автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Стимулирование домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся по физике (на материале курса физики VII-VIII классов)

Автореферат диссертации по теме "Стимулирование домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся по физике (на материале курса физики VII-VIII классов)"

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

рГБ о п

им УДК 53 (07)

~ 5 <*// т

КОВТУНОВИЧ МАРИНА ГЕОРГИЕВНА

СТИМУЛИРОВАНИЕ ДОМАШНЕЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ ПО ФИЗИКЕ (НА МАТЕРИАЛЕ КУРСА ФИЗИКИ УП-УШ КЛАССОВ)

Специальность 13.00.02 - методика преподавания физики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Челябинск 1994

Работа выполнена на кафедре методики преподавания физики Челябинского государственного педагогического института.

Научный руководитель - доктор педагогических наук, член-

корреспондент РАО, профессор A.B.Усова

Официальные оппоненты - доктор педагогических наук,

профессор Р.И.Малафеев, кандидат педагогических наук, доцент Н.М.Белякова.

Ведущее учреждение - Красноярский государственный

педагогический институт

Защита состоится "14" сентября 1994 г. в 15.00 часов на заседании Специализированного Совета К-113.13.03 по присуждению ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02 - методика преподавания физики при Челябинском государственном педагогическом институте (454080, проспект Ленина, 69, ауд.429).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинского государственного педагогического института (454080, проспект Ленина, 69).

Автореферат разослан " " июля 1994г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат педагогических наук, профессор

В.Д.Хомутский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

Гуманизация образования невозможна без оптимизации содержания учебных курсов, методических систем, практической организации учебного процесса. Учебный процесс должен быть обращен к личности ученика и давать возможность для ее полноценного развития.

Учителю необходимо владеть активными методами обучения, которые создают творческую, способную к поиску личность. Обучение, приучающее детей к постоянной активности, даст "на выходе" человека деятельного, ищущего, активного и психически здорового. Чем больше педагогическая наука будет проникать в скрытые процессы мышления и творчества, тем более умело, уверенно и успешно школа будет воспитывать в детях жажду знаний, любовь к активному умственному труду.

При изучении естественно-научных дисциплин одними из важнейших методов познания и видов учебной деятельности учащихся являются наблюдение и эксперимент. Первостепенное значение при этом приобретает сознательное и прочное овладение школьниками методами научного познания, вставая на позиции ученого-исследователя.

В данном исследовании решалась проблема дальнейшего совершенствования методики развития познавательных интересов и экспериментально-исследовательских умений учащихся УП-УШ классов средней школы на основе домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся.

Домашние опыты и наблюдения по физике разрабатывали методисты физики А. В.Цингер, П.А.Покровский, Н. С. Белый, С. И. Юров и др., однако, до сих пор этот метод не получил должного распространения на практике.

Основной недостаток применяемой ныне в массовой школе методики состоит в том, что, выполняя отдельные опыты, учащиеся не получают общего понятия об эксперименте как методе научного познания и как виде учебной деятельности, несмотря на многочисленные исследования в этой области. Необходимо перенести проблему совершенствования учебного эксперимента в ту плоскость, где значительное внимание уделяется его содержательной и эмоциональной сторонам, где учащиеся имели бы возможность самостоятельно про-

вести исследование и "открыть" закон, пользуясь при этом структурными элементами методологии научного познания. В этой связи особую ценность приобретает домашняя экспериментально-исследовательская деятельность учащихся, позволявшая перенести акцент в экспериментальной подготовке учащихся с подготавливаемого учителем эксперимента на осуществляемый учащимися самостоятельно в их повседневной жизни.

Однако, проблеме самостоятельной экспериментальной подготовки учащихся и овладения ими методами научного познание и методологией науки до сих пор не уделяется доляного внимания в учебниках и программах по физике. Например, в учебниках и программах по физике для УП и VIII классов недостаточно уделяется внимания экспериментальной работе учащихся. Идет сокращение числа фронтальных лабораторных работ, домашние экспериментальные задания в программах не отражены даже в общем виде, а вопросы методологии науки не рассматривается совсем.

Имеется настоятельная необходимость значительного расширения роли самостоятельной экспериментальной работы учащихся как на уроке, так и дома.

Таким образом, актуальность нашего исследования обусловлена:

- необходимостью вооружения учащихся методами научного познания;

- большой ролью экспериментального метода как в процессе научного познания, так и в учебном процессе;

- необходимостью выявления новых средств развития устойчивого познавательного интереса учащихся с направленностью на развитие мышления и совершенствование их экспериментальных умений;

- отсутствием на сегодняшний день в методике преподавания физики исследований, предметом рассмотрения которых явилась бы методика стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, направленной на развитие их' познавательных интересов;

- необходимостью усиления внимания в процессе обучения физике методологическому аспекту, ориентированному на усиление внимания в процессе обучения использованию физического эксперимента.

