автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Взаимосвязь фундаментальных и прикладных вопросов электродинамики в курсе физики иракской средней школы

Автореферат диссертации по теме "Взаимосвязь фундаментальных и прикладных вопросов электродинамики в курсе физики иракской средней школы"

российская АКАДЕМИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ИНСТИТУТ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ

На правах рукописи

САЛЕМ ДЖОРДЖ СУЛЕЙ,1 АН

ВЗАИМОСВЯЗЬ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ВОПРОСОВ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ В КУРСЕ ФИЗИКИ ИРАКСКОЙ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

13.00.02 - Методика преподавания физики

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Институте общеобразовательной школы Российской Академии образования.

Научный руководитель: кандидат педагогических наук, ст.н.с.

Ю.И. ДИК

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

A.A. ПИНСКИЙ

кандидат педагогических наук, ст.н.с. Р.Д. ЫИНЬКОВА

Ведущее учреждение: Московский педагогических государственный униворситет иы. В.И. Ленина

Запита диссертации состоится 11 ££," декабря 1992 г. в /(7 часов на заседании специализированного Совета в Институте общеобразовательной школы Российской Академии образования по адресу: 119905, г. Москва, ул. Погодинская, доц 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " № " ноября 1992 г.

УчоныИ секретарь ^^

Специализированного Совета A.C. ЛЕСНЕВСКИЙ

.. .. ■-.■л ■.....: . .

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Проблема совершенствования образования - характерная черта современного этапа научно-технической революции. Особую актуальность приобретает она в развивающихся странах, испытывающих острую потребность в грамотной молодежи - выпускниках средней школы, способной плодотворно трудиться в народном хозяйстве страны или продолжать образование на новом ступени для получения высшей профессиональной квалификации. Именно такое полона айв характерно для Ирака, имеющего древнейшую и самобытную историю культуры и просвещения и переживающего в на-' стоящее время этап становления экономики и, в том числе, - систематического школьного образования со свойственной этому периоду необходимостью совершенствования методических основ преподавания важнейших предметов.

Среди всех фундаментальных наук, определяющих современный научно-технический прогресс, физике принадлежит особая роль в подготовке выпускников средней школы к активному и деятельному участию в современном производстве. Необходимость совершенствования физического образования в средней шк'сяо обусловливается развитием самой физики как науки, возрастанием ее-роли в развитии производства, смежных наук и культуры общества.

Электродинамика, являясь одним из важнейших и наиболее сложных 'разделов физики, может о'ыть по праву избрана га рв о очередный примером для отработки новых методических подходов к преподаванию, которые впоследствии'могли бы быть применены при обучении другим разделам физики.

Анализ научной педагогической литературы показывает, что проблеме определения эффективных на современном этапе путей совор^енст-

вования методики преподавания физики в иракской школе посвящены две работы.

В диссертации Аль-Адаш. Х.Н. сформулированы валснойшио проблемы совершенствования физического образования: повышенно качества и научного уровня знании школьников, повышенно роли учебного предмста'в общей образовании выпускников средней школы, в подготовке их к работе в национальном производстве. Разработана теоретическая концепция совершенствования содержания школьного курса физики, в основе которой лежат объективные тенденции: усовершенствование систематизации учебного материала на основе фундаментальных идей физики, построение ступенчатой структуры курса, включение современной теории, усиление роли физического эксперимента, связь с другими естественно-научными предметами, связь с производством. На основе разработанных автором теоретических положений усовершенствована программа по физике для 8-10 классов и разработаны методические рекомендации к ней.

Диссертационная работа Фериаль'К. Айюб посвящена разработке системы методических рекомендаций, обеспечивающих введение учебного демонстрационного и лабораторного эксперимента в практику преподавания физики на первой ступени иракской средней школы. Обоснована целесообразность разработки системы учебного демонстрационного и лабораторного эксперимента, доступной для постановки учителю физики на современном этапе развития иракской школы , и ориентированной на широкое использование бытовых приборов и технических устройств, простых самодельных приборов и оборудования.

