автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Развитие познавательного интереса учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Сахаров, Александр Васильевич, 2000 год

Актуальность темы исследования

Социально-экономические преобразования, происходящие в обществе, определили изменение основных целей образования. В настоящее время личность школьника поставлена в центр учебно-воспитательного процесса. В педагогической науке ведутся поиски эффективных путей развития ученика.

В работах известных отечественных ученых И.К.Журавлева, ЛЯ.Зориной, Б.С.Гершунского, 3.Я.Мальковой. И.Я.Лернера доказано, что развитие личности в процессе образования происходит на основе освоения культуры, важным компонентом которой является естественнонаучное знание.

Направленность образования на всестороннее развитие ученика побудила ученых-теоретиков (B.C. Данюшенков, С.Е. Каменецкий, Ю.И. Дик, ТА. Ильина, Т.И. Шамова, В.И. Лозовая) разработать методологические основы технологии развивающего обучения, реализуемой в учебном процессе по физике.

В соответствии с теорией деятельности эффективным средством развития личности является самостоятельная познавательная деятельность ученика.

Теоретические основы познавательной деятельности учащихся разработаны П.Я.Гальпериным, Н.Ф.Талызиной, П.И. Пидкасистым, Б.П. Есиповым, Г.И. Щукиной и др.

Поиску путей ее активизации в процессе обучения физике уделяется пристальное внимание в работах A.B. Усовой, ВТ. Разумовского, С.Е. Каменецкого, Т.Н. Шамало, Ю.А. Саурова, Л.А Ивановой.

В педагогике и методике преподавания физики доказано, что интерес к изучаемому предмету является одним из основных стимулов познавательной деятельности ученика.

Однако результаты педагогических исследований (А.В.Усова, В.Г.Разумовский, Ю.А.Сауров и др.) и практика преподавания показывают, что именно этот технологический компонент развивающего обучения разработан недостаточно и интерес учащихся к физике постоянно снижается.

Одной из причин этого, по мнению B.C. Данюшенкова, является превалирование учебно-дисциплинарной модели обучения, в которой учащиеся основную часть времени затрачивают на запоминание информации в ущерб . .звательной, творческой деятельности. ■

Таким образом, в учебном процессе по физике не происходит полной ации современной личностно-ориентируемой модели обучения, и ' лема развития познавательного интереса учащихся является по-прежнему .: альной.

Ее решению посвящены исследования Л,А. Ивановой, Г.И. Щукиной, Я. Ланиной и др.

И.Я. Лавиной разработана методика развития познавательного интереса учащихся, реализуемая на различных уроках и на внеклассных занятиях по физике.

В ряде исследований (Л.Я.Зорина, С.А.Чандаева, И Я Лернер, И.КЗКуравлев, И.М.Авдеева) доказано, что включение в содержание предмета личностно-значимых знаний является эффективным средством формирования познавательного интереса.

К личностно-значимым бесспорно относятся экологические знания. Экологический компонент в содержании предмета обусловливает актуализацию и востребованность знаний учащихся по физике, что является важным фактором реализации современных технологий развивающего обучения.

Экологическому воспитанию школьников посвящены исследования И.Т.Суровегиной, Э.А.Турдикулова, И.Д. Зверева. Ими разработаны дидактические основы экологического образования, созданы конкретные методические рекомендации и учебные материалы. Однако в их работах не уделено должного внимания методике использования экспериментальных заданий экологической направленности для реализации целей обучения предметам естественнонаучного блока.

В соответствии с деятельностным подходом (В.В. Давыдов, Н.Ф. Талызина, П.Я. Гальперин, С.Ф. Анофрикова и др.), одним из важных средств достижения положительных результатов реализации той или иной технологии в учебном процессе по естественнонаучным дисциплинам является учебный эксперимент.

В методике преподавания физики достаточно полно разработаны дидактические основы проведения демонстрационного эксперимента (Б.С. Зворыкин, A.A. Покровский, И.М Румянцев, С.А. Хорошавин, Н.М.Шахмаев, В.Ф.Шилов, Т.Н.1Памало), фронтальных лабораторных занятий (В.А. Буров, Ю.И. Дик, Г.Г. Никифоров), лабораторных практикумов (В.И. Свиридов, О.ФКабардин, В.А. Фетисов и др.), лабораторных работ с использованием самодельных приборов, систематизированных в виде наборов микролабораторий (Е.С.Объедков, П.П.Головин)

Указанными исследователями определены роль и место учебного эксперимента на уроках физики, показаны его функции в решении различных задач обучения.

В меньшей мере изучены функциональные возможности домашнего эксперимента, в частности, его значение в развитии познавательного интереса учащихся.

В.Г. Разумовским, Р.И. Малафеевым исследован процесс развития творческих способностей учащихся при выполнении домашних экспериментальных заданий.