Цель исследования: разработать методику стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, способствующую развитию у них познавательных интересов и эксперимента льно-псследовательских умений.

Объектом нашего исследования является домашняя экспернмен-

тально-исследовательская деятельность учащихся.

Предметом исследования явилось содержание и методика стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, влияние ее осуществления на развитие познавательного интереса и экспериментально-исследовательских умений учащихся.

В своем исследовании кы исходим из предположения, что систематически организуемая и стимулируемая учителем домашняя экспериментально-исследовательская деятельность учащихся будет способствовать развитии их познавательного интереса к изучению физики, развитию умения наблюдать и экспериментально-исследовательских умений, активизации познавательной деятельности, так как учащиеся при этом будут ставиться в условия, при которых они вынуждены сами, самостоятельно искать способы разрешения поставленных перед ними проблем. Все это вместе взятое будет способствовать повышению качества усвоения учащимися системы физических понятий.

В соответствии с целью и гипотезой исследования в работе ставились и решались следующие задачи:

1. Выявить состояние проблемы организации домашних опытов и наблюдений в педагогической науке и школьной практике.

2. Определить дидактические функции домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ и их место в учебном процессе по физике.

3. Разработать дидактические основы классификации домашних экспериментальных работ учащихся.

4. Разработь систему домашних экспериментальных заданий для учащихся УП-УШ классов по физике, включающую обязательную, вариативную и индивидуальную составляющие.

5. Разработать методическую модель стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, способствующую успеаному применению разработанной системы домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ учащихся в УП-УШ классах средней школы.

6. Разработать методические рекомендации для учителей по использованию системы домашних экспериментальных заданий в учебном процессе по физике.

7. Экспериментально проверить влияние стимулирующей методики и систематического выполнения учащимися домашних экспериментальных заданий па формирование у них экспериментально-исследовательских умений, познавательного интереса к предмету и на качество усвоения учащимися системы физических понятий.

Методологической основой исследования явились теория познания, теория систем.

Псиколого-педагогической основой исследования явились трудц классиков психологии и педагогики, современных дидактов и психологов по организации процесса обучения, теории развивающего обучения, теории деятельности, теории формирования научных понятий >) теории педагогического стимулирования.

Этапы исследования:

Первый этап исследования (1986-1990гг.) в теоретическом аспекте включал в себя анализ философской литературы по вопросац теории познания и теории систем с цель» определения общей методологической основы исследования; анализ психологической, педагогической и методической литературы по вопросам формирования познавательных интересов школьников, развития их мышления, использования в учебном процессе по физике домашних опытов и наблюдений учащихся, с целью выяснения состояния исследуемой проблемы в теории обучения. Практический аспект исследования состоял в разработке плана педагогического эксперимента с целью изучения состояния исследуемой проблемы в практике школьного обучения. Был проведен констатирующий эксперимент в школе N 31 г.Челябинска и в школе N 17 г. Полевского Свердловской 'области.

На втором этапе исследования (1990-1992гг.) в теоретическом плане уточнялась и корректировалась методика стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся.

В практическом плане проводился пробный эксперимент и обучающий эксперимент, который осуществлялся в 1991-1993 годах и позволил уточнить принципы отбора и классификации домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ по курсу физики УП-УШ классов.

На третьем этапе исследования (1992-1994гг.) был осуществлен контрольный эксперимент в школах города Челябинска, осуществлена обработка экспериментальных данных, анализ и оформление результатов проведенного исследования, одновременно осуществлялось внедрение в учебный процесс результатов исследования в ряде школ г.Челябинска, Екатеринбурга и Свердловской области.

Новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в том, что:

1/ выявлены дидактические функции домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ и их место в учебном процессе по физике;

2/ разработана структура процесса выполнения учащимися до-

машнего экспериментального исследования по физике;

3/ разработана методическая модель треяэтапного стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, направленная на поэтапное развитие познавательного интереса и мышления учащихся.

4/ дана классификация домашних опытов, наблюдений и лаборатории х работ, в основание которой положены структурные элементы методологии научного познания;

5/ разработана система домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ по курсу физики УП-УШ классов, включающая обязательную, вариативную и индивидуальную составляющие, согласно Закону Российской Федерации об образовании;

6/ выявлено влияние разработанной методики стимулирования домашней экспериментальной деятельности на уровни сформированнос-ти экспериментально-исследовательских умений учащихся.

Практическая значимость результатов исследования состоит:

1/ в разработке рекомендаций по вопросам методики организации и проведения домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ учащимися в домашних условиях;

2/ в положительном влиянии предложенной системы на развитие познавательного интереса учащихся и их экспериментально-исследовательских умений;

3/ во внедрении в практику школьного обучения результатов исследования.

