автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Система задач как средство обучения методам теоретического исследования в классах физического профиля

Автореферат диссертации по теме "Система задач как средство обучения методам теоретического исследования в классах физического профиля"

ахаде!.:;я педагопгасая наук соор научбо-йсслрл02ательсл:а жстшт оезго среднего 0бра301шшя

На правах рукописи

Ыукушоз Базарбек Агзаиевич

система задач как средство обучения г.етодаы теоретического иссдедозанш в классах

одического прокиш .

13.00.02. - Методика преподавания физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Ыосква 1991

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте общего среднего образования АПН СССР.

Научный руководитель: кандидат педагогических наук

В.А.ОРЛОВ

Официальные оппоненты: доктор1 педагогических наук

Э.Е.ЭВБНЧИК

кандидат педагогических наук Р.Д.МЖЬКОВА

Ведущее учреждение - Московский областной педагогический

институт

Защита состоится " Qs>Cui6hS. 1991 г. в "¡0 " часов на заседании специализированного совета К 018.06.01 при научно-исследовательском институте общего среднего образования АПН СССР по адресу: 129243. Москва, ул.Космонавтов, д.18, строение 1.

С диссертацией мохно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " fi&lV^Mjj/tJ_ 19Э1 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат педагогических наук

A.C.J:ec¡. вский

,-дел I ОЪЦАЯ ХАРАКТЕРНОГО РАиОхЫ

^лссгитсЦнАЗ

—'-"~*°***Йкгуальность исследования. Одной из ванных зьдач школьного физического образования является ознакомление учащихся с методами научного исследования, применяемым:) в физике, выраоотка у них умения пользоваться этими методами. Овладение учащимися элементами методов физической науки и умение использовать их в учебкой деятельности создает благоприятные условия для развития и воспитания учащихся.

Проблема обучения учащихся методам научного познания затронута в разной степени во многих работах советских педагогов (Л.Я. Зорина, И.Я.Лернер, И.Н.Скаткин, С.А.Шапоринский). 3 них отмечается, что учащиеся при изучении различных учебных предметов должны понимать не только устройство окружающего нас мира, ко иметь представления о методах и приемах познания. З.Г.Разуыозский считает, что вооружить учащихся знанием основных методов физического исследования - это значит учить их физическому мыщлешп.

В исследованиях по методике физике этой проолеме уделялось определенное внимание. Б диссертации С.Е.Каменецкого были рассмотрены пути использования метода аналогии в процессе изучения физических явлений в средней школе. Исследования Д.Иодпева, П.II. Афанасьева и О.А.Поварского посвящены роли и месту мысленного эксперимента и мысленных моделей, работа Н.А.Солодухина - формировании модельных представлений у учащихся.

Нормирования методологических знаний учащихся, ознакомлению их с методами научного исследования, развитию естественно-научного мышления уделено особое внимание в исследованиях З.В.:'улта-новского, Г.М.Голина, С.¡¡.Фролова, А.А.Никитина, Е.А.Румоеитк, В.М. Наровскога и других. Анализ их исследований показал, что для познания окружающего мира необходимо знать методы исследования, используемые в науке: частные и оощие, точные и приближенные, теоретические и экспериментальные.

Изучение методов науки и изучение взаимных связей мекду ними позволяет ввести учащихся в круг идей современной физики,сформировать у них методологические знания. Как известно, что при трансформации научных фактов в учебные знания многие связи мехду элементами знаний обрываются, таким образом нарушается целостность научных знаний ой окружадщем нас мире. Без ппивления элементов методологии физической науки в учебный процесс востаио-

вить эти связи б сознании учащихся и сформировать целостное представление о природе весьма затруднительно.

Основной частью методологии науки язляется учение о приемах научного познания и методах исследования. Систематическое использование на уроках элементов методов науки спосооствует развитию творческих способностей учащихся и воспитанию у них диалектического миаления. Между те«, некоторые важные методы исследования (например, метод размерностей, метод рассуждений "от противного" и др.^) из-за дефицита учебного времени применяются недостаточно. Репение данного противоречия, существующего между объемом физического образования и учебным временем, кеооходишм для преподавания школьного курса физики, мы видим в работе с учебными задачами. В самом деле, общеизвестен тот факт, что люоая теория, закон, метод науки лучае усваиваются тогда, когда они используются в практической деятельности учащихся (репение задач, лабораторные занятия и др.).