Несмотря на важность и практическую значимость упомянутых исследований для становления иракской педагогической науки , они лшл. в малой стопони порокрывают существующие проблемы в области

преподавания физики в иракской срзднай школе. Действительно , актуален дальнейший научный поиск подходов к рациональному формированию содержания и структуры курса, выбору адекватности методов и средств обучения, обеспечивающих повышение эффективности усвоения учащимися материала без увеличения учебного времени. Большие возможности получения новых результатов в этом направлении сосредоточены в изучении особенностей взаимосвязи и оптимизации соотношений фундаментальных и прикладных вопросов в курсе физики на примере раздела электродинамики.

Перечисленные выше обстоятельства определяют актуальность данной научной проблемы и обусловили выбор темы настоящей диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является исследование путой совершенствования физического образования в иракской средней школе на примере курса электродинамики.

Из поставленной цели вытекают следующие основные задачи исследования:

- проанализировать современное состояние обучения физике и, в частности, электродинамике в иракской средней школе;

- исследовать и обобщить опит России и развитых стран Запада в построении раздела электродинамики в курсе физики сродной школы;

- определить основные тенденции развития и совершенствования курса электродинамики в иракской средней школе.

Для ратания этих задач на различных этапах работы над диссертацией использоватись следующие методы исследования:

- анализ и сопоставление учебных планов, программ и учебников по физике в иракской и российской лколах;

-ч- изучение официальных документов, статистических материалов, отражающих состояние преподавания курса электродинамики в средней школе, опубликованных в России, Ираке и в других странах;

- изучение общепедагогической, методической и научной литературы.

Новыми научными результатами, полученными в исследовании, являются:

- выявление и обоснование путем всестороннего сравнительного анализа программ по курсу электродинамики в России, США, Великобритании, Франции, Японии и Ираке положения о том, что содержание прикладного материала в основном зависит от глубины изучения фундаментальных вопросов физигки и в гораздо меньшей степени - от национальных и историко-географических особенностей стран;

- установление факта отсутствия однозначной взаимосвязи между глубиной изучения фундаментальных вопросов курса и способами изучения прикладного материала - теоретическим, экспериментально-практическим или "смешанным". Обосновано предположение о том, что выбор способов в больной степени зависит от экономического состояния государства и от внимания к сфоре образований;

- обоснование в качестве перспективного направления совершенствования курса физики генерализации прикладных вопросов курса вокруг электронизации хозяйства страны как приоритетного направления научно-технического прогресса. При этом курсу электродинамики здось отводится ведущая роль.

Практическая значимость исследования заключается в том, что разработанный в ном перспективные направления совершенствования физического образования в Ираке на примере раздела электродинамики сущпстпонно улучшат теоретическую подготовку школьников и могут быть использованы при разработке способов повышения эффоктив-

- ь -

Ноет и обучения другим разделам физики.

На защиту выносятся;

- положение об определяющей роли объективной взаимосвязи пожду глубиной изучения фундаментальных вопросов физики и содержанием прикладного наторкала курса;

- положение о том, что предпочтительным и наиболее перспективным направлением совершенствования курса физики является генерализация прикладных вопросов курса вокруг важнейших отраслей современного научно-технического прогресса. Для курса электродинамики - это электронизация хозяйства страны.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх» глав, заключения и библиографии.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во в водении дана общая характеристика исследования,обоснована актуальность юмы, олредолены цоль, задачи и методы исследования, показана научная новизна, теоретическая и практическая значимость, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой глава рассматриваются вопросы истории развития народного образования в Ираке. Показано,, что культура и просвощонио в Ирако имеют древнейшую и самобытную историю, однако в настоящее время система народного образования страны переживает трудный этап становления, связанный с необходимостью разработки и совершенствования методических основ преподавания основных предметов, подготовки квалифицированных педагогических кадров для школ страны. Особое место здесь занимают проблемы физического образования, поскольку физика является основой научно-технического прогресса. В связи с этим готовность молодежи, оканчивающей школу, к .участию в соци-

ально-эконоыичоском развитии страны во многом связываотся с приобретением минимального запаса теоретических и прикладных знаний и умений по физика в сродней шкале.