Предлагаемая система доступна для всех школ и каждого ученика.

На защиту выносятся:

1. Теоретическое обоснование педагогической целесообразности и возможности использования домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ как одного из действенных средств развития познавательного интереса учащихся, положительных мотивов к учению и выработки экспериментально-исследовательских умений.

2. Разработанная автором методическая модель поэтапного стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся.

3. Разработанная автором система домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ, методика их организации и контроля в учебном процессе по физике в УП-УШ классах.

Достоверность теоретических выводов и результатов экспериментов обосновываются адекватностью разработанной методической

системы цели, предмету и поставленным задачам исследования, а такие проведением педагогического эксперимента, использованием методов математической статистики при обработке экспериментальных данных, репрезентативностью объема выборки.

Апробация результатов исследования осуществлялась в выступлениях автора на Всесоюзной (1986г. ), на Всероссийской (1994г.) научно-практических конференциях, на научно-практическом семинаре (1993г.) по проблемам формирования понятий, проходивших в г.Челябинске и отражено в тезисах выступлений автора; публикацией статьи в сборнике научных трудов кафедры методики преподавания физики и ТСО Уральского государственного педагогического института, в выступлении на методическом семинаре "Урок физики-90", проходившем в г.Екатеринбурге в 1990 году. Публикацией методических рекомендаций по организации домашних опытов, наблюдений н лабораторных работ в YII-YIII классах средней школы, апробированных в учебном процессе школ г.Челябинска, г.Полевского Свердловской области, г.Екатеринбурга и городах Свердловской области, а также в выступлениях перед учителями г.Екатеринбурга и Челябинска.

Внедрение результатов исследования осуществлялось в школах N 8 и N 17г.Полевского Свердловской области, в школах г.Екатеринбурга и Свердловской области (через Свердловский областной институт усовершенствования учителей), в школах N 68, N 99, N 132 г.Челябинска с 1991 по 1994 годы.

СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ИДЕИ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложения; содержит 29 таблиц и 7 рисунков.

Во введении обосновывается актуальность исследуемой проблемы, определяются цель, объект, предмет исследования; формулируется' гипотеза и задачи исследования,- его методологические и психолого-дидактические основы, раскрывается научная новизна, теоере-тическая и практическая значимость, приводятся положения, выносимые на защиту.

В главе I "Психолого-педагогические основы стимулирования домапней экспериментальной деятельности учащихся" - рассматривается наблюдения и эксперимент учащихся как методы научного познания и методы обучения, состояние проблемы организации домашних опытов и наблюдений в педагогической науке и практике.

Исходя из необходимости отражения в обучении вопросов методологии науки, использования методов научного познания в решении

учебно-воспитательных задач, мы опирались на работы таких известных педагогов как Ю.К.Бабанский, М.Л.Данилов, И.Д.Зверев, Л.Я.Зорина, И. Я. Лернер, М. Н.Скаткин, А.В.Усова, С. А. Шапоринский и методистов Г.М.Голина, В.Ф.Ефименко, В.Н.Мощанского, В.Г.Разумовского и др.

Основными методами научного познания являются наблюдение, эксперимент к теоретические исследовательские методы.

Использование наблюдения и эксперимента в учебном процессе играет важную роль в решении задач активизации учения школьников. Экспериментальные работы, поставленные частично или полностью в форме учебного исследования, в наибольшей степени способствуют мыслительной деятельности учащихся. Методика применения на уроках рэбэт такого типа глубоко изучена, она получила отражение в исследованиях А.В.Усовой, Н.М.Беляковой, А.А.Боброва, Л.А.Зиновьева, Н. А. Константинова, И. И. Цырк.уиа.

Одним из видов самостоятельной экспериментальной работы учащихся является домашняя экспериментальная работа. Она имеет свои специфические особенности.

Под домашней экспериментально-исследовательской деятельностью учащихся мы понимаем опыты, наблюдения и лабораторные работы, выполняемые учащимися самостоятельно в домашних условиях, с помощью изготовленных ими приборов, с целью удовлетворения познавательных потребностей (интереса).

Нами осуществлен анализ состояния проблемы организации домашних опытов и наблюдений в педагогической науке и школьной практике за последнее столетие.

В методической литературе в России и за рубежом этот вопрос рассматривается с конца XIX- начала XX века в работах К.Д.Краеви-ча, К.В.Дубровского, Н.С.Дрентельна, A.B. Цингера, Дж.Гопкинса и др. В 30-х годах в России занимаются домашним экспериментированием учащихся С. Ф. Покровский, П.А.Знаменский, П.В.Албычев, В.Г.Разумовский и др. В 40-60-х годах продолжают работать в этом направлении Н. С. Белый, С. И. Юров, Е.Н.Соколова, Н.К.Крылов. С 1962 года разработкой методики применения домашних опытов и наблюдений в учебном процессе по физике занимаются А.В.Усова и 3.А.Вологодская, серия таких заданий включена ими в "Дидактический материал по физике в 6-7 классе" как обязательные домашние задания (М.:Просвещение, 1983).

