предсказаний в науке. Тогда деятельность учителя по обучению теоретическим предсказаниям состоит в организации на уроке следующих этапов: формулирования познаватель-

ной задачи, составления плана теоретических рассуждений, решения познавательной задачи путем теоретических рассуждений, экспериментальной проверки теоретического предсказания, сравнения результатов эксперимента с предсказанными.

Таблица 1

_Программа обучения теоретическим предсказаниям

ып/п Этап обучения Класс Тема программы

1 Обучение теоретическим предсказаниям закона путем математических выводов на основе феноменологической теории 9 Динамика Законы сохранения

2 Обучение теоретичяеским предсказаниям явления путем мысленного эксперимента на основе феноменологической гипотезы 10 Молекулярная физика Электростатическое попе

!3 Обучение теоретическим предсказаниям качественной зависимости между физическими величинами на основе модельной гипотезы 10 Электричес- I чкий ток в I 'различных средах

4 Обучение выбору обобщенного метода теоретического предсказания 11 Электромагнитные колебания

Для каждого действия учителя разработаны способы их выполнения, ориентиры и дидактические материалы (см.табл.2).

»Способ выполнения первого действия выделен исходя из того,' что итогом обучения формулированию познавательной задачи должно явиться осознание учащимися логической связи между формулировкой познавательной задачи и ситуацией, мотивирующей к ее постановке и решению путем теоретических рассуждений.

Способ выполнения второго действия представлен видами деятельности учителя, которые он осуществляет на различных этапах обучения составлению плана теоретических рассуждений. Целью этого обучения является умение учащихся выбирать один из трех обобщенных планов теоретических рассуждений (см. рис. 1) и конкретизировать его для данной задачи.

Действие "решение познавательной задачи путем теоретических рассуждений" является для учащихся новым. Оно должно быть сформировано во внешнеречевой форме (в итоге обучения учащиеся должны уметь проводить рассуждения вспух или прописывать их).

Для организации материального и внешнеречевого этапов формирова-

ния этого действия нами разработаны специальные дидактические средства: модели строения веществ, допускающие их видоизменение вручную каждым учащимся, компьютерные модели строения веществ, компьютерные программы для обучения теоретическим предсказаниям путем мысленного эксперимента.

При выявлении способа выполнения четвертого действия мы исходили из того, что умение экспериментально проверять какое-либо предположение ке является специфичным именно для деятельности "теоретическое предсказание". Поэтому задача учителя сводится к выбору одного из тех демонстрационных или фронтальных экспериментов, которые традиционно используются при изучении данного вопроса на уроке, разработке методики его проведения для проверки теоретического предсказания и выбору форм организации деятельности учащихся.

Пятое действие учителя - организация сравнения результатов эксперимента с предсказанными. Результаты экспериментальной проверки и теоретических рассуждений могут быть представлены в разной форме и соответственно сравнение может проводиться по- разному. Исследование показало, что обучение требуется только тому типу сравнения, при котором результаты представлены в форме интервалов, в которых заключены значения физических величин. В итоге сравнения результатов эксперимента с предсказанными могут возникнуть три типа ситуаций: результаты эксперимента совпадают с предсказанными, уточняют предсказанные, не совпадают с предсказанными. Ситуации последнего типа в условиях школьного обучения самопроизвольно не возникают и требуют специальной организьции. •

Пятая задача исследования состояла в том, чтобы оценить эффективность разработанной методики. Для этого был проведен педагогический эксперимент. Эксперимент проводился в 1987-1994ГГ. учителями школ г.Москвы, г.Астрахани и г.Кстово Нижегородской области (и автором диссертации) в три этапа: констатирующий, поисковый и обучающий.

Целью констатирующего эксперимента было выяснить, формируется ли деятельность "теоретическое предсказание" без специального обучения. В эксперименте приняли участие 808 учащихся 10,11 классов из 15 школ и 15 студентов Астраханского педагогического института. Испытуемым предлагались задания типа: "Представьте, что Вы ученый-физик и перед Вами стоит следующая исследовательская задача: Вы установили, что ускорение свободного падения вблизи поверхности Земпм

Кетодш обучения теоретичееккя препскаэаниям

Табгица 2

1 Я л/л Действия учители Способ выполнения действия Ориентира ппя выполнение ве*ствкя 'Виракгичесш шерши \

1 Организация формулирования шшатегшА задачи - лоябор ситуации, ношируадей« постановке отой зацачи - организация анализа ситуации Характерные формулировки заввч, решит в науке путей теоретических ¡иссгптй Чили ситуаций, побуцацих ученых к постановке таких зарач Характерные шцаск/шш, ПОбуИЩИ» учеМХСЯ к фермулирэвани! познавательной задачи

