Управління процесом навчання в основній школі засобами шкільного фізичного експерименту

Размещено на http://www.allbest.ru

НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені М.П.Драгоманова

13.00.02 - Теорія і методика навчання фізики

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата педагогічних наук

Управління процесом навчання в основній школі

засобами шкільного фізичного експерименту

Швай Роксоляна - Марія Іванівна

Київ2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті педагогіки АПН України.

Науковий керівник кандидат педагогічних наук, старший науковий співробітник Костюкевич Дмитро Якович, Інститут педагогіки, старший науковий співробітник лабораторії математичної і фізичної освіти.

Офіційні опоненти:

доктор педагогічних наук, професор Мартинюк Михайло Тадейович, Уманський державний педагогічний університет імені П.Г.Тичини, декан фізико -математичного факультету;

кандидат педагогічних наук, доцент Сергієнко Володимир Петрович, Національний педагогічний університет імені М.П.Драгоманова, кафедра загальної фізики.

Провідна установа: Тернопільський державний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, кафедра фiзики та методики її викладання, Міністерство освіти і науки України, м. Тернопiль.

Захист відбудеться __5__ _лютого_______ 2002 p. o __15.30__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.053.03 у Національному педагогічному університеті імені М.П. Драгоманова, 01601, м. Київ, вул. Пирогова, 9.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного педагогічного університету імені М.П. Драгоманова, 01601, м. Київ, вул. Пирогова, 9.

Автореферат розісланий __24 грудня__ 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Є.В. Коршак

Размещено на http://www.allbest.ru

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність дослідження. Для розв'язання проблем, що постали перед теорією і методикою навчання фізики нині переоцiнюються рiзнi психологiчнi, дидактичнi й методологiчнi принципи, з'являються новi поколiння пiдручникiв, новi типи шкіл, нова доктрина освіти. Усе перераховане зосереджується на головному предметi педагогiки -- навчальному процесі.

Вiдомо, що навчання має багато специфiчних ознак i закономiрностей, а його процес є настiльки складним об'єктом дослiдження, що його не вдається охопити рамками однiєї науки -- дидактики, психологiї, логiки чи навiть системологiї. Слiд зазначити й те, що в педагогiчних дослiдженнях ХХ століття роль головного змiстового "полiгона", на якому апробуються дидактичнi моделi та педагогiчнi iнновацiї, вiдiграють природничі науки. Ця своєрiдна дидактична прiоритетнiсть природознавства взагалi та фiзики зокрема зумовлена мiсцем фiзики у сучаснiй культурi i логiкосемiотичною унiверсальнiстю її мови. В останнiй є i математизований формалiзм, i класичний опис (дескрипцiя), i метафоризм поетичного типу (науковi метафори). В умовах лiнгвiстичної парадигми фiзика є чи не найзручнiшим інструментом пошукiв у царинi конструювання навчальних текстiв. Це, у свою чергу, є один iз чинникiв актуальностi дослiджень, що виконуються на матерiалi фiзичних змiстiв.

Інше коло наук, до яких звертається сучасна педагогiка, -- це антропологiя та когнiтологiя. Вiдомо, наприклад, що в основi парадигми особистiсноорiєнтованого навчання лежить гуманiстична психологiя, що вважає психiку складним утворенням, прояви якого не зводяться лише до дiяльностi нервової системи, а й враховує iндивiдуальні особливості психiчних процесiв в учнiв i їх вплив на результати навчання. Когнiтивнi науки, що зосереджені на людському пiзнаннi та мисленнi, показали диспропорцiю мiж необхiднiстю засвоєння великого обсягу інформації i можливiстю мозку учня з певними часовими обмеженнями. Це привело до виникнення окремого напряму у вітчизнянiй педагогiцi: поліпшення рiзних параметрiв процесу навчання, його дидактичних компонентiв. Наша робота теж вiдноситься до цього напряму дослiджень, що становить другий чинник її актуальностi.

Когнiтологія, розглядаючи навчання як процес активного перетворення в пам'яті iнформацiї, введенням останнього термiна визначає певне коло наук, до якого звертається педагогiка -- наук про iнформацiю, зокрема кiбернетику, що дозволяє охопити не лише результативну, але й процесуальну частину навчання в рамках єдиної моделi. Щодо останньої, то у педагогічнiй практицi спостерiгається перехід вiд iнформацiйновиконавської до пошуковокреативних схем навчання. У зв'язку з цим проблема управлiння пiзнавальною дiяльнiстю учнiв у навчаннi фiзики набуває особливої актуальностi.