Мы проанализировали состояние преподавания физики в школах США, Канады и других стран, а также отечественные учебники и

программы по физике с точки зрения исследуемой проблемы. Было проведено анкетирование учителей, родителей и учащихся , проводившееся с целью изучения их отношения к преподаванию физики в УП-УШ классах и с целью выяснения их отношения к проведению домашних опытов и наблюдений учащихся.

На основе анализа состояния проблемы организации домашних опытов и наблюдений учащихся можно сказать, что домашнее экспериментирование учащихся как метод обучения физике имеет большое значение и это отмечалось на протяжении всего столетия, начиная с конца XIX века учеными-методистами России и зарубежных стран.

В настоящее время имеются книги и пособия, которые содержат задания по проведению самостоятельных экспериментальных работ по физике, однако они или не отвечают действующей программе или не расчитаны на выполнение опытов только в домашних условиях, или не содержат научно разработанной системы Домашних экспериментальных работ и методики ее применения, которая соответствовала бы требованиям настоящего времени.

Значение самостоятельной учебно-исследовательской деятельности учащихся, функции, которые выполняют домашние опыты и наблюдения учащихся требуют тщательного анализа и разработки методики их проведения учителем а такжё разработки методики формирования у учащихся умения пользоваться этим методом в процессе обучения и в будущей практической деятельности

Деятельность обучаемых происходит под влиянием многобразных внешних воздействий. Некоторые из них, -при определенных обстоятельствах выступают как ее побудители (внешние стимулы). Проанализировав работы В. П. Шумана, О.Н.Майкова, З.И.Равкина, Л.Ю.Гордина, Г. И. Щукиной мы рассматриваем стимул как причину, побуждающую к деятельности, создающую благоприятные условия для развития. При этом можно выделить 11 стимул педагогический" как качественно своеобразное средство педагогического воздействия.

В свете предмета нашего исследования проблема стимулирования рассматривается в аспекте активизации мышления и познавательных интересов учащихся.

Интересы и, в частности, познавательные интересы, психологи и педагоги рассматривают и изучают с различных сторон, но все исследователи сходятся в том, что интерес является частью общей проблемы воспитания и развития.

Мы рассмотрели психологическую природу интереса (П.П.Блон-ский, Л.С.Выготский, Л. А. Гордон, У.Джемс, Л.Н.Леонтьев, И. П. Пав-

лов, С.Л. Рубинштейн и др.), характерные особенности я виды познавательного интереса (Г.И.Щукина, Е. В. Оспешшкопа), значение познавательного интереса не только в процессе обучения, но и для умственного развития и воспитания всесторонне развитой личности.

Мы рассмотрели некоторые аспекты психологии мышления и проанализировали работы в области определения видов мышления, их специфики, уровней сформированное™, диагностики интеллекта и мышления и их дальнейшего развития (Г.А.Берулава, Л.С.Выготский, Дж. Гилфорд. У. Дяемс, К.Ингенкамп, Я. А. Пономарев и др.).

Опираясь на психофизиологический аспект мышления, который включает а себя возрастные возможности психики ребенка (B.C. Ро-тенберг, С. М. Бондаренко, Д.«. Гилфорд), мы делаем вывод, что целенаправленное, систематическое использование домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ стимулирует активизацию и дальнейшее развитие как логического, так и образного мышления, что способствует воспитанию гармонически развитей личности, психически устойчивой к любым неожидониостям.

Мы выделили три уровня мотивации занятиями физикой, в частности домашним экспериментирование«, определили условия, при которых возникает и развивается интерес к учению и как эти условия влияют на домашние опыты и наблюдения, выполняемые школьниками, выделили три вида стимулирования познавательных интересов учащихся.

Проанализировав теоретические аспекты познавательного интереса и мышления подростков, а также значение их формирования и развития у учащихся, мы можем сказать, что мотивация, познавательный интерес и мышление неразрывно связаны. Для того, чтобы "включить" мыслительную деятельность человека и постоянно стимулировать ее, необходимо определить его мотивацию, заинтересованность в такой деятельности, и, наоборот, умственная деятельность стимулирует интерес, жизненные силы человека. Чтобы развивать познавательный интерес необходимо правильно организовать и стимулировать деятельность человека. Стимулирование домашней экспериментально-исследовательской деятельности человека должно стать в свою очередь стимулом развития как познавательных интересов, так и мышления школьников. Это и легло в основу нашего исследования.