В.Ф. Шиловым разработан многоуровневый физический практикум, проводимый в домашних условиях и предполагающий использование предметов домашнего обихода и простейшие самодельные приборы. Он ориентирован на углубленное изучение физики.

Исследователи подчеркивают, что домашний эксперимент является необходимым звеном в процессе развивающего обучения. Он в значительной степени активизирует мыслительную деятельность и познавательный интерес учащихся.

Вместе с тем, в исследованиях по методике преподавания физики не уделяется должного внимания домашнему учебному эксперименту, имеющему экологическую направленность.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Развитие познавательного интереса учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности"

Цель исследования состоит в разработке и обосновании методики развития познавательного интереса учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности.

Тема исследования: "Развитие познавательного интереса учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности''.

Объект исследования: формирование познавательного интереса учащихся к изучению физики и экологическим проблемам.

Предмет исследования: методика развития познавательного интереса учащихся к изучению физики средствами решения экспериментальных заданий экологической направленности.

В процессе исследования была выдвинута следующая гипотеза: развитие познавательного интереса при использовании экспериментальных заданий будет более эффективным, если:

- построить систему домашних экспериментальных заданий экологической направленности,

- разработать и внедрить методику использования экспериментальных заданий экологической направленности в домашних условиях, организовать методическую подготовку студентов и учителей физики к использованию экспериментальных заданий экологической направленности.

Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи:

1. Определить место и роль экспериментальных заданий экологической направленности в развитии познавательного интереса учащихся.

2. Установить динамику развития познавательного интереса у школьников в процессе работы над экспериментальными заданиями.

3. Создать систему домашних экспериментальных заданий по физике с экологическим компонентом, способствующую развитию познавательного интереса.

4. Разработать методику использования системы домашних экспериментальных заданий по физике с экологическим компонентом в учебном процессе.

5. Подготовить спецкурс «Экологическое образование и воспитание школьников» и внедрить его в практику преподавания на физико-математическом факультете педагогического института.

6. Экспериментально проверить педагогическую эффективность предлагаемой методики.

Методологической основой работы явились: теория деятельности, концепция развивающего обучения, концепция цикличности учебного познания, системный подход к изучению педагогических явлений.

Применялись следующие методы исследования: анализ научно -методической литературы по теме исследования; изучение и обобщение передового педагогического опыта; наблюдение учебного процесса; анкетирование, беседы с учителями и учащимися; педагогический эксперимент; метод поэлементного анализа; обсуждение результатов исследования на методических семинарах и конференциях.

Научная новизна и теоретическая значимость выполненного исследования состоит:

- в теоретическом обосновании необходимости использования экспериментальных заданий экологической направленности с целью развития познавательного интереса учащихся к физике;

- в разработке концепции развитая познавательного интереса учащихся к физике на основе использования экспериментальных заданий с экологическим содержанием.

Практическая значимость исследования состоит в том, что

- созданы учебные материалы, раскрывающие содержательную сторону методики развития познавательного интереса учащихся на основе использования экспериментальных заданий экологической направленности;

- разработан комплекс дидактических средств (домашние экспериментальные задания экологической направленности, экспериментальные задания творческого характера, технологические карты по организации самостоятельной экспериментальной деятельности школьников), ориентированный на формирование познавательного интереса учащихся к физике;

- разработаны методические рекомендации по использованию экспериментальных заданий экологической направленности в учебном процессе по физике с целью формирования познавательного интереса учеников;

- разработаны методические рекомендации по организации школьного санитарно-гигиенического мониторинга окружающей среды, проведение которого способствует развитию познавательного интереса учащихся к изучению природных явлений и процессов;

- создан учебно-методический комплект спецкурса "Экологическое образование и воспитание школьников" для студентов физико-математического факультета педвуза.

Достоверность и обоснованность научных выводов обеспечивается опорой на фундаментальные положения педагогики, психологии, теории и методики обучения физике, анализом существующей проблемы как с точки зрения теории, так и практики преподавания физики в общеобразовательных школах, длительностью педагогического эксперимента и его повторяемостью; личным опытом работы соискателя по теме исследования в школе № 14 г. Арзамаса, учителя первой категории Киселёва В.М. в Слизневской средней школе и других учителей; применением в исследовании методов математической статистики; положительной оценкой разработанной методики преподавателями, принявшими участие в эксперименте.

Апробация работы осуществлялась в форме докладов автора на научно-практических конференциях: «Трудовое обучение, воспитание и профессиональная ориентация учащейся молодежи в условиях перестройки системы народного образования» (г. Чебоксары, 1990 г.). «Теоретические проблемы физического образования» (г. Санкт-Петербург, 1996 г.), «Экологическое образование и воспитание в Нижегородской области» (г. Нижний Новгород, 1997 г.), «Экологические исследования и проблемы экологического образования» (Арзамас, 1997 г.).

Основные результаты исследования отражены в 32 публикациях.