Питанням управлiння навчальним процесом присвяченi праці П.А.Атаманчука, С.П.Величка, Ю.М.Галатюка, Д.Г.Елькiна, Т.А.Iльїної, В.I.Каленика, О.І.Ляшенка, Є.I.Машбиця, I.П.Пiдласого, В.П.Пятiна, О.В.Сергєєва, В.П.Сiмонова, Е.Страчара, Н.Ф.Тализіної, В.І.Тищука, Б.С.Украінцева, В.I.Чепелєва та інших. Відзначимо положення, що активно обговорюються в науково-методичній лiтературi та вплинули на вибір теми нашого дослідження:

1. Функцiї управлiння iнодi ототожнюються з функцiєю контролю. Тому зорiєнтованiсть на учня процесу навчання фiзики часто залишається декларативним намiром. Крім того, багато управлiнських рішень щодо навчання фiзики робляться iнтуїтивно та не позбавлені впливу суб'єктивного чинника.

2. У процесi навчання фізики вiдбувається взаємодiя учителя й учня, внаслідок якої учень набуває знань, умiнь i навичок. Для підвищення її ефективності вчитель має орiєнтуватися на iндивiдуальнопсихологiчнi особливостi учня. На жаль, цим особливостям не завжди приділяють належну увагу.

3. Згiдно з концепцiєю загальної середньої освiти має бути здiйснений кардинальний перехiд вiд традицiйного iнформацiйнопояснювального пiдходу, орiєнтованого на передачу готових знань, до дiяльнiсного, спрямованого не лише на засвоєння знань, але й на способи i зразки цього засвоєння, на розвиток пiзнавальних сил i творчого потенцiалу дитини. Однак, через перевантаженість шкільного змiсту фізики готовi знання лише доповнюються iлюстрацiями, демонстрацiйним експериментом, що його здебільшого проводить сам учитель.

4. Нашi провiднi методисти i науковцi розробили теорію шкiльного фiзичного експерименту (ШФЕ), понятiйнотеоретичний апарат якої дозволяє перейти не лише до якiсного, але й кiлькiсного опису параметрiв процесу навчання в рiзних моделях. Серед робiт цього напряму ми використовували праці таких авторiв, як О.I.Бугайов, Г.М.Гайдучок, С.У.Гончаренко, В.М.Дворакiвський, Л.Р.Калапуша, В.Ю.Клiх, Є.В.Коршак, Д.Я.Костюкевич, Б.Ю.Миргородський, В.Г.Нижник, В.I.Савченко, В.Ф.Савченко, В.І.Тищук, А.В.Усова, Т.М.Шамало та інші.

Згідно з теорією, ШФЕ -- багатофункцiональна ефективно дiюча, динамiчна педагогiчна система, що пронизує всi елементи процесу навчання фiзики i має великий спектр функцiй. Таким чином, виявлення можливостей ШФЕ для успiшного управлiння процесом навчання є актуальною проблемою сучасної дидактики фізики. З цього погляду важливою i ще недостатньо розробленою ланкою є шкільний курс фiзики у 78 класах. На нашу думку, роль ШФЕ у цих класах можна значно підвищити, особливо під час переходу у 12річній школi вiд дворiчного до трирiчного (базового) курсу фiзики.

Дидактичнi можливостi ШФЕ ми пов'язуємо: поперше, з особливостями пiзнавальної, розумової дiяльностi учнів 78 класiв. У них абстрактнологiчне мислення менш сформоване, ніж наочнообразне чи предметнопрактичне; подруге, з завданнями вивчення курсу фiзики на цьому етапi, а саме -- засвоєння учнями набору базових понять, умiнь i навичок, необхiдних для подальшого, власне систематичного, вивчення теоретичних основ фiзичної науки.

Отже, актуальність дослідження випливає із суперечності між практикою організації процесу навчання фізики в рамках традиційної дидактики, заснованій на суб'єктоб'єктній парадигмі, і сучасною критичною суб'єктсуб'єктною педагогікою. Проявом суперечності є необхідність зберегти теоретичний рівень навчання, а відтак насичені теорією навчальні програми, розширити практичне застосування теорії, та неможливістю зробити це у традиційній моделі процесу навчання, в якій практичний компонент займає дуже невелику частину часу.