В главе II "Методическая модель стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся YII— YIII классов" - решается проблема соотнесения этапов стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся

с этапами и уровнями развития познавательного интереса и мышления учащихся.

Развитие познавательного интереса и мышления с их логической и образной составляющими как условие усвоения физических знаний учащихся мы связываем с применением соответствующих стимулов. Опираясь на теорию стимулирования познания, интереса и мышления (З.И.Равкин, В.П.Шуман, Г.И.Щукина, А.В.Усова), мы пришли к заключению о правомерности применения следующей схемы последовательной реализации методической модели организации домашнего экспериментирования учащихся: стимулы обуславливают актуализацию и направленность развития познавательного интереса; методически обусловленная учебная деятельность на основе актуализированного познавательного интереса, приводит к развитию мышления в его двух составляющих - логического и образного мышления.

I-1 I---1 I--1

| стимулы (■—J актуализация и развитие |—| развитие мышления | 1--1 |познавательного интереса | | (логическое и образное)|

I____I I_____I

Этой схемой мы пользовались при выделении этапов реализации методической модели. Мы вычленили три уровня развития познавательного интереса учащихся YII-YIII классов к предмету физики в целом и к выполнению домашних экспериментальных заданий, взяв за основу уровни развития познавательного интереса, его основные компоненты и признаки, выявленные Г.И.Щукиной, А.В.Усовой и Е.В.Оспенниковой. Кроме того, мы выделили признаки и направленность развития мышления на каждом из этих уровней в соответствии с формами мышления логико-знаковым и образным, основываясь на исследованиях B.C.Ротенберга.

С каждым уровнем развития познавательного интереса учащихся и направленности развития их мышления на этих уровнях мы соотносим этапы стимулирования познавательной деятельности при обучении физике и организации самостоятельной экспериментально-исследовательской деятельности учащихся YII-YIII классов в домашних условиях и на уроке. В итоге мы выделили три этапа организации и стимулирования деятельности учащихся и соответствующие им три уровня развития познавательных интересов и направленности развития их мышления.

I этап: организационно-подготовительный.

Основное содержание:

1. Подготовка и нацеливание учащихся на выполнение домашних

экспериментальных работ.

2. Ознакомление с методами научного познания.

II этап: исследовательско-реализующий. Основное содержание:

1. Исследовательская деятельность учащихся экспериментального и теоеретического характера.

2. Деятельность по осознанию учащмися структуры эксперимента как метода научного познания.

III этап: обобщающе-творческий.

Основное содержание:

1. Выполнение самостоятельных исследований группами и индивидуально.

2. Обобщение знаний на основе выполнения домашних экспериментальных работ учащихся.

На каждом этапе мы выделили и поставили в соответствие друг другу группы стимулов и их содержание, признаки развития интереса и деятельность учащихся, рассматривая их в направленности:

1. Предметная направленность.

2. Практическая направленность.

3. Организационная напрвленность.

4. Эмоциональная направленность.

5. Мотивационная направленность.

Кроме этого, мы выделили на каждом этапе деятельности признаки развития мышления учащихся в логической и образной составляющих.

В рамках выделенных этапов организации домашней экспериментально-исследовательской деятельности как оснований построения методической системы мы вычленили ее основные компоненты в виде следующих блоков и представили в виде таблицы 1.

В соответствии с разработанной моделью стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся был разработан план распределения работ по темам и урокам курса физики YII класса. При этом были вычленены три составляющие соответствующие федеральному, региональному и индивидуальному компонентам стандарта образования.

Первая составляющая является обязательной для выполнения всеми учащимися. ■ •

Вторая составляющая - обязательно-вариативная. Учитель по своему усмотрению, в зависимости от уровня усвоения учашимится знаний, умений и навыков может поднять их уровень до необходимого программой при помощи этих дополнительных заданий.

Таблица •

I этап организационно-подготовительны!! ......... ■'-■----,-- IГ этап 1 III этап исследовательско-реализугяшй! твсрчесхи-обобщзющий