На защиту выносятся:

1. Теоретическая концепция развития познавательного интереса учащихся к физике на основе использования экспериментальных заданий с экологическим содержанием.

2. Методика развития познавательного интереса у учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

При исследовании проблемы развития познавательного интереса необходимо выявить сущность этого понятия. Многие учёные давали разные определения понятия «познавательный интерес», отмечая сложность этого психологического образования.

С точки зрения психологов (С.Л. Рубинштейн, А.Н. Леонтьев, Э.М Кузьмина), познавательный интерес представляет собой органическое сочетание постоянно взаимодействующих между собой интеллектуальных, эмоциональных и волевых процессов.

В психологическом словаре интерес определяется как форма проявления познавательной потребности, обеспечивающая направленность личности на осознание целей деятельности и тем самым способствующая ориентировке, ознакомлению с новыми фактами, более полному и глубокому отражению действительности.

В.Л. Мясищев и В.Г. Иванов трактуют интерес как активное познавательное, а А.К. Маркова - как эмоционально-познавательное отношение человека к миру.

АР. Ковалёв определяет интерес как специфическое отношение личности к объекту, вызванное осознанием его жизненного значения и эмоциональной привлекательностью.

Г.И. Щукина считает, что познавательный интерес выступает как избирательная направленность личности, обращенная к области познания, к его предметной стороне и к самому процессу овладения знаниями.

Содержание понятия «познавательный интерес» рассматривается не только в психолого-педагогических, но и методических исследованиях.

И .Я Ланкна определяет его как «побудитель активности» личности, назначение которого повысить продуктивность интеллектуальной и практической деятельности при овладении физическими знаниями, придать этой деятельности увлекательный характер.

В процессе диссертационного исследования мы дали собственное определение познавательного интереса как потребности личности в расширении и углублении своих знаний о мире, о людях, о природе, сочетающейся с умственной активностью и волевыми усилиями по преодолению трудностей на пути к поставленной цели и эмоционально-привлекательному объекту познания.

Для понимания сущности процесса развития познавательного интереса у школьников целесообразно уточнить оптимальное время его устойчивого формирования по отношению к изучению курса физики.

Мы обобщили данные опроса, проведённого среди учащихся 7-11 классов средних школ г. Кирова, г. Арзамаса, и Арзамасского района Нижегородской области.

В опросе участвовало 308 учащихся. Оказалось, что из общего числа опрошенных интерес к физике проявляют 32% учащихся 7-х классов, 24% учащихся 8-х классов, 19% учащихся 9 классов, 13% учеников 10 классов и 12% учеников 11 классов.

Таким образом, можно говорить о том, что зарождение серьёзного интереса к физике у большинства учащихся происходит в 7-8 классах. Это также подтверждается исследованиями A.B. Усовой, В В. Завьялова и других ученых.

Для определения развития познавательного интереса учащихся необходим комплекс показателей, раскрывающих его сущность и позволяющих педагогу планировать направление работы с каждым школьником.

В результате теоретического исследования мы пришли к выводу, что динамику развития познавательного интереса, предложенную И.Я. Ланиной (любопытство - любознательность - учебный интерес), можно продолжить и выделить более высокие уровни познавательного интереса: исследовательский интерес; творческий интерес.

Исходя из того, что формирование интереса соответствует развитию когнитивной, эмоционально-мотивационной и поведенческой сфер личности, за основу критериального подхода были взяты: 1) отношение к физике, 2) обоснование этого отношения; 3) реализация своего интереса на основе участия в практической деятельности. В результате оказалось возможным выделить следующие показатели уровня развития познавательного интереса:

I. Любопытство:

- физику не считает своим любимым предметом;

- свою мотивацию не может сформулировать;

- в практической деятельности по развитию своих интересов участия не принимает.

И. Любознательность:

- интересуется отдельными вопросами изучаемого предмета; мотивирует свой интерес тем, что нравится слушать объяснение учителя;

- проявляет желание участвовать в подготовке и демонстрации опытов.

III. Учебный интерес:

- предпочитает физику другим учебным предметам;

- основной мотив: нравится изучать физические явления;

- старается помогать учителю при подготовке приборов к лабораторным работам.

IV. Исследовательский интерес:

- считает физику своим любимым предметом;

- мотав: глубокий интерес к познанию физических явлений, осознание ценности полученных знаний для общества и для себя лично;

- выполняет самостоятельные исследования.

V. Творческий интерес:

- проводит творческий поиск;

- проявляет гражданскую позицию;

- распространяет ценностные ориентации на деятельность.

Развитие познавательного интереса - это процесс изменения его основных характеристик, переход от низшего уровня к более высокому уровню его становления.

Ниже представлена модель развития познавательного интереса, отражающая его основные уровневые характеристики (таблица 1).

Таблица 1.