Отметим два аспекта проблемы: с одной стороны, на занятиях, посвященных использованию методов исследования при селении задач, обеспечивается многообразие уроков физики, активизация деятельности учащихся. Задачи приобретают новую дидактическую функцию -они становятся средством обучения методам научного исследования.

С другой стороны, многие физические задачи при использовании этих методов решаются более рационально. В результате ход решения выглядит изящно и доступно. При этом учащиеся чувствуют эвристическую силу методов науки. Таким образом, теоретические методы исследования физической науки выступают как способы решения учебных задач.

Применение методов теоретического исследования физики в процессе решения задач развивает память и мышление учащихся, обеспечивает прочность и глубину их знания. Это говорит о том, что использование методов науки является важным средством для достижения оодих целей обучения.

3 связи с перегрузкой учебного материала физики, не уде ля-, лось достаточного внимания проблеме внедрения в школьный курс физики теоретических методов исследований. Эту проблему должна решить акэла, основанная на дифференциации обучения. Таким образом, требование дальнейшего совершенствования обучения в условиях диф-"ер^нципции, ссздскке прогильиих классов и классов с углубленным

изучением физики позволяет изучать теоретические методы исследования физической науки в процессе решения у к е оных зада:.

Все вышеизложенное позволяет утверждать, что проблема обучения учащихся профильных классов и классов с углуоленным изучениец физики методам теоретического исследования при решении учебных задач является актуальной.

Цель исследования - теоретическое и экспериментальное обоснование целесообразности использования системы учебных задач в обучении учацихся методам теоретического исследования.

Объект исследования - процесс обучения учащихся классов физического профиля методам теоретического исследования.

Предмет исследования - методика решения задач на основе использования элементов методов теоретического исследования в классах физического профиля.

Гипотеза: Овладение учащимися элементами методов науки возможно в процесса решения учебных задач. Это способствует формированию у учацихся Солее прочных интеллектуальных умений, что создает условия для самостоятельного изучения ими физических процессов и явлений, а так^е повышает качество предметных знаний.

Для подтверждения сформулированной гипотезы необходимо было решить следующие задачи, определившие направление данного исследования.

1. Изучить проблему обучения методам теоретического исследования в преподавании курса мольной физики с целью обоснования необходимости повышения их роли в процессе решения задач.

2. Отобрать те методы исследования физики, которые имеог наибольшее дидактическое значение в процессе решения задач.

3. Определить требования к построению системы задач, предназначенных для обучения методам науки,

Разработать систему задач, необходимых для обучения учащихся сйотвегствующим методам теоретического исследования.

5. Составить методические рекомендации по использований систем учебных задач, построенной с целью обучения школьников методам физической науки.

6. Экспериментально проверить сформироэакность знаний учащихся о методах теоретического исследования, умения иснильзова-

кия их элементов и эффективность предложенного методического подхода.

Для реоения поставленных задач автором использованы следующие методы исследования:

1. Теоретическпл анализ литературных источников: директивных документов по вопросам народного осразования; философской, пснхолого-педагогическо!" и методической литературы, диссертаций, V око графи:!, близких по теме исследования, а такке программ и учебно;! литературы по физике и математике, учебников я задачников по физике для ыкол и вузов.

2. Педагогически;: эксперимент с цельэ выявления и констатации целесообразности внедрения предлагаемого материала для классов физического профиля.

Научная новизна проведенного исследования состоит б следующем:

1. Разраоотан методический подход к формированию у пкольни-ков знаний о методах теоретического исследования физической науки и умения использования их элементов в процессе решен-;,я задач.

2. Выявлены некоторые методы теоретического исследования, которые могут быть использованы при изучении школьного курса физики. 3 частности такие методы как метод размер..остей, метод рассуждений "от противного", метод индукции и метод динамических аналогий.