Основу современной системы народного образования в Ираке составляет 12-летняя общеобразовательная школа. Продолжительность обучения в начальной школе составляет б лет. Начальная школа является обязательной для всох детей и подростков в возрасте от 6 до 12 лет. Сроднее образование учащиеся получают, в основном, в общеобразовательной средней школе, которая состоит из неполной средней школы со сроком обучения 3 года и полной сродной школы также с трехлетним сроком обучения. На первом году обучения (10 класс) в старшой (полнойУ средней школе все учащееся получают одинаковое образовании, занимаясь по единой программе. На завершающем этапе среднего образования обучение осуществляется дифференцированно : учащиеся распределяются по двум отделения... - литературному (гуманитарному) и естоственно-математическому.

Изучение физических явлений в .иракской школе начинается в пропедевтическом плане на начальном этапе обучения (4, 5, 6 классы) в рамках предмета "Природоведение.". Систематическое изучение физики как самостоятельного обязательного предмета начинается в 8 классе неполной средней школы и завершается в 10 класса. В II и 12 классах физика, как и все предметы естественно-математического цикла, изучается по выбору учащихся. В целом,на изучение физики отводится примерно 450 часов, что составляет около 31$ учебного времени, отведенного на изучение естествознания.

Вопросы элсктродин.шики имеют значительный удельный вес в курсе физики иракской средней школы. Изучение электродинамики построено па концентрической основе и осуществляется систематически

в точение трех лет. В восьмом классе учащиеся получают первоначальные сведения по электризации тел и статическому электричеству, усваивают основные понятия магнетизма. В девятом классе изучаются вопросы, связанные с природой, основными законами и эффектами электрического тока, рассматриваются элементы электромагнетизма. Наиболее серьезный по объему и глубине изучения концентр электродинамики сосредоточен в программе по физике двенадцатого класса, где на факультативной основе изучается обширный круг вопросов, группирующихся вокруг двух основных разделов: электричество постоянного тока и электричество переменного тока.

Анализ существующего состояния обучения физике и, в частности, электродинамике в средних школах Ирака позволяет сделать выводы о перегруженности программы многочисленными повторами том и отдельных сведений, о преобладании феноменологического подхода в изучении предмета, о чрезмерной применении индуктивного метода, о дефиците теоретических обобщении, о случайном отборе прикладных вопросов курса и теоретическом'их изучении, о слабом отражении в курсе электродинамики экспериментальной и практической составляющих прикладного материала.

Вторая глава посвящена анализу способов представления "ядра" и "оболочки" содержания раздела "электродинамика" курса физики средней школы.

Основу описания электродинамической стороны научной картины мира составляет теория электромагнитного поля, математически выраженная в системе дифференциальных уравноний Дж. Максвелла. В этой теории рассматриваются электроаагнитныо взаимодействия, наблюдающиеся между заряженными толами или частицами, токами, а также магнитами, выясняется природа электромагнитных сил. Тоория

- ч -

Максвелла - это теория электромагнитного поля, а не учение о зарядах и токах, об их взаимодействиях в свете представлений теории дальнодействия. Поэтому, если следовать идеям Максвелла, то надо изучать поля (статические, стационарные, переменные), создаваемые зарядами и токами. Такой подход и такое решение данного вопроса возникли не сразу. Но сейчас, во многом благодаря работам С.Е.Ка-меноцкого и его школы, они превалируют, хотя и ни везде нашли конкретное методическое воплощение. Таким образом, изложение электродинамики должно быть пронизано идеями теории электромагнитного поля, а объяснение электрических и магнитных свойств вещества необходимо давать на основе классической электронной теории. Инвари-

г

антное ядро курса электродинамики представляет собой уравнения Максвелла, которые изучаются на качественном уровне. Учитывая абстрактность электродинамических понятий, целесообразно в обучении широко применять методы моделирования и эксперимента.