Модель развития познавательного интереса

Характеристики

Стимулы

Уровни

Интеллектуальная активность

Эмоциональный фактор

Волевая готовность преодолению трудностей

Личность учителя I

Развитие познавательного интереса

Содержание учебного материала --

Деятельность учащихся Любопытство

П. Любознательность

Учебный интерес

У.Исследовательский интерес

V, Творческий поиск (интерес), гражданская позиция

И.Я. Ланиной доказано, что развитию интереса учащихся способствует включение его в активную деятельность. При этом формируется не созерцательный, а познавательный интерес, который характеризуется приведенной моделью.

Как указывалось выше, одной из форм организации такой деятельности является учебный эксперимент. В результате теоретического анализа мы определили роль и место домашних экспериментальных заданий в общей системе школьного физического эксперимента и в учебно-познавательной деятельности учащихся.

В таблице 2 представлены основные развивающие функции экспериментальных заданий экологической направленности, выделенные нами в процессе исследования.

Таблица 2

Развивающие функции экспериментальных заданий экологической направленности

Положив в основу идею о цикличности учебного познания (В.Г.Разумовский), мы определили функции экспериментальных заданий экологической направленности на всех этапах познавательного цикла (см. таблицу 3).

Таблица 3

Функции экспериментальных заданий экологической направленности на различных этапах цикла учебного познания•

Этапы цикла учебного познания Функции экспериментальных заданий экологической направленности

Факты Констатация видов загрязнения окружающей среды, источники загрязнения, индикаторы измерения загрязнения.

Модель Выдвижение экологической проблемы, наблюдение проявления физических закономерностей в природных явлениях; в атмосфере, гидросфере, геосфере.

Следствия Экспериментальное получение данных о загрязнении природной среды (загрязнение воздуха, воды).

Эксперимент Освоение частных экспериментальных методов исследования: определение видов и степени загрязнения объектов, методов очистки.

Прогнозирование перспектив Оценка последствий дальнейшего загрязнения природной среды, прогноз состояния окружающей среды в связи с хозяйственной деятельностью человека. Влияние загрязнений на живые организмы. Выработка собственной гражданской позиции.

В настоящее время в методике преподавания уделяется большое внимание формированию естественнонаучных знаний учащихся начальной школы. В связи с этим нами была создана система заданий, при выполнении которых ученики 2-6 классов овладевают умениями наблюдать природные явления и проводить простейшие опыты. Она может быть использована на уроках природоведения, географии и естествознания.

В основу разработки предлагаемых заданий была положена методика А.В.Усовой по формированию у учеников обобщенных умений наблюдать.

Проводя наблюдения различных природных явлений, ученики систематизировали результаты по представленной ниже схеме:

1. Мои наблюденияявления

2. Мои ощущения при наблюденииявления

3. В процессе участвовали

4. Что происходило с каждым телом

5. Причина данного явления, процесса

6. Мои выводы: особенность данного явления в том.

Задания такого характера формировали у учащихся не только умения наблюдать, но и объяснять изучаемые природные явления. Такая пропедевтическая работа, по нашему мнению, позволяет подготовить учеников к овладеншо экспериментальными и теоретическими методами познания при изучении физики в основной и старшей школе. В дальнейшем классы, в которых использовался указанный подход, были выбраны в качестве экспериментальных при проверке эффективности разработанной методики формирования познавательного интереса.

Содержательный базис концепции развития познавательного интереса учащихся к физике на основе экспериментальных заданий экологической направленности состоит из двух основных идей:

1. Мотивация познавательной деятельности учеников в домашних условиях обеспечивается отбором объектов исследования, органично связанных с программным материалом по физике и личностно-значимых для них.

2. Структура самостоятельной исследовательской деятельности учащихся, при выполнении отдельных заданий, должна соответствовать этапам учебного познания.

Сформулированные идеи выполняют ориентирующую и конструирующую функцию при разработке системы домашних экспериментальных заданий по физике экологической направленности.

В данную систему входят многоуровневые экспериментальные задания.

I уровень предполагает наблюдение загрязнений окружающей среды, определение их видов и источников загрязнения.

II уровень требует выбора индикаторов загрязнения окружающей среды, изучения физических основ их действия и границ применения.

III уровень требует определения метода измерения загрязнения окружающей среды, разработки плана эксперимента и оценки степени загрязнения.

IV уровень предполагает проведение анализа полученных результатов, формулирование выводов и прогнозирование последствий загрязнения окружающей среды.

Такие задания представлены в пособии [1].

Задания для различных классов систематизированы по содержательным линиям следующим образом:

В 7-9 классах возможно выполнение следующих комплексных работ:

7 класс.

1. Определение количества растворённых в воде твёрдых веществ.

2. Определение степени запылённости воздуха.

8 класс.

1. Изучение парникового эффекта.

2. Мониторинг кислотных осадков.

3. Измерение осаждения загрязнителей из воздуха.

9 класс.

1. Определение наличия свинца в растительности.

2. Определение загрязнителей воды и её очистка.