Такий стан справ обумовив вибір теми дисертаційного дослідження “Управління процесом навчання в основній школі засобами шкільного фізичного експерименту”, яке виконано відповідно до тематичного плану наукових досліджень лабораторії математичної та фізичної освіти Інституту педагогіки АПН України, а тема дисертації затверджена на засіданні Вченої ради Інституту педагогіки АПН України (протокол № 9 від 26 листопада 1998р.) та узгоджена в бюро Ради з координації наукових досліджень в галузі педагогіки та психології в Україні (протокол № 6 від 19 червня 2001 р.).

Об'єктом дослiдження є процес навчання фiзики в основнiй школi.

Предметом дослiдження є система шкільного фізичного експерименту як засiб управлiння процесом навчання фiзики в основній школі.

Мета дослідження полягає у: створенні моделi процесу навчання фiзики в основнiй школi, основним чинником в управлінні яким є дидактичні можливості ШФЕ; визначенні основних показникiв цієї моделі для створення конкретних технологiй, спрямованих на iнтенсифiкацiю навчання фiзики у 78 класах; створенні відповідних дидактичних матерiалiв та їх апробацiя.

Гіпотези дослідження:

1. Якщо в основній школі для управлiння навчанням фiзики використати можливості шкiльного фiзичного експерименту, то можна більш повно реалізувати діяльнісний та індивідуальний підходи у навчанні.

2. Якщо сумістити в часі діяльність учителя і учня та побудувати її зміст на системі ШФЕ, то всіх учнів можна залучати до інтенсивнішої активної пізнавальної діяльності, де практика стає основним дидактичним засобом, а теорія не (обов'язково) передбачає окремий час на її пасивне сприйняття.

3. Якщо побудувати модель процесу навчання фізики на основі діяльнісної інтерпретації параметра навчального часу, то ця модель не лише відповідатиме сучасній педагогічній парадигмі, але й дозволить створювати педагогічні технології інтенсивного, особистісноорієнтованого навчання.

Мета і гіпотези визначають основні завдання дослідження:

1. Проаналiзувати стан дослiджуваної проблеми у практицi навчання фiзики в загальноосвітніх школах та ступiнь її розробки в методичнiй лiтературi.

2. Розробити модель процесу навчання фізики, управління яким побудоване на системі шкільного фізичного експерименту.

3. Дослідити дидактичні можливості системи шкільного фізичного експерименту для управління процесом навчання фізики в основній школі.

4. Створити та апробувати дидактичні матеріали для навчання фізики в основній школі за розробленою моделлю.

5. Кількісно перевірити ефективність створеної моделі у навчальному процесі з фізики. навчання фізика експеримент

Теоретикометодологічною основою дослідження є загальнонауковi й загальнодидактичні методи; теорія ШФЕ; загальна теорія систем; провідні психологопедагогічні концепції, зокрема: пріоритет учіння перед навчанням, діяльнісний підхід, особистiсноорiєнтоване навчання (антропоцентричний підхід), зв'язок логiчносмислової та чуттєвообразної пам'ятi, роль мимовільної уваги та необхідність привчати школяра до розподiлу уваги.

Наукова новизна дослідження полягає в тому, що:

-- теоретично обґрунтовано принцип суміщення в часі діяльності вчителя й учня для збільшення інтенсивності процесу навчання;

-- вперше запропоновано діяльнісну інтерпретацію поняття навчального часу, що дозволяє його використання в якості єдиного змінного параметра формалізації процесу навчання;

-- вперше створено й обґрунтовано дидактичну формулу, що за параметром навчального часу дозволяє робити кiлькiсне порiвняння рiзних моделей процесу навчання;

-- вперше створено й обґрунтувано модель процесу навчання фiзики з використанням системи ШФЕ як головного дидактичного засобу управління;

-- вперше введено в науковий обіг поняття узагальнена змістова одиниця, теоретична змістова одиниця, експериментальна змістова одиниця;

-- проведено кількісну оцінку дидактичних можливостей системи шкільного фізичного експерименту для управління та iнтенсифiкацiї процесу навчання фізики в основній школі.

Теоретичне значення дослідження полягає у діяльнісній інтерпретації поняття навчальний час; створенні дидактичної формули уроку з використанням навчального часу як єдиного змінного параметра формалізації процесу навчання; розробці моделі інтенсивного процесу навчання фізики, що управляється засобами ШФЕ; визначенні основних параметрів відповідної технологiї iнтенсивного навчання фізики в основній школі.

Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці методики структурування навчального матеріалу з фізики за допомогою узагальнених, теоретичних і експериментальних змістових одиниць; у розробці навчальних посібників для роботи за iнтенсивною технологією: робочі зошити з фізики для 7 і 8 класів, посібник для вчителя “Фiзика в дослiдах” для 7 класу, рекомендований МОН України (протокол № 14/318, 22 грудня 1999р.).

Наукові положення, навчальні посібники впроваджено у навчальний процес масових загальноосвітніх навчальних закладів, зокрема м. Львова та Львівської області (довідка № 109 від 14.09.2001р.).

Особистий внесок здобувача полягає у введенні в науковий обіг понять узагальнена змістова одиниця (УЗО), теоретична змістова одиниця (ТЗО), експериментальна змістова одиниця (ЕЗО); розробці дидактичної формули процесу навчання, побудованої на параметрi навчального часу; розробці моделi інтенсивного процесу навчання фізики в основній школі, побудованого на сумiщеннi в часi дiяльностi вчителя й учнiв і використанні системи ШФЕ в якості головного засобу управління; розробці системи завдань i вправ, що забезпечує iнтенсивну технологiю навчання фізики на основi розробленої моделi; розробці навчальних посібників (посiбник для вчителя, робочi зошити) та форми протокольної фiксацiї результатiв знань учнів (листок контролю вміщений у робочому зошитi учня); особистій участі в експериментальному навчанні фізики. Використані в дисертації ідеї та розробки в опублікованих працях належать автору, співавтори брали участь у їх обговоренні та впровадженні в навчальновиховний процес.

Вірогідність та обгрунтованість одержаних результатів забезпечується відповідністю основних положень дисертації до результатів психологопедагогічних і дидактичних досліджень, адекватністю методів дослідження його меті та завданням, повнотою і статистичною достовірністю результатів педагогічного експерименту, всебічним аналізом і широким обговоренням одержаних результатів і висновків з ученимиметодистами та вчителямипрактиками.

Апробацiя та впровадження результатiв дослiдження здiйснювались:

-- у навчальному процесі середніх загальноосвітніх навчальних закладів м.Львова і Львiвської області;

-- шляхом обговорення результатiв дослiдження на семiнарах лабораторiї змiсту освiти Львівського обласного науковометодичного інституту освіти, кафедри загальної фізики Національного університету імені Ів.Франка та Національного університету “Львівська політехніка”, на курсах пiдвищення квалiфiкацiї вчителiв міста Львова та областi.

Теоретичні положення дослідження та результати апробації висвітлювались у виступах на Всеукраїнських конференцiях: "Актуальнi проблеми викладання та навчання фiзики у вищих освiтнiх закладах" (Львiв, 1999р.), "Актуальнi проблеми вивчення природничоматематичних дисциплiн у загальноосвiтнiх навчальних закладах України (Київ, 1999p.).

Публікації. Результати дослідження відображено у 9 публікаціях, в т.ч. 5 одноосібних. Серед них 2 статті -- у наукових журналах, 2 -- у збірниках наукових праць, 2 -- у матеріалах конференцій, а також 3 роботи представлені у вигляді навчальних посібників, виданих масовими тиражами.

Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, трьох розділів, коротких і загальних висновків, списку використаних джерел та додатків до дисертації. Повний обсяг дисертації становить 205 сторінок, з яких 175 сторінок основного тексту. У тексті міститься 16 таблиць, 2 рисунки, 3 додатки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність дослідження, визначено об'єкт, предмет, мету, сформульовано гіпотези й завдання роботи, методологічні основи і методи дослідження, розкрито наукову новизну, теоретичне та практичне значення одержаних результатів, форми апробації та впровадження.