В настоящее время электричество, магнетизм и вопросы электродинамики изучаются в российской средней школе в основном курсе физики в 8, 10 и II классах, а также на факультативных занятиях. В 8 классе учащийся даются лишь первоначальные сведения об электричестве и электромагнитных явлениях. На их изучение выделено 32 часа с учетом резервного времени. Учащиеся выполняют 8 фронтальных лабораторных работ. В 10 классе в программе выделен специальный раздел "Электродинамика", в который входят темы: "Электрическое поле", "Законы постоянного тока", "Магнитное поле", "Электрический »ток в различных средах". Этот раздел продолжается в II классе темами "Электромагнитная индукция", "Электромагнитные колебания", "Электромагнитные волны". На изучение этого раздела курса физики выделяется с учетом физического практикума и экскур-

сий 138 часов. Учащиеся выполняюг 25 практических работ (9 фронтальных и 16 работ физического практикума).

Программа предполагает последовательное формирование у учащихся понятия электромагнитного поля: электростатического, электрического к магнитного стационарного, вихревого электрического и магнитного, электромагнитного. В разделе изучаются как электрический базис электродинамики, так и её ядро и следствия."Однако курс электродинамики изучается, в основном, 'индуктивно, хотя и охватывает основные положения теории. Идеи, изложенные в исследованиях С.К. Каменецкого, о дедуктивно;, изложении курса, пока но получили реализации в российских учеенкках но физике. Прикладные вопросы электродинамики занимают значительное место в курсе физики 1-й и 2-й ступени. Их изучение организовано по так называемому "смешанному" варианту, где имеет место как теоретическое их изучение, так и экспериментальное. Содержание прикладных вопросов курса не имеет единого основания для отбора и представляет собой случайный подбор материала. Иными словами, генерализующая идея прикладных вопросов курса не прослеживается.

Изучение способов раскрытия содержания раздела электродинамики в программах по физике средних школ США, Великобритании, Франции и Японии позволяет сделать вывод о том, что электродинамика является важнейшим разделом в школьных курсах физики этих стран. При всем многообразии методических подходов и особомшстей обучения физике в разных странах фундаментальные вопросы курсов электродинамики являются инвариантными, в то же время уровень и глубина изучения этих вопросов различны. Исследование роли и места прикладных вопросов электродинамики в программах по физике этих стран показало, что прослеживается тенденция генерализации прикладного

Чо-

маториала курса вокруг идеи электронизации хозяйства этих стран. Особенно заметно эта тенденция проявляется в курсах физики Японии и Великобритании.

Раскрытие роли и места прикладных вопросов электродинамики в обучении требует рассмотрения взаимосвязи тоории и эксперимента, практики в научном познании и в учебном процессе. Происходящий в настоящее время информационный взрыв поставил перед методикой преподавания серьезную проблему отбора учебного материала и разработки таких способов его организации, которые позволили бы ученикшл за приемлемое время усвоить основные знания. Одним из общепризнанных в мировой практике способов организации учебного материала является его группировка вокруг основных физических теорий. Установлено, что изучение материала в форме учебного варианта научной теории способствует лучшему его усвоению, системности знаний, развитию мышления учащихся, формированию у них навыков использования логических и экспериментальных средств для самостоятельного добывания знаний, а также научного мировоззрения.

Эликтродинамика является ярким образцом научной тоории со в(Лзми её элементами. Учобный вариант её используется как один из центров концентрации маториала в курсе физики. Таким образом, роль и место прикладных вопросов электродинамики определяется в виде следствий современной теории электромагнитных явлений, которые, с одной стороны, подтверждают правильность .теории, с другой стороны - уточняют область её применимости.