3. Созданы благоприятные условия для реализации методологической функции предмета физики на основе использования методов науки при решении физических задач.

4. Выявлены критерии отбора методов теоретического исследования, с целы) использования их в процессе решения задач.

5. Определены требовании к построению системы задач, предназначенной для обучения методам физической науки.

6. Разработана технология использования отобранных методов науки в процессе реыения физических задач.

На зациту выносятся следующие основные положения:

1. Теоретическое обоснование целесообразности использования системы задач в обучении учащихся методам физической науки.

2. Система учебных задач по физике - как один из действенных спссооов ознакомления учаыихоя с теоретически)!!! методами научного асслччовеикя овладения элементами методов науки.

3. Технология использования отобранных методов науки в учебном процессе в качестве средства решения физических задач и овладения основными элемента:.::! творческой деятельности.

Теоретическая значимость работы состоит в том, что реализована идея поиска оптимальных путей вооружений учащихся теоретическими методами физической науки и найдены пути организации процесса обучения методам науки через рзиение учебных задач.

Практическая значимость[заключается в подборе групп задач, которые могут выполнить роль средства обучения теоретическим методам физического последозания.

Разработанные методические рекомендации и учебные задания проходили экспериментальную проверку в ряде акол г.Москвы, поселка Черноголовка (Московская область) и г.Семипалатинска.

Зызоды и рекомендации могут оыть использованы авторами сборников задач по физике для учащихся обычных и профильных классов, учителями и методистами институтов усовершенствования учителей,

Атобацня ваботы: Основные положения диссертации в виде докладов были представлены на педагогических чтениях учителе'.! республики Казахстана (г.Чимкент, 1984 г.), на научно-практической конференции, посвященной вопросам преподавания предметов есхест-венно-математического цикла в школах казахского обучения (г.Уральск 1987 г.). Получаемые нами результаты обсугдались на заседаниях лаборатории обучения физике и семинарах аспирантов Ш'Л 0С0 АЛН СССР (1988-1991 гг.), а также на курсах учителей физики г.Москвы в МГИУУ.

В республиканских, центральных научно-методических журналах и сборниках аспирантских работ опуоликовано 9 статей, отражающих результаты нашего исследования.

СТРУКТУРА И ОСДОЗГОЕ СОДЕР;..АШ" ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы.

Во введении обоснованы актуальность теми, проблема, цель и задачи исследования, выделены объект и предмет исследования, раскрыты научная новизна и практическая значимость диссертации, определены положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации "Методические основы построения системы задач, направленной на обучение методам теоретического

исследования" анализируется состояние обучения методам и приемам наук;! при изучении физики в средней пколе. Приведена классификация методов науки с позиции философии. Проведено сопоставление учебного и научного познания, отмгченп черты их о^ности к различия. Обращено внимание на то, что выявление связи ме:.-;ду методами обучения и методами ка.уки позволяет усилить онтодидактичес-куя направленность учебного процесса. Использование методов науки в процессе изучения физики преследует следу-зцие дидактические цел и:

- обеспечение прочности и научности знаний;

- формирование у школьников умении устанавливать разносторонние связи мекду физическими явлениям.!, понятиями и теориями.

3 главе раскрывается роль и место решения задач при изучении физики. Анализируя ряд исследований, нами сделаны следузцке обобщения понятия "задача": во-первюс, задача - это проолемная ситуация, требулдая от субъекта конкретных действий; во-вторых, это некоторая объективная действительность, не вошедшая в начальник монент в круг понятий субъекта; далее, в-третьих, задача есть объект, в котором создается противоречие меяду известными и неизвестными компонентами на пути поиска решения и, наконец, в-четверти'х, задача является дЕпг;у_ой силой всеоСцего познания, одного из главках факторов двикенил и развития наук.

Физическая задача - своеобразная проблема в учебном познании, соответствует содержанию школьного курса физики, которая реиается путем сочетания методов и приемов обучения (эвристического,исследовательского, проблемного'и др.); на основе методов науки (эксперимент, идеализация, моделирование и др.); при применении методов и приемов логического рассукдени.ч (индукция, дедукция, аналогия и др.).