Блок 1 - организационный: - организация целеполагания; - подготовка рабочего места; - оформление тетрадей для домашнего экспериментирования Блок 2 - ознакомительный: - ознакомление с видами домашних экспериментальных работ,(наблюдение, домашний опьгг, домашняя лабораторная работа); - ознакомление со структурой наблюдения, эксперимента, исследовательской работы; - ознакомление с формами описания процессов (текст, рисунок, таблица измерений, график); - ознакомление с приемами логических рассуждений и умозаключений. Блок 3 - тренировочный: - задания на изготовление простейших приборов (мензурка, динамометр, весьп; - выполнение тренировочных заданий на умения проводить простейшие измерения, вычисления' - выполнение опытов по заданию учителя с точным следованием его предписаниям; - лабораторные работы по формированию измерительных умений и навыков. Блок 4 -контрольно-диагностичес-кий:контрольная работа по проверке измерительных умений. Блок 1 - тренировочный (частично-самостоятельный): - выполнение опытов по заданию учителя с точным следованием его предписаниям, отработка логических умозаключений. тренировка в анализе явлений; - выполнение экспериментов по точному распорядку, но с непрогнозируемым результатом; Блок 2 - частично-поисковый: - проведение эксперимента или исследования с недостающими данными; - выбор учащимися вариативных и индивидуальных заданий; Блок 3 - поисковый - проведение самостоятельных исследований по заданию учителя; - придумывание и проведение собственных опытов и исследований; - изготовление приборов без предварительных инструкций учителя. Блок 4 - контрольно-диагностический: - фронтальные лабораторные работы и контрольные домашние эксперименты на проверку усвоения структуры исследования и логических приемов умственной деятельности ) Блок 1 - исследовате-| льскии: ¡- групповые задания для 1 ¡обобшаоких уроков по темам курса; >- индивидуальные творческие задания исследовательского характера; Елок 2 - контрольно-диагностический: - итоговая контрольная работа экспериментального характера; - домашняя контрольная экспериментальная работа • 1

Третья - индивидуальная составляющая домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ проектируется опираясь на опыт изучения познавательного интереса учащихся, обобщением которого и явился набор экспериментальных заданий для индивидуального исполнения, по желанию учащегося.

Принцип дифференцированного подхода мы соблюдали и при проектировании каждой домашней лабораторной работы и опытов.

Мы предложили классификацию домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ по каждой теме курса физики УП класса, выделив следующие основания для классификации:

1. Изготовление простейших приборов.

2. Моделирование (изготовление моделей).

3. Формирование измерительных умений.

4. Наблюдение и объяснение явления.

5. Выдвижение гипотезы опыта и ее обоснования.

6. Выделение причины и следствия в наблюдаемом явлении.

7. Выявление условий, соответствующих данному явлению.

8. Проектирование эксперимента (проведение мысленного эксперимента).

9. Кодирование полученной информации о ходе эксперимента различными способами.

10. Установление зависимостей.

11. Выявление закономерностей.

12. Выполнение, учебного исследования по общему плану экспериментально-исследовательской деятельности.

Выделенные нами этапы организации эксперименталыго-исследо-ватэльской деятельности учащихся будут присутствовать не только при обучении физике в УП классе, но и в последующие годы, однако уровень сложности материала изменится, будет выше предыдущего, так же, как и уровень его восприятия учениками. Изменятся способы записи результатов наблюдения и опыта и т.п. Поэтому в каждом классе возникает необходимость в организации всех трех этапов стимулирования экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, но в каждом последующем классе уровень выполнения работ, входящих е эти этапы становится выше уровня предыдущих, так что в целом этот процесс можно представить развивающимся по спирали.

Для того, чтобы правильно организовать процесс обучения при внедрении новой методической системы, мы сформулировали ряд педагогических и методических условий.

К методическим условиям мы относим:

1. Тщательно продуманное распределение заданий по темам программы.

2. Систематическое применение наряду с другими видами домашней работы учащихся и классного самостоятельного эксперимента.

3. Обязательность и осознанность выполнения.

4. Структурирование выполнения домашнего опыта, наблюдения и лабораторной работы.

Задания могут быть предложены ребятам для выполнения фронтально, группе, индивидуально.

Для предупреждения непродуктивных затрат времени на уроке необходимо иметь размноженные на ксероксе для каждого ученика класса описания домашних опытов, наблюдений и домашних лабораторных работ. Задания представлены по темам курса физики УП-УШ классов и пронумерованы. На дом задается номер домашнего опыта или задание на выбор учащимся по теме, которую проходят на уроке.

В завершающей части главы 2 рассмотрены система контроля за выполнением домашних экспериментальным заданий и методика их оценивания.

Б третьей главе - "Методика проведения и результаты педагогического эксперимента" - рассматриваются методика проведения и основные этапы педагогического эксперимента, критерии эффективности разработанной методики стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся.

В задачи педагогического эксперимента входило изучение влияния разработанной нами системы домашних опытов и методов стимулирования домашнего экспериментирования учащихся на уровень сформированной! экспериментально-исследовательских умений, на развитие познавательного интереса, умения наблюдать и качество усвоения системы физических понятий.

Педагогический эксперимент проводился в УП-УШ классах школы N17 г.Полевского Свердловской области и в школах N 31, Б8, 99 и 132 г.Челябинска.

Классы "Э" - экспериментальные - в них проводилось стимулирование домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся.