У першому розділі “Предмет і теоретичні основи дослідження” на основі узагальнення методологічних і психологопедагогічних досліджень, висвітлених у літературі, проведено аналіз сучасних підходів до процесу навчання, ролі, місця та дидактичних можливостей шкільного фізичного експерименту. Аналіз показав наявність переходу від детерміністського суб'єктоб'єктного до індетерміністського суб'єктсуб'єктного розуміння процесу навчання фізики. На зміну традицiйній, заснованій на філософському космоцентризмі, приходить антропоцентрична критична теорiя, що визначає прiоритет учiння перед навчанням, процесу мислення (як думати) перед змiстом (що думати). Провідним у процесі навчання стає зв'язок між навчальними діями та мисленням. Останнє положення підкріплюється іншими, взятими з когнiтивних наук, а саме: про зв'язок усiх видiв пам'ятi, зокрема логiчносмислової та чуттєвообразної; про те, що одним iз критерiїв ефективностi навчання є поняття часу вивчення навчального матерiалу, а пошук резерву часу є одним iз напрямiв iнтенсифiкацiї навчання. Дані положення мають особливе значення для учнiв 78 класiв, у яких словеснологiчне мислення розвинуте ще слабо, а опора на чуттєві образи та емпiричну дiяльнiсть для кращого засвоєння теорiї є природною під час моделювання навчання у цих класах.

У вітчизняній педагогіці поєднання мислення й діяльності учнів вирішувалось з позицій системного підходу, в рамках якого розроблено теорію шкiльного фiзичного експерименту (ШФЕ), що розглядається як джерело фактiв (знань учнiв), засiб наочності (створення чуттєвонаочних образiв), спосiб органiзацiї творчої дiяльностi учнiв (проблемні ситуацiї, в яких учнi здiйснюють самостiйне сходження вiд абстрактного до конкретного), засiб зв'язку теорiї з практикою, критерiй теоретичних побудов. Ще одна функція ШФЕ - управлінська: він є одним із засобів управління процесом навчання, бо використовується як засiб зовнiшньої дiї на розумову дiяльнiсть учнiв i впливу на вже наявнi в учнiв знання, вмiння i навички. З огляду на управлінську функцію, особливо в умовах переходу від 10 (11)річної до 12річної школи, роль ШФЕ може значно посилитися. Тому стають необхідними системні дослідження можливостей максималізації його ролі та місця у процесі навчання, що, як показує аналіз праць з даної проблеми, досі не проводилися.

У другому розділі “Управління процесом навчання фізики в основній школі та місце в ньому шкільного фізичного експерименту” розкрито створену нами модель процесу навчання фізики в основній школі з урахуванням можливостей використання системи ШФЕ як провідного чинника в управлінні цим процесом. Вихідним пунктом моделювання послужив висновок про те, що з погляду кiбернетики навчання завжди було i є процесом управлiння за суттю, незважаючи на методи й засоби обмiну iнформацiєю в ньому. В авторитарній педагогiці, що трактує учня як об'єкт, учитель є єдиним керівником, який безпосередньо управляє всiма складовими частинами навчальновиховного процесу за наперед спланованим сценарiєм. У гуманiстичній педагогiці керівна роль учителя суттєво змiнюється іншим розумінням предмета управління: вiд навчальновиховного процесу до процесу навчання-учіння-виховання, в якому учіння є рівнорядним із навчанням і вихованням. Учитель уже не єдиний керівник цього процесу, бо з'явився ще один суб'єкт управління - учень. Майстернiсть учителя тут полягає у поступовiй передачi управлiнських функцiй учневi в мiру готовностi останнього до цього. Зміненому розумінню предмета управління відповідає зміна кiбернетичної задачі. Від задачі передавання наперед заданої кiлькостi i якостi iнформацiї з найменшими витратами часу, матерiалiв, енергiї тощо - до задачі за наперед заданими витратами часу, матерiалiв тощо передати учням якнайбiльшу кiлькість і якість iнформацiї. Якщо перша задача вже вирішена, то друга - ні, бо сама її постановка в рамках традиційної парадигми була зайва.

Одним із шляхів вирішення другої задачі є дiяльнiсний пiдхід, сферою застосування якого у навчанні фізики є система ШФЕ. У методиці місце ШФЕ визначене під час вивчення фізичних законів, явищ і властивостей. Поряд із цим ШФЕ вважається допомiжним засобом навчання, звiдки логiчно випливає наперед визначена порівняно невелика кiлькість навчальних дослiдiв. Це трактування зумовлене домiнуванням у шкільному навчаннi фiзики систематичного курсу 911 класів, розрахованого на вищий рівень абстрактнологiчного мислення старших школярiв порівняно з учнями 78 класів. В основній школі формування базових фізичних знань здiйснюється опрацюванням понятiйного апарату, взятого з повсякденного досвiду та урокiв математики й природознавства у 16 класах. Ця особливість навчання фiзики в 78 класах і зумовлює вищезгадану методичну вказівку про поєднання практичних дiй учнiв з їх розумовою дiяльнiстю під час вивчення нового матерiалу. Таке поєднання зручно подати як сумiщення часу, витраченого на викладання (дiяльнiсть учителя) та учiння (дiяльнiсть учнiв).