Изучение методов теоретического исследования предполагает создание системы задач как сродства организации обучения использование элементов методов -науки. Было отмечено, что в настояцее время в педагогике и методике преподавания отделыг ■ предметов, з частности физики, оольдое внимание уделяется дидактическим принципам систематичности и системности предметных знаний, их роли и месту в обучении и развитии учадихся. А.Я.Зорина раскрывает сасгешхсть как ох^-уийз в сознании ученика схрукхурш;х связей, с до :!а1!::-,\\; о п.-к* ям гк-грй научной теори/. Сна приходит к выводу,

что для того, чтооы предметные знания по основа:.! наук усваивались учащимися в система, адекватной системе научной теории,т.е. были бы системными, необходимо в содержание образования по основам наук, кроме предметных знаний, включать еще специальные методологические знания. Изучение работы r.LÍ. Голина позволило сделать вывод, что методологические знания выступазт как одно из дидактических средств системного усвоения знания, что системность знаний - необходимое условие формирования у учащихся методологических знаний. Зышесказанное приводит к мысли о необходимости создания системы задач с целью более успеикого усвоения учащимися методов теоретического исследования.

Для формирования у учащихся обобщенного представления о методах теоретического исследования физической науки и умения использовать их элементы в своей практической деятельности мы создали систему учебных задач, в основу построения которой положены следующие требования:

- она должна способстзовать овладению методами науки и одновременно глубокому усвоению основополагающих теорий и законов;

- система задач, предназначенная для обучения конкретному методу науки, должна обеспечить требуемое качестве знаний по физике ;

- она должна строиться с учетом взаимосвязи научного и учебного познания.

Были определены критерии отбора методов теоретического исследования с целью использования их в процессе реиения учебных задач.

I. Должны быть выбраны те методы исследования, с которыми мокко было бы ознакомить учащихся посредством репения задач.

'¿. Методы науки, привлеченные к процессу решения задач, должны стать рациональным способом их решения.

Здесь мы особо отметим, , что нужно сконцентрировать внимание учащихся на схожести процессов реиения учебных задач и научного исследования. Отсюда следует валкий вывод: Основные этапы метода научного исследования, привлеченного к учебному познанию, должны отражаться в процессе решения учебных задач, т.е. определять методику решения задач.

На основе выдвинутых критериев были выбраны для учебного

процесса такие методы исследования, как методы размерностей и аналогия, а такке методы, основанные на логическом рассукдении (индукция и метод "от противного").

Изучение вопросов применения методов в научном и учеоном познании позволило выделить основные этапы использования отобранных методов науки, которые адекватно отра:::1.отся в физическом исследовании, а такке в решении некоторых учебных задач по физике. На квхдом этапе методов науки предусмотрено применение элемента данного метода или выполнение некоторой мыслительной операции. Последовательность этапов для конкретного метода науки определяет технологию использования данного метода в процессе решения физических задач.

Вторая глава диссертации "Изучение теоретических методов исследования физической науки и их применение г. процессе решения задач" посвящена ознакомления учащихся с методами теоретического исследования и методике их использования в процессе решения учебных задач. 3 ней раскрывается дидактические и эвристические функции методов науки, используемых в процессе решения физических задач и показывается, что применение элементов метода исследования в учебном познании создает благоприятные условия для исследовательской деятельности учащихся, способствует активизации мышления и формирует умение отыскать рациональные способы решения задач.

Мы обнаружили, что на основе использования метода размерностей в процессе решения специально составленных задач мокко доводить до учащихся некоторые сведения о физическом моделировании. Нормирование знания о физическом моделировании является одним из основных условий развития у учащихся физического мышления. Мы считаем, что ученик, обладающий физическим мышлением, должен уметь проводить качественны;! анализ физических явлений и процессов. Для этого на основе анализа размерностей величин, присутствовавших в описании данного явления, необходимо обучать учащихся уменич создавать физическую модель процесса, приме лть элементы идеализации, производить разумную оценку величин.