. Класс "К1" - контрольный по отношению 1 экспериментальному, т,к. в нем домашние задания экспериментального характера давались эпизодически, без их стимулирования.

Класс "К2" - контрольный по отношению к двум предыдущим,

т.к. в этом классе учитель не пользовался нашей методикой, ограничившись учебником и другими доступными пособиями.

Для оценки эффективности предлагаемой методики были выбраны критерии: коэффициент полноты сформировашюсти знаний об отдельных элементах системы знаний и о связях между ними; коэффициент полноты усвоения способов деятельности в процессе реализации домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся; коэффициент эффективности экспериментальной методики стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся.

Достоверность полученных результатов определялась на основании использования критерия Вилкоксона и критерия Пирсона (хи-квадрат).

Основные результаты педагогического эксперимента представлены в таблицах 2 и 3.

Из таблицы видно, что высокий уровень развития умений экспериментально-исследовательской деятельности учащихся положительно влияет на уровни развития познавательного интереса учащихся, а высокий уровень развития познавательного интереса, в своп очередь способствует формирование высокого уровня умения наблюдать и усвоения понятий.

Таким образом, проверка достоверности результатов педагогического эксперимента по критериям Вилкоксона и критерию Пирсона (хи-квадрат) подтверждают справедливость гипотез о том, что систематически организуемая и стимулируемая учителем экспериментально-исследовательская деятельность учащихся экспериментальных классов оказывает существенное влияние на развитие познавательного интереса к изучению физики, экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, умения наблюдать и качество усвоения понятий. Выделенные критерии показывают значимость различий уровней сформировашюсти умений, развития интереса и усвоения понятий в экспериментальных классах по сравнению с контрольными.

Основные результаты выполненного диссертационного исследования:

1. Проанализировано состояние проблемы организации и проведения домашнего экспериментирования учащихся в методике преподавания физики и практике школьного обучения, определено значение и дидактические функции домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ учащихся, определено их место в учебном процессе по физике,

Таблица 2

Расчет коэффициентов полноты усвоения понятий учащимися

Понятия

Диффузия

Вуаимодей етвие тел Механичес кая энергия

Коэффициент полноты усвоения содержания понятия

Кз

Кк1 Кк2

0,259 0,465 0,543 0,565 0,165 0,146 0,592 0,329 0,170

Коэффициент полноты усвоения способов деятельности

Кэ

Кк1 Кк2

0,630 0,635 0,586 0,731 0,339 0,265 1,200 0,460 0,387

Коэффициенты эффективности 1, 2, 3

1п,

2п,

Зп

0,476 0,556 0,856

1,075 0,992 1,083

2,758 2,156 1,279

3,732 3,303 1,130

3,482 1,799 1,935

3,100 2,608 1,188

Кэ

1 КЭ Кк2 Кк1

3=

Кк1 Кк2

1п=

Кэп Кк2п'

2п=

Кэп Кк1п'

Зп=

Кл1п Кк2п

Таблица 3

Распределение учащихся экспериментальных (э) и контрольных (к) классов по уровням сформированное™ знаний и умений (результаты последнего среза)

Нормируемое умение, знание Тип обучения Объем выборки Количество учащихся данного уровня Тнабл. Ткрит

12 3 4

Измерительные умения Э К 47 45 3 13 9 22 17 16 8 4 22,597 7,81

Эксперимен-тально-исс-лелователь-кие Э К1 К2 22 19 21 1 14 7 1 20 3 -13 8 39,442 16,525 18,309 7,81 5,99 5,99

Исследовательские (интеллектуального характера) Э К1 К2 22 19 . 21 1 16 5 4 11 4 -3 13 3 23,605 20,89 7,51 7,81 5.99 5,99

Умение наблюдать Э К1 К2 22 24 21 13 9 1 11 12 2 17 2 34,179 19,094 8,599 7,81 7,81 5,99

Усвоение понятия Э К1 К2 22 24 21 3 9 10 5 19 16 4 1 - 34,657 37,657 16,417 7,81 7,81 5,99

Познавательный интерес Э К1 К2 22 24 21 6 7 9 7 8 7 2 13 8 21,76 11,67 8,89 7,81 7,81 7,81

Тнабл.1 - между классами Э и К2; Тнабл.2 - между классами Э и К1; Тнабл.3 - между классами К1 и К2.

Как видно из диаграммы, во всех случаях Тнабл.>Ткрит.

выявлены уровни развития умений экспериментально-исследовательской деятельности учащихся.

2. Уточнено понятие экспериментально-исследовательской деятельности учащихся как части более общего понятия самостоятельной исследовательской деятельности.

3. Проанализированы психолого-педагогические аспекты формирования познавательного интереса, мотивов к обучении и мышления школьников. На основе этого анализа уточнены уровни развития познавательного интереса уча.щихся, показаны возможности активизации развития познавательного интереса и мышления учащихся.