Все экспериментальные задания имеют понятную, четкую и посильную цель наблюдения, доступный объект исследования. Оборудование, необходимое для проведения исследований в домашних условиях, должно быть простейшим и взаимозаменяемым.

Для их успешного выполнения учащиеся должны составить технологическую карту, в которой обозначается цель работы, указывается набор приборов и материалов, с помощью которых можно провести экспериментальное исследование в домашних условиях, описывается план эксперимента, дается схема отчета (ниже - примерный образец).

Отчёт о работе №.

1. Мои наблюдения, я хочу знать .

2. Мне известно (факты):.

3. Предполагаю (гипотеза):.предлагаю сделать:.

4. Использую приборы и материалы: .

5. План эксперимента: а). .; б ).:.;

В) .

6. Мои конкретные действия

Делаю: а). б).

Получаю: а). б).

7. Объясняю результаты, делаю выводы .

8. У меня возникли вопросы: 1. 2.

Методика применения многоуровневых экспериментальных заданий с целью формирования познавательного интереса у учеников к физике описана [1,3,29,30,31, 32].

Одним из компонентов любой методической системы являются методы и средства контроля достижений учащихся.

Традиционная пятибалльная шкала оценки позволяет оценить продвижение ученика в когнитивной сфере, но не отражает развития эмоционально-мотивационной и поведенческой сфер личности.

Конкретизируя выделенные выше уровни заданий, мы предлагаем индивидуальную шкалу оценок, под названием «ШАГИ ПОЗНАНИЯ».

В соответствии с критериями, определенными Э.М. Браверман, по сложности и степени самостоятельности выполнения экспериментальные задания ■ экологической направленности можно разделить на: 1) репродуктивные, 2) частично - поисковые, 3) проблемно - поисковые, 4) исследовательские.

В любом экспериментальном задании можно также выделить элементарные действия репродуктивного, частично - поискового, проблемно -поискового и исследовательского характера.

В соответствии с этим, каждое экспериментальное задание мы представили в виде комбинаций единичных операций (шагов). За каждый выполненный шаг учитель начисляет школьнику определённое число баллов. Элементарные операции можно обозначить буквами, соответствующими умственным действиям учащихся, а цифрами указать число действий.

Можно ввести следующие условные обозначения.

Одно репродуктивное действие -1Р; два частично - поисковых действия -2 Ч-П; одно проблемно - поисковое действие - 1 П-П; одно исследовательское действие - 1 И; одно творческое действие - 1 Т.

Тогда процесс выполнения экспериментальных заданий разной сложности записывается в виде сокращенного обозначения с указанием баллов за каждое действие.

Используя указанный прием, можно оценить выполнение каждого экспериментального задания экологической направленности.

Например, результаты проведения комплексной работы «Определение количества растворённых в воде твёрдых веществ» кодируются следующим образом:

1 Р - подготовить банки, мерный стакан;

1 ПП - если ученик сам сделает мерный стакан из пластмассовой бутылки)

1 ЧП - определить разные источники воды;

1 Р - принести воду из разных источников;

1 ЧП - отмерить одинаковое количество воды и разлить по банкам;

1 Р - поставить выпаривать воду из банок, написать на банках источник;

1 ПП - взвесить полученные осадки ТРВ (твёрдых растворимых веществ, содержащихся в воде) из разных банок;

1 Р - осадки ТРВ ссыпать в спичечные коробки, написать, какой осадок соответствует воде какого источника;

1 И - определить, какой источник сильнее загрязнён;

1 И - в классе с учителем химии постараться проанализировать состав ТРВ;

1 Т - ответить на вопросы в конце работы;

1 Р - выполнить отчет о проделанной работе, сделать выводы.

Таким образом, результат выполнения этого домашнего экспериментального задания представляется в виде суммы: 1 Р +1 ЧП +1 Р + 1 ЧП+1 Р+ 1 Ш+ 1 Р+2И + 2И+2 Тили сокращенно ЗР-Н2ЧП+ 1 ПП+ 2 И + 2 Т.

Если провести раскодирование, то максимальная оценка ученика, в данном примере, будет равняться 37 баллам.

За каждую работу учащийся получает определенное число баллов, в соответствии с успешно выполненными элементами экспериментального задания. Можно сравнить этот результат с результатами других учеников, но это не даст информации об уровне познавательной активности. Важнее после выполнения каждой работы вычислять процентное отношение полученных баллов к их максимальному числу.

Впоследствии необходимо провести сравнение процентных результатов выполнения различных заданий, систематизированных по определенным содержательным линиям.

Каждое задание состоит из разного числа последовательно усложняющихся действий, и максимальный балл будет возрастать от задания к заданию. Таким образом, процентная оценка непосредственно связана с возрастанием сложности выполняемой экспериментальной работы и является показателем уровня познавательного интереса учащегося.

Такая оценка достаточно дифференцирована и отражает даже небольшое продвижение ученика.