В качество характерных особенностей взаимосвязи между изучением фундаментальных вопросов физики и прикладного материала курса можно отмотить глубину изучения тех и других вопросов. Глубина изучения одних вопросов, например, фундаментальных, влечет за собой

соответствующую глубину изучения прикладного материала. В то же вромя нет однозначной взаимосвязи между глубиной изучения фундаментальных вопросов курса и способами изучония прикладного материала - теоретическим, эксперт.онтально-практическим или "смешанным". Видимо, ото в большей степени зависит от экономического состояния государства и от внимания к сфере образования.

В третьей главе разрабатываются тенденции совершенствования курса электродинамики.

Основная тенденция совершенствования раздела электродинамики в школьном курсе физики России состоит в генерализации учебного материала, построении его с использованием обобщений'на уровне теории с выделением в качестве основного и сквозного понятия электромагнитного поля. Реализация методологической функции теории в учобном процессе повышает эффективность изучения курса электродинамики, способствует формированию гносеологического аспекта мировоззрения учащихся. Рациональное соотношение основного теоретического и прикладного материала в курса электродинакими определяется эффективностью решения главной задачи: убедительного отражения связи теории с экспериментом, раскрытия роли опыта как источника знаний и критерия правильных теоретических положений. Конкретика применяемых методических приемов зависит в первую очередь от возрастных особенностей учащихся, уровня их предшествующей подготовки, запаса имеющихся у них знаний и умений.

Повышение научного уровня изучения раздела "Электродинамика" предусматривает также и совершенствование физического эксперимента по этому разделу. Совершенствование учебного эксперимента целесообразно

основывать на полевом подходе к его изучению,, усилении доли опытов, фронтальных- лабораторных работ и работ физического

-а-

практикума, иллюстрирующих различные проявления электромагнитного полп.

Для удобства последующего сопоставления сравнительный анализ содержания курсов электродинамики в сродних школах России и Ирака целесообразно провести в следующих аспектах: структура курса, последовательность изложения материала, роль и место теории в курсе, роль и место прикладных вопросов, политехничность образования, роль физического эксперимента в курсе. Проводс;.ный анализ показывает, что при большом сходстве содержания и направленности курсов, их структуры, удельный вое основных составных частей (фундаментальные теоретические основы, прикладные вопросы и учебный физический эксперимент), а также заложенные методы обучения в значительной степени различаются. Если фундаментальные теоретические вопросы электродинамики в России и в Ираке в той или иной степени генерализованы, то этого нельзя сказать о прикладной составляющей курса. Продставляется, что определение направления генерализации прикладного материала по электродинамике - актуальная педагогическая проблема. В иракской средней школе курс электродинамики, как и курс физики в целом, построен на концентрической основе, тогда как в России он имеет ступенчатую структуру. Концентрическая структура курса неизбежно ведет к излишнзй затрате учобного времени на изучение ужо раз усвоенных знаний, перегружает школьников учебным материалом. Как в российской, так и в иракской школах содержание курса электродинамики И1.еет четко выраженную политехническую направленность, способствует формированию у учащихся знаний об основах промышленного производства, проблематике технических приложений изучаемых фундаментальных закономерностей, расширяет эрудицию в области современных технологий.

чъ-

Существенно разноа отражение в курсах электродинамики российской и иракской школ находит учебный физический эксперимент. В российском школьном курсе широко используются различные виды эксперимента - как строго предусмотренные программой демонстрационные опыты, фронтальные лабораторные роботы, работы физичеоко-го практикума, так и факультативные - экспериментальные задачи, внеклассные и домашние опыты. Особо важное значение придается самостоятельному выполнению школьниками учебного эксперимента. Иракская средняя школа в настоящее время серьезно отстает от российской по объему и качественному уровню постановки учебного эксперимента в курсе электродинамики. Причинами этого являются отсутствие в программе специально выделенного на учебный эксперимент вромени, отсутствие разделения практических работ на демонстрационный и лабораторным эксперименты, недостаточность специализированных лабораторных помещений и оборудования.