4. Разработаны методологические основы формирования исследовательских умений учащихся, в основу которых положены структурные элементы системы научных знаний и методов научного познания.

5. Разработана методическая система домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ, включающая обязательную, вариативную и индивидуальную составляющие и направленная на формирование у учащихся умений экспериментально-исследовательской деятельности.

6. Разработана структура деятельности учащегося при выполнении домашнего экспериментального исследования, направленная на развитие экспериментально-иисследовательских умений учащихся.

7. Разработана методическая модель трехэтапного стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся, включающая предметные, практические, организационные и эмоциональные стимулы и направленная на развитие познавательного интереса и мышления учащихся в его логической и образной составляющих.

8. Осуществлена классификация домашних экспериментальных заданий на основе выделения структурных элементов методов научного познания.

9. Разработана методика организации, проведения и контроля за выполнением домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся со стороны учителя.

10. Составлены и внедрены в учебный процесс методические рекомендации по использованию домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ в курсах физики УП-УШ классов.

11. Экспериментально проверена эффективность разработанной методики и осуществлено внедрение ее в учебный процесс по физике в ряде школ г.Челябинскка, Екатеринбурга и Свердловской области.

Основные выводы проведенного исследования:

1. Специфика обучения физике выделяет самостоятельный эксперимент как один из основных видов самостоятельной работы учащихся.

Домашняя экспериментальная работа является одним из видов самостоятельной экспериментальной работы учащихся и имеет свои специфические особенности.

История домашнего экспериментирования учащихся в кашей стране и за рубежом показывает возможность применения домаших экспериментальных работ с целью обучения самостоятельному проведению опытов и наблюдений и формирования умений экспериментально-исследовательской деятельности учащихся.

Результаты исследования показывают, что несмотря на положительное отношение учителей и учащихся к домашним заданиям экспериментального характера, вопрос об организации и проведении домашних экспериментальных работ учащихся в методике преподавания физик!! разработан недостаточно и предоставлен инициативе учителей. Имеющаяся учебная и научно-методическая литература по организации и проведению этих работ не соответствует современным требованиям к обучению, домашние экспериментальные задания недостаточно представлены в учебниках по физике и не отражены в современных учебных программах.

2. Разработанная нами методическая модель стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности является средством реализации предложенной системы домашних опытов, наблюдений и лабораторных работ. В ее построении мы опирались на системный и деятельностный подход, что позволило решить проблему поэтапного формирования умений экспериментально-исследовательской деятельности учащихся и развития их познавательного интереса.

3. Экспериментальные домашние задания, привлекая школьников к самостоятельной деятельности, стимулируют их личностное развитие в аспекте развития их познавательных интересов и мышления, стимулируют прочное усвоение учащимися знаний и формирование умений, усиливая свое воздействие с трех позиций:

- концентрируют внимание учащихся на усвоении структурных элементов методов научного познания;

- способствует прочному овладении учащимися знаниями и умениями (экспериментально-исследовательские умения, умение наблюдать, формирование понятий);

- повышают точность, прочность, систематичность и, главное.

осознанность и применимость знаний.

4. Педагогический эксперимент подтвердил выдвинутые в работе гипотезы. Анализ результатов обучающего и контрольного 'экспериментов показал, что разработанная нами методика стимулирования домашней экспериментально-исследовательской деятельности учащихся по физике эффективна и может быть использована в учебном процессе в средней школе.

Результаты исследования представлены в публикациях:

1. Методические рекомендации ло проведению домашних опытов и наблюдений в 7 классе. Екатеринбург: Свердловский областной институт усовершенствования учителей. Департамент образования Свердловской области, 1992 г.

2. Методические рекомендации по проведению домашннх лабораторных работ по физике в 7 классе. Екатеринбург: Свердловский институт усовершенствования учителей. Департамент образования Свердловской области, 1992 г.

3. Методические рекомендации по проведению домашних опытов, наблюдений и лабораторный работ по физике в 3 классе. Екатеринбург: Свердловский институт усовершенствования учителей. Департамент образования Свердловской области, 1993 г.

4. Развитие мышления учащихся при выполнении домашннх экспериментальных работ //Использование физического эксперимента и ЭБТ в развивающем обучении. -Екатеринбург: УГПИ, 1992 г.

5. Домашние опыты и наблюдения по физике как одно из средств формирования у учащихся физических понятий и повышения интереса к физике //Тез.докладов - Челябинск: ЧГПИ, 1993 г.

6. Домашние экспериментальные работы учащихся как одно из средств актуализации и развития познавательного интереса и мышления учащихся при формировании физических понятий у учащихся 7-3 классов //Тез.докладов - . Челябинск: ЧГПИ, 1994 г.