Оценка достижений учащихся, осуществляемая по предложенной методике, имеет не только контролирующую, но и ориентирующую функцию при осуществлении дифференцированного подхода к организации самостоятельной домашней работы ученика

При этом познавательная деятельность мотивируется не конкуренцией с другими учащимися, а желанием улучшить свои собственные показатели.

С цепью подготовки студентов к организации и разработке экспериментальных заданий экологической направленности разработан спецкурс «Экологическое образование и воспитание школьников». Методика его проведения описана [1,3,9].

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ

Экспериментальная проверка эффективности разработанной методики развития познавательного интереса учащихся к изучению физики осуществлялась в несколько этапов в период 1995-2000г.г.

На первом этапе (поисковый эксперимент) проводилась диагностика познавательного интереса учащихся к физике, а также уровня овладения экспериментальными методами познания и экологическими знаниями. Эта часть проверки охватывала около трехсот учащихся 7-9-х классов школ города Арзамаса и Арзамасского района.

Также проводилось анкетирование учителей Нижегородской области (более 100 человек) и было выяснено, что около 30% учителей только эпизодически включают в домашнюю работу проведение наблюдений, а 18% используют домашние экспериментальные задания. Учителя объяснили такое положение недостатком учебных материалов и методических рекомендаций.

Было выяснено, что только 84% фронтальных лабораторных работ, предусмотренные программой, проводятся в 7-9 классах при изучении курса физики и большинство из них носит репродуктивный характер.

Полученные данные, наряду с анализом психолого-педагогической и научно-методической литературы, послужили основанием для разработки методики развития познавательного интереса учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности.

Апробация дидактических материалов, их последующая корректировка и реконструкция, а также отработка элементов методики в соответствии с поставленной целью - развитие познавательного интереса к физике -проводились на втором этапе эксперимента. Итогами этой работы стала публикация учебно-методических пособий [1, 3,9].

Разработанные материалы представляют собой учебно-методический комплект, в который входят разнообразные тексты, многоуровневые экспериментальные домашние задания экологической направленности, способ ранжирования экспериментальных заданий, метод оценки выполнения экспериментальных заданий, методические рекомендации по их выполнению.

На третьем этапе в учебном процессе по физике основной школы использовалась специально разработанная система экспериментальных заданий экологической направленности.

Как указывалось выше, в качестве экспериментальных были выбраны классы, в которых предварительно проводилась пропедевтическая работа по формированию умений наблюдать природные явления. В начале учебного года в экспериментальных классах учащимся был предложен тест с целью выявления интереса учащихся к проведению самостоятельных наблюдений и опытов. Около 60% учащихся ответили, что им более интересна самостоятельная экспериментальная работа в домашних условиях по сравнению с экспериментами, проводимыми в классе.

Целью контрольного эксперимента явилось сравнение эффективности разработанной методики и традиционного подхода к обучению физике по трем позициям:

1) познавательный интерес к предмету;

2) овладение экспериментальными методами познания;

3) усвоение экологических знаний.

Динамика развития интереса к предмету прослеживалась по методике Г.И. Щукиной.

Из учеников экспериментальных и контрольных классов были составлены две случайные выборки объемом 40 человек.

В используемой нами методике уровень сформированности интереса измерялся в процентах. Интерес изменялся от -100 % до 100 %. Интерес от -100% до 0 % считается отрицательным, а от 0 % до 100 % - положительным.

Для проверки гипотезы исследования мы воспользовались критерием Макнамары.

После статистической обработки и отклонения нулевой гипотезы мы сделали вывод о эффективности ршработанной методики в целях развития познавательного интереса учащихся к изучению физики.

В процессе педагогического эксперимента мы также попытались оценить эффективность методов и средств развития познавательного интереса (см. таблицу 4).

Таблица 4

Сравнительная оценка эффективности методов и средств развития познавательного интереса

Название методов Их оценки (в баллах)

VII VIII IX X

1. Метод убеждения 3,2 5,2 2,6 3,8

2. Метод интеграции 4,3 3,6 4,1 5,2

3. Метод стимулирования 8,2 7,4 5,4 6,8

4. Самостоятельное выполнение экспериментального задания 9,5 8,6 7,8 6,5

5. Самостоятельное выполнение экспериментального задания экологической направленности 10 9,6 8,7 8,6

6. Практическое применение знаний 8,6 8,5 6,8 5,9

7. Создание проблемных ситуаций 6,8 7,4 5,7 5,6

8. Обсуждение проблем с классом 9,8 8,7 5,6 6,7

Мы исследовали изменение мотивации учащихся под влиянием классной и домашней работы при выполнении самостоятельных экспериментальных заданий с экологическим компонентом. Своё мнение (выражено в процентах) высказали 268 учащихся 7 - 9 классов (таблица 5).