[Ъми обращено внимание на воспитательную фу к к ц и о применения метода размерностей при решении учебных задач, так как упомянутый метод науки способствует:

- формировании научного мировоззрения учащихся; осознанию гармоничности и изящества строения окружающего нас мира; формирование культуры оценивания . своей деятельности.

Кроме того, применение метода размерностей в процессе решения физических задач имеет ряд дидактических аспектов: Использование данного метода слухит одним из вакних средств осуществления мекпредметных связей физики с математикой и показывает диалектическую общность научного и учебного познаний, возможность и необходимость трансформации методов научного познания к учебному процессу.

Метод размерностей в своем применении всегда опирается на другие методы исследования, такие, как модельную гипотезу, идеализацию и подобие. Тем самым в учебном процессе мокко достичь понимания взаимосвязи иехду перечисленными методами науки.

Процесс обучения школьников методу размерностей посредством учебных задач состоит из двух этапов. Первый предусматривает ознакомление с элементами теории размерностей и эвристической функцией данного метода науки. Для этой цели необходимо выполнить ряд упракнений и задач, например, такого типа:

1. Математический маятник отклонен на некоторый угол и опущен без начальной скор л и. Определить зависимость периода колебаний маятника от следующих возможных параметров: длины нити, ускорения свободного падения, массы маятника.

2. Период колебаний камертона зависит от плотности и модуля упругости материала, из которого изготовлен камертон. Из опчтов с камертонами разной длины получены следующие результаты: длина (мм) 120 1С6 96 80 64

частота (Гц) 256 288 320 384 430

а) Молно ли с помоцыз анализа размерностей определить, какая из приведенных ниже формул правильно выражает период колебаний камертона (А- безразмерный множитель):

I) Т-^&Р 2) Т^АИ/р 3) Т= АI- '

б) Если использование анализа размерностей не позволяет определить правильную формулу, го используйте опытные данные, отражающие функциональную зависимость частоты колебаний камертона от его длины.

Н'.мп было доказано, что на втором этаприменения метода "¿.•■•'••гчссг^а в процессе реаепия зада-', упомянутый мегсд науки

служит одним из глазных путей формирования интуиции и правого смысла; приемом обучения учеников умению проводить оценки физических величин; средством глубокого понимания физических величин.

На основе изучения Еопросов 'применения метода размерностей в научном и учебном познании были выделены следующие этапы использования данного метода з решении некоторых специально составленных задач (технология использования метода размерностей): I) Запись уравнения связи между физическими величинами, характеризующими исследуемый физический процесс, в виде степенной ¡функции; '¿) математические операции над размерностями физических величин, вошедших в уравнение связи;

3) получение искомой закономерности в виде формулы, отражающей функциональную зависимость между исследуемыми физическими величинами.

Исследуя вопрос о методе аналогии и ее роли в процессе решения задач, мы остановились на динамической аналогии, применение которой имеет место при изучении механических и электрических процессов. На основе изучения ряда литературных источников было доказано, что данный вид аналогии лежит в основе "аналогового" моделирования или математического моделирования. Итак, если в учебном процессе используется динамическая аналогия, то создаются благоприятные условия для ознакомления с математическим моделированием и моделированием вообще.

Нами была проведена классификация аналогий вообще и физической аналогии, в частности. Физическая аналогия, в нашем понятии, есть частное сходство между закономерностями двух явлений из каких-либо областей физики. Физическую аналогию, в свою очередь, разбили на три группы: статическая, динамическая и энергетическая. Динамическая аналогия - это аналогия между механическим и электрическим процессами, основанная на тождестве математического описания "поведения* физических величин» характеризующих упомянутые процессы.

Для того, чтобы ученики имели разносторонние представления о динамической аналогии следует выполнить ряд упражнений такого характера: Попытайтесь придумать механические системы, которые были бы аналогичны электрическим цепям, изображенным на рис.1.