Таким чином, якщо подати урок схематично, наскрізно нумеруючи навчальні дiї вчителя й учнiв, то традиційному навчанню відповідатиме послідовна схема: вчитель викладає - учнi слухають - учитель дає завдання - учнi виконують -... і т.д., а рекомендованому дидактами - паралельна:

1) учнi -- 2) учнi -- 3) учнi -- ... -- n) учнi

вчитель -- вчитель -- вчитель -- … -- вчитель

Поставивши групам дій 1), 2), 3), 4),…, n) у вiдповiднiсть інтервали часу t1, t2, t3, ... , tn, трансформуємо схему у формулу: t1+ t2+ t3+ ... + tn=-- де змінні t1,..., tn позначають інтервали часу пiзнавальної дiяльності трьох видiв, якi умовно можна назвати пасивною, нейтральною, активною. Наприклад: t1 - інтервал часу пасивної, t2 і tn - інтервали часу нейтральної, t3 - інтервал часу активної пізнавальних діяльностей.

Інтенсифiкацiю процесу навчання можна розглядати як збiльшення суми інтервалів часу, що досягається: 1) визначенням максимального часу навчальної дiяльності взагалi та активної дiяльності учiння зокрема; 2) замiною всiх (якомога бiльше) інтервалів часу нейтральної чи пасивної дiяльності інтервалами активної дiяльностi. У послiдовній схемі iнтенсифiкацiя полягає у зменшенні i і їх замiні , а у паралельній - замінii та їх сумiщенні. Теоретично у паралельній схемі сумарний навчальний час уроку може стати навiть бiльшим за фiзичний, а ШФЕ за часом -- не лише одним iз головних, а головним дидактичним компонентом, на основi якого реалiзуються всi iншi.

Різні навчальні схеми базуються на акцентуванні рiзних властивостей пам'ятi та уваги учнів. Пам'ять навантажується в обох схемах однаково за механiзмом (сприймання-повтор) та не однаково за вагомістю змiсту: у послідовній найвагоміший матерiал - теоретичний, у паралельній - практичний. Зміна вагомості обґрунтовується тим, що на початковому етапі навчання зміст теорiї, з погляду ефективностi її засвоєння (когнiтивна значущiсть) чи викладання (дидактична значущiсть), не має такої ваги, як у структурi самої науки (епiстемологiчна значущiсть). Звідси випливає висновок про можливiсть вивчати теоретичний матерiал у вступних, несистематичних курсах двома способами: на концентрацiї та розподiлi уваги учнів. Увага в послiдовнiй схемі концентрується у даному інтервалі часу t на групі навчальних дiй, спрямованих на теоретичний матерiал, а практика є допомiжним засобом для закрiплення теорiї; вивчення теорії з необхiднiстю передбачає окремий час на пасивне її сприйняття - iнтенсивнiсть навчання менша. У паралельнiй схемі увага розподiлена на двi групи дiй: основна увага (довiльна) зосереджена на групі активних практичних дiй (виконанні завдання), мимовільна (розподiлена) - на групі пасивних дiй (сприйманні пояснення). Практика є основним засобом навчання; вивчення теоретичного матерiалу не (обов'язково) передбачає окремий час на його пасивне сприйняття - iнтенсивнiсть навчання бiльша.

Використовуючи запропоновані схеми та формулу, для вирішення завдань дослідження нами створено модель процесу навчання фізики у 78 класах, яка полягає у тому, що: діяльність учителя й учня суміщаються в часі за паралельною схемою уроку; зміст діяльності учнів будується на завданнях системи ШФЕ згідно з другою кібернетичною задачею. Таким чином, система ШФЕ перетворюється в основний засіб управління процесом навчання.