г Оргачиэация составлен«« плана теоретических рассужен»* - организация бесева !)0 составпенкв плана теоретически« рзссумшй - организация пеитепьности учамхся л» тяпвт обеденного плача теоретических рассугречий - организация реятелкности учаяихся ло конкретизации обобаенного плана для составления плана решив банке* задачи - организация реяшдасти учацихся ло выбору обобаекнаго алана Классибикацив теоретических прецешшв Варианты теоретичгски* рассушний' Ориентиры рля составлении обобигных лшм теоретических рассуиенШ Обобщенные планы теоратичешх рассуаиений Программа обучения теоретически* пршташи {табп. 1) Карточки с обобщит плати Карточки с планами речения частных познавательных задач Кокпьстерные програт дня обучения составлении плана теоретических рассу!яений

> Организация реиеиия шишш.ша завачм путем теоретически* рассущемй - организация материального этапа шолнения се>сшя - организация внеянеречевого зтала вьпоггненыя сейстаия Обабденнае илань теоретических расс/хсений Программа обучения теоретически« прецсшаким (табл.И Пройстаение имбок е теоретических рассмгенш учеш-&шш Косели строения аецеста, «опускание их гипмткенм шрыя учеником | вручнус 1 Кмпытерш модели строения вецеств | (Сочльстерные программ« рля обучения | реиении познааательнш заеач ауте* ! теолшесш рассуцшй 1 1рачшра«ти сля граоопрсектора, | Еиз^льми, кинофильм«, рисунки ;

1 Организация рксл еришттмй прием/ теоретического лреясшаш - ввбор жлерииента в ля проверки теоретического лреясшшя - разработка мещики проверен*« эксперимента - вьБор (¡орм организации стельности учацмся три эксперинентальнвй проверке Этапа экспериментальной проаерки кеюскнеская литература с описание* цешстрацмиког» к фронта,иного лабсратррногр жвдштз Форки организации деятельности учацикя при жщтнп'шн проверке Оборудование «кольного {изического шШегз

5 Организация србвиенкя реэупыатоа эксперимента с поевсказаннш - организация авятеп^квстк уча^лкса по сравнение результатов зшертнта с предсказанием и ^оонулкрованм« ответа и» поставпеннув залгчу - организация мтуаа/и, когва результат» эксперимента не созпадЕчт с прерскаэанньми Типа сравнений а эашияости ¡л прецс16ЭЛЕНИЕ теоретического предсказамив Типы ситуаций, шншцчх прл сравнении результатов эксперимента с превсшаянш Способа организации эксперимента, результате которого не соалаааст с прецешаиш* -----

л

равно 9,в м/с . Изменится пи ускорение свободного падения при удалении от земной поверхности, и если да,то как? Предложите свой способ поиска ответа на этот вопрос. (Предполагается, что в справочной литературе ответы на эти вопросы найти нельзя.)" Полученные ответы делились на три группы: ответ в готовом виде, ответ в логике эмпирического исследования, ответ в логике теоретического исследования. Анализ ответов показал, что подавляющее большинство 'учащихся с заданиями не справились (сдали пустые листы или привели ответ на познавательную задачу вместо поиска ее решения). Среди учащихся, описавших способ поиска ответа на вопрос, большинство пользовались логикой эмпирического исследования и лишь очень малая часть (4& от общего числа писавших) - логикой теоретического исследования, причем внутри последней группы имелись только единичные работы, в которых упоминалось об экспериментальной проверке теоретических выводов.

По результатам анализа были сделаны следующие выводы: умение самостоятельно получать ответ путем теоретических предсказаний у учащихся при изучении физических теорий не формируется. При этом полученные результаты являвтся устойчивыми относительно шкоп и классов разного профиля, географического местоположения школ, квалификации и стажа работы учителя.

Целью поискового эксперимента был выбор наиболее эффективных форм и способов обучения теоретическим предсказаниям. Эксперимент проводился в 1967-1992гг. В ходе эксперимента были получены следующие выводы: 1) разрабатываемая методика позволяет учащимся осознать логику теоретического предсказания; 2) наиболее трудным для учащихся является действие "составление плана теоретических рассуждений"; 3) на базе одного раздела школьного курса обучить теоретическим предсказаниям нельзя.

Целью обучающего эксперимента было выяснить, позволяет ли данная методика сформировать деятельность "теоретическое предсказание". В обучающем эксперименте (1992- 1994 гг.) приняли участие 713 учеников и 11 учителей из шкоп и классов разного профиля. Эксперимент проводился на базе 10 классов. Поскольку констатирующий эксперимент показал, что деятельность "теоретическое предсказание" стихийно не формируется, задача сравнения разрабатываемой методики с традиционной не ставилась. В качестве критерия эффективности был выбран следующий: если большинство учащихся при выполнении заданий могут осуществить действия, составляющие "теоретическое предсказание", то методику

можно считать эффективной.