Метод, основанный на применении аналогии, в ряде случаев оказывается весьма плодотворным при решении задач. Он позволяет сво-

(V V______

X

— э <- с -т-з- Чг/и

С -ГГ

Й ^ ?!!С.1

дпть решения некоторых задач к решениям других, уке известных (зачастую из другого разделе физики). II в это:.: заклочается механизм использования аналогии в учебном процессе. Например, при решении ряда задач на электрические процессы оказывается удобным не прямой путь репенил, основана»! на применении зкг.чял учацахся по электромагнетизм", а косвенный п"ть селения аналогичной задачи по механике. Излокеннып прием использования аналогии носит название электромеханического подхода.

Трудно такке переоценить роль механико-электрического подхода к изучению сложных механических процессов,На примере реаензя ряда задач иллюстрируется механизм применения механико-электри-"еской аналогии при изучении механических процессоз. При этом раскрывается прикладной характер данного вида динамической аналогии.

Далее показывается, что путь ведения на основе использования аналогии обладает крит^"нем рациональности.

Нами выделены сле.^.юцие этапы использования динамической аналогии в процессе решения специально составленных задач: I) найти процесс аналогичный к ¿.д.нному процессу; '¿) установить соответствие Физических величин механической и электрической систем; 3) записать формулу или уравнение для процесса, аналогичного данкоьу в условии задачи; ч) перенести результаты вычисления к процессу, данному э условии задачи.

13то"у:о группу методов науки, .используемых при решении задач, составляют методы, основанные ка логических рассухденнях: индукция и метод "от противного". Нами была разработана методика ре— пения определенного класса задач с использованием элементе'! упомянутых методов науки. Для осознания и усвоения учениками элементов данных иегодо? исследования им следует выполнить рлд улраз-кений (первый этап учебного процесса) и репить специально составленные задачи с ц»льо овладения механизмом применения методов на-хп (.згою?, этап учетного процесса). Примз? упражнения ка ис-польгметода :чд\т.ции иочнее метода кзпелко.! индукции)

приведен ниже.

Уплотнение. Перемещения свободно падающего тела за первую, вторую и третью секунду равны соответственно ^/2, Зс|/2 и 5^/2 метров. Чему равно перемещение этого тела за п -¡о секунду?

Мы выделили следующие виды задач на применение метода индукции: на установление законо :ерности, выражающейся определенной формулой; на вычисление значения физической величины для частных случаев.

Примет). Имеются 20 клемм, какдая из которых соединена со всеми остальными клеммами одинаковыми резисторами и сопротивлением . Найти сопротивление мекду любыми двумя клеммами.

Нами были определены оссовные этапы использования метода индукции в процессе решения задач, которые имеют место в научном исследовании посредством этого метода: I) найти решение задачи для 3-х пли 4-х частных случаев; 2) обобщить получившиеся результаты и составить осиную формулу ; 3) вычислить искомые физические величины на основе общей формулы.

Метод "от противного" 'исходит из аксиомы "исключенного третьего": есть дзе и только две альтернативы. Если одна не верна, то верна вторая. Т.е. есть а и не а (й); либо (X , либо а .

В физике при доказательстве рассукдений методом "от противного" руководствуются ранее известными законами, постулатами и принципами. Применение этого метода науки сводится к следующему: ыы исходим из некоторого предположения, которое было выбрано из лрух альтернативных сукдений, и пользуясь фундаментальными законами, постулатами и принципами, делаем ряд строго логических, правильных умозаключений, в результате чего мы приходим к некоторому факту, неверность которого для нас несомненна.

Подготовительный этап изучения элементов метода "от противного" предусматривает ряд упражнений следующего типа:

1. Докахите, что классическая модель атома не пригодна для объяснения того, что атомная система, находящаяся в стационарном состоянии, не излучает.

2. Используя метод "от противног докажите, что в ядре существуют короткодействующие ядерные силы.

На втором этапе обучения было обращено внимание на то, что использование элементов метода доказательства "от противного" иохет способствовать решению ряда физических задач на доказатель-

ство. Такие задачи разделяют к а три вида:

1. Задачи ка применение последовательности правильных; умозаключении, которые приводят к противоречил с исходным положением.

2. Задачи, решение которых возможно при использовании мысленного эксперимента, отвергающего противоположное утзерхденке.