Таблица 5

Изменение мотивации в результате регулярного выполнения домашних экспериментальных заданий экологической направленности

Критерий Классы

VII VIII IX

До, % после, % ДО, % после, % ДО, % после, %

Любят физику больше других предметов 24 46 26 38 16 32

Нравится слушать объяснение учителя 36 42 34 38 26 30

Нравится читать учебник 12 20 18 24 16 26

Нравится выполнять опыты самостоятельно (в классе) 64 76 72 84 68 76

Нравится проводить наблюдения явлений природы и выполнять опыты (дома) 46 88 48 86 34 76

Интересно обсуждать результаты опытов (в классе) 48 76 42 78 44 68

Интересно исследовать самому загрязнение воздуха, воды 8 86 12 84 18 78

Определение эффективности проведённой работы осуществлялось и другим методом.

Показатели уровней развития познавательного интереса мы рассчитывали, используя индивидуальную шкалу оценок, которую назвали выше «шагами познания». Начальный уровень познавательного интереса учащихся устанавливался по активности включения в учебную работу. После применения разработанной методики в экспериментальных классах для каждого ученика определялись процентные показатели продвижения, соответствующие различным уровням развития познавательного интереса. Они представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Процентный показатель уровня развития познавательного интереса учащихся экспериментальных и контрольных классов

Уровни развития познавательного интереса Контрольные классы Экспериментальные классы в начале эксперимента в конце эксперимента в начале эксперимента в конце эксперимента

1. Любопытство 28 30 26 14

2. Любознательность 32 34 34 20

3. Учебный интерес 20,8 22 20,6 40,4

4. Теоретический интерес 14 12 14,4 15,2

5. Творческий интерес 1,2 2 5 10,4

Систематизируя полученные результаты, можно утверждать, что выполнение экспериментальных заданий экологической направленности способствует реализации целей развития познавательного интереса учащихся.

Экспериментальные задания творческого характера выполняются учащимися, которые обнаруживают устойчивый интерес к физике. При этом происходит самоутверждение личности, возникает особая духовная потребность к познанию, дающая ученику веру в свои силы и порождающая творческую активность.

Для проверки эффективности предлагаемой методики по второй позиции проводились срезовые контрольные работы, в которые входили задания-измерители, используемые в рамках исследования 1АЕР.

В содержание работ были включены также задания, выполнение которых предполагает применение знаний экологического характера.

Применение критерия знаков и X2 (хи-квадрат) при обработке результатов срезовых работ позволило утверждать на уровне значимости а = 0,05, что разработанная нами методика способствует овладению учениками экспериментальными методами познания и усвоению знаний экологического характера.

Результаты поэлементного анализа итоговой*' контрольной работы приведены на диаграмме 1.

Диаграмма

Поэлементный анализ выполнения срезовой работы учащимися контрольных и экспериментальных классов

1. Элементы экспериментального характера

2. Элементы экологического характера

Полученные результата педагогического эксперимента позволяют сделать вывод о том, что применение методики, разработанной нами в соответствии с теоретической концепцией личностно-ориентированного обучения создает условия для развития познавательного интереса учащихся к изучению физики, положительно влияет на качество знаний экологического характера, а также способствует овладению экспериментальными методами познания.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ходе диссертационного исследования получены следующие результаты:

1. Разработана теоретическая концепция развития познавательного интереса на основе экспериментальных заданий экологической направленности.

2. Предложена методика развития познавательного интереса на основе экспериментальных заданий с экологической направленностью.

3. Разработана система многоуровневых экспериментальных заданий по физике с экологическим содержанием. .

4. Выделены критерии определения уровней развития интереса учащихся при изучении физики.

5. Создан и внедрен в практику преподавания спецкурс «Экологическое воспитание школьников».

6. Осуществлена экспериментальная проверка педагогической эффективности созданной методики. Доказано, что ее использование в учебном процессе по физике способствует развитию познавательного интереса учащихся, овладению методами познания и усвоению экологических знаний.

Основное содержание исследования отражено в следующих публикациях.

ПОСОБИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Развитие познавательного интереса учащихся к изучению физики на основе экспериментальных заданий экологической направленности. Учебное пособие для учйгелей. - Арзамас : АГПИ им. А.П. Гайдара, 2000. — 115 с.

2. Молекулярная физика и основы термодинамики: Методические рекомендации для студентов физмата. - Арзамас, АГПИ, 1994. - 84 с.

3. Экология: Учебное пособие для студентов физмата. - Арзамас, АГПИ, 1997.- 92 с.

4. Тетрадь для лабораторных работ по молекулярной физике: Учебное пособие для студентов физмата. - Арзамас, АГПИ, 1998. - 56 с.

5. Практические занятия по молекулярной физике: Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов. - Арзамас: АГПИ, 1999. -51 с.

6. Молекулярная физика и основы термодинамики. X класс: Методические рекомендации для студентов-стажёров. - Арзамас, АГПИ, 1995. - 126 с.

7. Уровневый тренинг по молекулярной физике: Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. - Арзамас: АГПИ, 2000. - 50 с.