Проведонный выше сопоставительный анализ направлений и закономерностей развития курсов электродинамики в программе по физике Ирака и ряда западных стран позволяет сформулировать в общем виде основные тонденции развития и совершенствования' курса электродинамики в иракской средней школе. Естественно, что реализация этих тенденций обусловлена необходимостью устранения существующих недостатков в системе физического образования в средних школах Ирака. Одной из основных тенденций, которой', как представляется, должно следовать развитие курса электродинамики в иракской средней школе, являотся систематическое и широкомасштабное усиление в обучении роли физического эксперимента. В связи с этим целесообразен переход к кабинетной системе обучения физике, созданию специализированных классов-лабораторий, разработке и вклвчоник б

-щ-

программу курса обязательного для выполнения демонстрационного эксперимента, широкому введению в практику обучения фронтального эксперимента и практикума по физике. Другии важным фактором совершенствования обучения физике и, в том числе, электродинамике является переход от концентрической к ступенчатой структуре курса. Чрезвычайно плодотворным представляется последовательное осуществление генерализации фундаментальных вопросов раздела "Электродинамика" вокруг теории электромагнитного поля. Другой аспект генерализации учебного материала лежит в прикладной плоскости -прикладные вопросы курса электродинамики целесообразно генерализовать вокруг идеи элоктронизации экономики страны.

Реализация сформулированных тенденций дает возможность, на наш взгляд,.получить достаточно совершенный учебный курс, позволяющий эффективно проводить обучение электродинамике в средних школах Ирака.

Заключенно

1. Показано, что переживаемый Ираком этап становления национальной экономики, острая потребность в подготовке грамотной молодежи для работы на объектах народного хозяйства обуславливают необходимость разработки и совершенствование методических основ преподавания приоритетных предметов в школе и прежде всего - физики как основы научно-технического прогресса общества.

2. Анализ современного состояния физического образования в средних школах Ирака на примере изучения раздола электродинамики выявил ряд существенных недостатков, среди которых перегруженность программы многочисленными повторами тем и отдельных сведений, часто проявляющаяся тенденция изложения физических.явлений на фономе-нологг.ческок уровно б ущерб теоретическим обобщениям, отсутствие

/¿Г-

единого основания для отбора и недостаточная систематизация прикладных вопросов, нечеткая преемственность и нарушение внутренних связей учебного материала, слабое отражение в курсе эксперименталь-, ной и практической составляющих курса электродинамики.

3. Показано, что основные причины отмеченных недостатков заключаются в отсутствии последовательного применения принципа генерализации учебного материала, особенно в отношении прикладных вопросов курса, а такие несоблюдение рационального соотношения фундаментальных и прикладных вопросов в курсе.

4. Выявлено существование объективной взаимосвязи между глубиной изучения фундаментальных вопросов физики и содержанием прикладного материала курса.

5. Обосновано, что предпочтительным и наиболее перспективным направлением совершенствования курса физики является генерализация прикладных вопросов курса вокруг важнейших отраслей современного научно-технического прогресса. Для курса электродинамики - это электронизация хозяйства страны.

6. Разработана концепция развития раздела электродинамики курса физики средней школы Ирака, в основе которой лежат объективные тенденции: переход к кабинетной системе обучения физика, разработка и включение в программу обязательного для выполнония демонстрационного эксперимента, введение в практику преподавания электродинамики фронтального эксперимента, внедрение практикума

по физике, переход от концентрической к ступенчатой структуре курса, генерализация фундаментальных вопросов раздела "Электродинамика" вокруг теории электромагнитного поля, генерализация прикладных вопросов курса вокруг идеи электронизации хозяйства страны.