3. Задачи ¡¡а вычисление физической величины, существование которой противоречит "здравому смыслу".

1Ь:а:еэ. Докажите, что свободный электрон не может поглотить фотон.

Технология использования метода рассуждении "от противного" вкл-эчает следующие этапы: I) Построить предположение, противоположное утверждению, которое дано в условии задачи; '¿) рассмотреть следствия, впекающие из этого предположения ; 3) 'Если нужно, прозести вычисления; 4) Если есть необходимость^провести мысленный опыт ; 5) Доказать, что наше предположение не соответствует действительности ; б) Составить верное умозаключение.

Нами доказано, что применение метода "от противного" оказывается весьма плодотворным при изучении некоторых физических понятий таких, как "элак- ч'.ческий заряд", "электрическое поле", "магнитное поле" и ряда вопросов специальной теории относительности, атом.1.ой и ядерной физики.

3 глазе описаны пути организации урока, на котором можно оы--о бы обучать методам теоретического исследования через систему задач. Допускаются следующие виды организации урока:

1. Использование методов науки при решении на уроках физики задач по изучаемой теме.

2. Решение системы задач, составленных с целью обучения методам науки, на обобщающих уроках.

3. Применение методоз теоретического исследования и системы задач в .качестве материала для заключительного повторения ч конце учебного года з 11-м классе.

3 этой же главе представлены материалы экспериментального обуче.чи:'. ¡'а первом этапе педагогического эксперимента были решены с л е ду ющ ие з а да ч и :

I. Апробация н кэтрекгиро.-'.чз разработанной системы задач, направленной ка осчзние методам теорртя'-еского псслз ,ованИл.

2. Разраиогка технологии применения конкретного метода теоретического исследования.

3. Определение содержания учебных задач, образующих систему.

На втором этапе педагогического эксперимента нами получек

констатирующий сроз, позволяющий определить состояние знаний о методах науки и умении использования их элементов в процессе выполнения упражнений и решения задач. Для этого были задействованы восемь классов в течение оентября 1990 г. Охвачено 196 школьников 11-го класса с углубленным изучением физики пкол Кй 127, 1257, 429, 444 г.Посквы; й б, » 4 г.Семипалатинска; JClil К 82 поселке Черноголовка (Московская область). На основе анализа выполненных учащимися работ огло определено состояние знаний и умений учащихся по методам теоретического исследования.

На третьем этапе (I990-I99I гг.) был проведен обучаюций (формирующий) эксперимент в форме уроков обобщающего повторения. После очередного изучения конкретного метода науки, были проведе-ные зачетные уроки и получены срезы, определяющие текущее состояние умений использования элементов рассматриваемого метода науки в решении некоторых задач. На основе анализа полученных срезов нам удалось сделать некоторые выводы по поводу предметных знаний учащихся и умений применять школьниками элементы методов науки в практической деятельности. Аналогичный срез был снят в начале третьей четверти (январь-фовраль 1991 г.).

Анализ анкет, заполненных учителями, позволил сделать вывод о том, что процесс обучения методам теоретического исследования в такой форме, как мы его предлагаем, способствует повышению интереса учащихся к физикп; усилению познавательной активности; развитии творческих способностей; активизации мышления; усилению меж-предметннх связей.

В конце учебного года (апрель, май) 1991 г. была проведена итоговая контрольная работа в экспериментальных и контрольных классах. Цель контрольной работы заключалась в следующем:

- определить степень усвоения учащимися элементов знаний об отобранных методах теоретического исследования и проверить устойчивость умений школьников использовать элементы методов науки в практической деятельности (только в экспериментальных классах);

- доказать эффективность методического подхода к обучению

школьников методам науки путем сравнения результатов контрольных работ з экспериментальных и контрольных классах, виязления состояния сформированное!!! некоторых интеллектуальных умений (обобщение и сравнение) и качества предметных знания.

Поэлементный анализ ответов учащихся позволил определить объем усвоенных знаний об отобранных методах науки. 3 среднем 47£ материала от всего количества элеменгоз знаний были усвоены учениками экспериментальной группы.