8. Изучение личности школьников в целях профориентации: Методические рекомендации для студентов старших курсов. - Арзамас, АГПИ, 1995. -36 с. (в соавторстве).

9. Экологическое образование и воспитание сельских школьников: Спецкурс для студентов физмата. - Арзамас; АГПИ, 1995. - 12 с.

СТАТЬИ

10.Об изучении принципа телефона //Физика в школе. —1983. - № 1. - с.29

И.Взаимосвязь системы лабораторных работ по электромагнетизму в У11 классе сельской школы //Проблемы политехнического образования в современной сельской школе: Межвузовский сборник. -М., 1979. - С. 40 -43.

12.Использование ТСО на уроках технического труда в 1У - УП классах при формировании электромагнитных понятий //Условия и методы эффективного применения ТСО в школе и вузе: -Киров, 1981. - С. 28-32.

13. Развитие Ленинских идей о связи школы с жизнью на основе МПС уроков физики и трудового обучения //В.И.Ленин и народное образование. - Киров, 1982. - С. 29 -30.

14.Профориентационная работа с учащимися при изучении физики //Профессиональная ориентация учащихся в процессе изучения основ наук в школе: Сборник. - Киров, 1985. -С. 76 - 84 (в соавторстве).

15.Организация и проведение экскурсий учащихся на зерносушильный комплекс //Совершенствование подготовки учителей к внеклассной работе с учащимися по учебным предметам: Сборник. - Киров: КГПИ, 1986, -С. 34 - 35.

16.Роль дипломных и курсовых работ в подготовке студентов к внеклассной работе по физике с учащимися // Совершенствование подготовки учителей к внеклассной работе с учащимися по учебным предметам. -Киров: КГПИ, 1986, - С. 24-27.

17.Подготовка студентов к руководству внеклассной работой по физике //Совершенствование подготовки студентов к внеклассной работе по учебным предметам в школе. - Киров, 1989, С. 73-81.

18.Применение программированных микрокалькуляторов в лабораторном практикуме //Применение ЭВМ при обучении студентов педвуза: Межвузовский сборник. - Горький, 1990, -С. 63 - 64. Формирование экспериментальных умений у учащихся 7-8 классов на основе МПС физики и трудового обучения //Трудовое обучение, воспитание и профессиональная ориентация учащейся молодежи в условиях перестройки системы народного образования. - Чебоксары, 1990,-С. 54-56.

20.Комплексный подход к организации самостоятельной работы студентов //VII региональная научно-методическая конференция «Оптимизация учебного процесса». - Горький, 1990, - С.63-64. (В соавторстве).

21.Пуги подготовки студентов к организации внеклассной работы в школе //Совершенствование преподавания математики и физики в сельской малокомплекгной школе. - Н. Новгород, 1991, - С. 73-75.

22.Подготовка студентов физмата к проведению наблюдений явлений природы. //Совершенствование преподавания математики и физики в сельской малокомплектной школе. - Н. Новгород, 1991, - С. 46 - 48.

23. Особенности организации комплексных экскурсий в сельской малокомплектной школе // Проблемы обучения и воспитания учащихся в сельской малокомплектной школе. - Арзамас, 1991, - С. 95-102.

24.Пути подготовки студентов к организации внеклассной работы в школе //Система подготовки учителей к внеклассной воспитательной работе. -Киров, 1991, С. 136-137.

25.Организация комплексных экскурсий и особенности их проведения в сельских малокомплектных школах //Сельская малокомплектная школа: Содержание и организация обучения, - Орел, 1992, -С.56 - 61.

26.Дидактические игры как метод формирования у учащихся умений вести

- 24диалог и диспут. //Преподавание физики в школе: состояние, проблемы, перспективы. - Н. Новгород, 1993, - С. 23 - 24.

27.Жизненные ориентиры старшеклассников //Вятская земля в прошлом и настоящем. - Киров: КГПИ, -1995, - С. 64-67. (В соавторстве).

28.Экологический аспект физических знаний как фактор формирования устойчивого познавательного интереса учащихся к изучению физики //Теоретические проблемы физического образования. - Санкт-Петербург: "Образование1996, -С. 15 - 16.

29.Видеоинформация на занятиях по экологии как средство активизации познавательного интереса студентов физмата //Экологические исследования и проблемы экологического образования. - Арзамас, 1997, -С. 123 -126.

30.Активизация познавательной деятельности студентов физмата в обучении с использованием экспресс - информации //Экологическое образование и воспитание в Нижегородской области. - Н. Новгород, 1997, - С. 43 - 44.

31. Система практических домашних заданий экологического содержания на уроках физики. //Экологическое образование и воспитание в Нижегородской области. - Н. Новгород, 1997, - С. 79 -80.

32.Экологически ориентированный домашний эксперимент по физике в сельской школе //Вестник сельской школы • — Нижний Новгород, 2000, -С.46-51.