Для контроля результатов, достигнутых в ходе обучающего эксперимента, учащимся предлагалось выполнить три задания:

•Задание 1. Вам необходимо исследовать свойства аморфных тел. Приведите план Вашего исследования.

Задание 2. Приведите решение следующей познавательной задачи: "Изменится пи электрическое состояние полярного диэлектрика при помещении его в электростатическое поле?"

Задание 3. Представьте, что Вы попали на планету X. С целью выяснить умственные способности землян инопланетяне предлагают Вам такую задачу: "На нашей планете имеется вещество, которое устроено так (учащимся предлагался рисунок). Это вещество пропускает электрический ток. Предположите.каков характер зависимости сипы тока от температуры для данного вещества?"

Задание 1 преследовало цель выяснить, выбирают ли учащиеся логику получения знаний путем теоретических предсказаний, задание 2 -"умеют ли учащиеся выполнять действия, составляющие теоретичеоко? предсказание, если обобщенный план теоретических рассуждениР представлен в материализованной форме, задание 3 - усвоен т учащимися обобщенный план теоретических рассуждений.«

С предложенными заданиями справилось соответственно 85%, 64% ь 56% учащихся. На основании этих результатов был сделан вывод о том, что предлагаемую методику можно считать эффективной. С заданиямк успешно справились учащиеся школ и классов разного профиля, поэтом) можно говорить о том, что методика применима при обучении по раэны!-программам.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Обучить учащихся теоретическим предсказаниям можно, если:

- учить деятельности, основные этапы которой совпадают с этапам! деятельности "теоретическое предсказание" в науке; при этом самостоятельному выполнению этапов "составление плана теоретических рассуждений" и "решение познавательной задачи путем теоретических рассуждений" в рамках существующего школьного курса целесообразно учить п< трем типам теоретических предсказаний (теоретическое предсказани* закона путем математических выводов на основе феноменологическо/ гипотезы, теоретическое предсказание качественной зависимости межд: физическими величинами путем мысленного эксперимента на основI

модельной гипотезы и теоретическое предсказание явления путем мысленного эксперимента на основе модельной гипотезы);

- учить на том материале, который может быть получен как новое для учащихся знание путем вывода из гипотезы-теории; для этого основные положения теории следует представить в виде гипотез-теорий и отразить логику их дедуктивного развития в школьном курсе физики;

- учить деятельности "теоретическое предсказание" в соответствии с теорией поэтапного формирования умственных действий; при этом спедует учесть, что новыми дпя учащихся и одновременно центральными действиями являются два: составление плана теоретических рассуждений и решение познавательной задачи путем теоретических рассуждений.

Результаты исследования были апробированы: -на межвузовской научно-практической конференции "Теория и практика современного урока" в г.Воронеже, 19в9г.; на Всесоюзном методическом фестивале "Урок физики-91" в г.Дубне, 1991г.; на аспирантском семинаре кафедры методики преподавания физики и на Ленинских чтениях в МПГУ в 19S1 и 1932гг.; на региональной научно-методической конференции "Преподавание физики в школе: состояние, проблемы, перспективы" в г.Нижнем Новгороде, 1393г.

Содержание диссертации отражено в следующих публикациях автора:

1. Одинцова Н. И. Обучение учащихся предсказанию новых зависимостей между величинами. // Физика в школе. - 19Э1. - N5. - С.41-45.

2. Одинцова Н.И. Обучение старшеклассников предсказанию новых для них фактов при изучении молекулярно-кинетической теории. // Материалы.научной сессии по итогам научно-исследоаатепьской работы МПГУ им.В.И.Ленина за 1991 г. - М.: Прометей, 1992. - С. 96-98.

3. Одинцова H.H. Обучение теоретическим предсказаниям. //Физика: приложение к газете "Первое сентября". - NN 7-18. - М., 1993.- 3 п.л.

4. Одинцова Н.И. Обучение предсказанию зависимостей между величинами. // Передовой, опыт преподавателя физики в школах, профтехучилищах, техникумах. - М,: Ассоциация "-Профессиональное образование", 1993. - 4.1. - С. 33-42.

-5. Одинцова H.H. Обучение учащихся теоретическим предсказаниям. // Преподавание физики в школе: состояние, проблемы, перспективы: Тезисы докладов региональной научно-методической конференции. Н.Новгород, 1993. - С. 28.

6. Одинцова К.И. К изучению фотоэффекта. // Физика в школе. -1994. - N 2. - с.35-40.