3 течение Х39С/91 учебного года, как у:;е отмечалось вы>ле, было выявлено текудее состояние умений использования элементов методов науки при решении учеоных задач. 3 заключительной части эксперимента было определено конечное состояние этих умений. Зы-явлеккые состояния умений использования элеменгоз методов науки, соответствующие разным временам полного учебного года, отракены в низепредлогсенных диаграммах.

К

1'л О л о_ ■а О X U о 2> о о с_ •<о S- <гч < 5 41 и о <х> <Г> •о С- >£3 -к Н а> о <ТЧ о •с Q. <С Zf 6 V СП >>- 35" с о о а. to О ж и о с с а. <В в- CN < £ 4с L.* О <п О К. ю •V7 н и о ic 1т» S. «с. СС -с ЗА <Т\ •5 <

метод DQ3- тод. .метод метод

мерностей аналогии индукции "от противного" к - число учацихся в процентах, умеющих применить все элементы метода науки

Как видно, при большом временном разрыве уровень умения пользоваться изученными методами науки снижается незначительно. Это свидетельствует о прочности и устойчивости сформированных у учащихся умений.

На основе выполнения экспериментальной и контрольной группами специально составленных заданий мы выявили, что изучение методоз теоретического исследования положительно злнлет на формирование интеллектуальных уме ни.! и улучсаог яачестзо предметных знаний учащихся. достоверность последних выводоз была подтзпртдо-нг; с no"j:i.M статистического метода (уи - квадрат).

Л ¡»иг»« д.! :тврт«Ц"онное иссле разнив noriBO.-fOT сделать еле-

дующие выводы:

- доказана возможность и целесообразность ознакомления учащихся с методами теоретического исследования в процессе решения учебных задач;

- доказано, что обучение школьников методам науки посредством решения задач положительно влияет на сТюрмированность интеллектуальных умении и качество предметных знания;

- предложено в качестве средств обучения использование конкретных теоретических методов науки: метода размерностей, метода аналогии, метода индукции и метода рассукдений "от противного", которые при решении задач оказываются оптимальным дидактическим средством;

- обосновано, что указанные методы науки служат рациональным средством решения широкого класса учебных задач;

- определены критерии отбора методов теоретического исследования и разраоотака технология использования указанных методов' в процессе решения учебных задач ;

- составлены системы задач, предназначенные для изучения конкретных методов исследования, и разработана методика их использования в учебном процессе;

- обоснована целесообразность гоставлекия специальных задачников для классов физико-математического профиля, в которых на первый план выдвинута идея обучения методам исследования физической науки.

По теме диссертационного исследования опубликованы следующие работы:

I. Использование закона сохранения энергии при решении задач // Казахстан мектеби, К 2, 1979 (на каз.языке).

'¿. Использование метода аналогии // Зечерняя средняя школа, № 3, 1983.

3. Применение метода аналогии при изучении колебаний // Казахстан мектеби, № б 1985 (на каз.языке).

Качественные задачи на распрсстранение волн в воздухе // Зизика в школе, К 3, 1985.

5. Решение нестандартных задач // Казахстан мектеб.1, № I, 1988 (на каз.языке).

6. Решение задач как средствс обучения методам теоретического исследования физической науки // Направления совершенствования

обучения, воспитания и развития учащихся в общеобразовательной □коло: Тез.докл.ХУ1 конференции молодых ученых КИИ Си"0 АПН СССР, май 1989. - U. Ротапринт ЖИ Си!,'.О АПН СССР. - 1989. - с.73-75.

7. Метод графических оценок // Квант, 12, 1989.

3. Применение методов научного мышления в процессе реыен'ия задач. Методические рекомендации для учителя. - , Ротапринт НИК Cnl.IO АПН СССР, 1990, с.14.

9. Дидактические принципы отбора методов теоретического исследования // ¿прм'/розание личности пкольников з процессе преподавания естественно-математических дисциплин: Тез.докл.ХУи конференции молодых ученых К!К ОСО АПН СССР, май 1991. - Ротапринт КИП ОСО АПН СССР. - 1991. - с.53-55.