Для організації навчання за розробленою нами моделлю навчальний матеріал подається у вигляді узагальнених змiстових одиниць (УЗО), що складаються з теоретичних i експериментальних змістових одиниць (ТЗО і ЕЗО), поєднаних у завершену змiстову структуру навчальних посібників. Теоретичним одиницям відповідають виділені зі шкільного курсу мінімальні змістові компоненти - вислови (формулювання, описи, поняття, правила тощо), виклад яких складає зміст діяльності вчителя (викладання). Експериментальним одиницям відповідають завдання системи ШФЕ - окремі групи дій, що за змістом співпадають з дослідами, їх частинами чи іншими видами практичних дій, виконання яких складає зміст діяльності учня (учіння).

Крім високої інтенсивності навчання, розроблена модель забезпечує значно глибшу iндивiдуалізацію й особистiсну зорiєнтованість навчання завдяки різній швидкостi подачі нових завдань (змiстових одиниць) для роботи учнів із різним iндивiдуальним темпом виконавської дiяльностi. Так звані швидкi учнi можуть виконувати більшу кiлькiсть ЕЗО, а так звані помiрнi чи повiльнi - меншу. (Ми вживаємо терміни “швидкі” та “повільні” учні тому, що, як показує практика, пізнавальні можливості (здібності) учнів різні, але вони змінюються в процесі навчання). Забезпечені відповідними посiбниками, обладнанням, швидкi учнi можуть працювати самостiйно. Учитель індивідуально працює з повiльними учнями. Отже, виконання завдань ШФЕ дозволяє учням самим диференцiювати процес навчання, дозуючи подачу ЕЗО в найсприятливішому для себе режимi, управляючи своєю дiяльнiстю (учінням).

У третьому розділі “Експериментальна перевірка результатів дослідження” подано результати перевірки розробленої моделі та теоретичних положень дослідження, проведеного у три етапи: перший етап (1982 1996 рр.) -- пошуковопробний, другий етап (19971999 рр.) -- контрольний дидактичний експеримент, третій етап (19992001рр.) -- навчальний педагогічний експеримент.

На першому етапі, розвиваючи ідею змістових одиниць (програмні одиниці знань, умінь і навичок; дидактичні змістові одиниці; одиниці засвоєння; інтегративні змістові одиниці), розроблено методику узагальнених змістових одиниць та їх поділу на теоретичнi й експериментальнi. Сумарний час теоретичних одиниць дає тривалість процесу викладання, час експериментальних - тривалість процесу учіння, а час узагальнених - тривалість процесу навчання. Послідовне розташування узагальнених змістових одиниць дає технологічну подачу курсу фізики як графічного змістового конвеєра, реалізованого в посiбнику “Фiзика в дослiдах”, за яким проводився експеримент.

На другому етапі проведено спостереження за формуванням практичних та експериментальних умінь учнів і зроблено висновок про широкі можливості ШФЕ, зокрема у використанні його як основного засобу управлiння процесом навчання фiзики. Крім того, удосконалено експериментальний посібник, на основі завдань якого розроблено спеціальний робочий зошит учня з фізики. Для проведення третього етапу - навчального експерименту - у цей зошит вміщено спеціальний листок контролю виконання завдань, використаний як протокол фіксації результатів виконання усіх завдань учнями за двома показниками: оцінка за виконане завдання та заміряний час їх виконання.

Заміри, проведені на третьому етапі експерименту і запротокольовані вказаним чином, після статистичної обробки їх програмами MS Excel 2000 та Statistica 5,0 дозволили співставити послідовну (контрольна група учнів) та паралельну (експериментальна група учнів) моделі процесу навчання за кількісними параметрами. У результаті співставлення виявлено наступне:

-- запропонована дидактична формула, побудована на параметрі часу, дозволяє отримувати достовірні емпіричні дані: затрати часу учнів контрольної й експериментальної груп на виконання завдань та середні оцінки розподілені за нормальним законом, як показало порівняння з нормальним розподілом на основі -- критерію Пірсона ( задано на рівні 0,05);

-- рівень знань та умінь учнів в експериментальній групі вищий, ніж у контрольній. (Порівняння середніх оцінок за контрольні роботи в обох групах робилося за tкритерієм Стьюдента, задано на рівні 0,05). Цей результат підсилюють дослідження кореляції часових параметрів між учнями обох груп та кореляції між середньою оцінкою учня та часом виконання завдань на уроці, що показали зв'язок експериментальних умінь і загальної оцінки знань та умінь;

-- паралельна модель уроку дає можливість виділити на діяльність учіння в 1,4-3,6 рази більше часу, ніж стандартизована (методичними рекомендаціями) послідовна. Ці дані доповнює середнiй час активної дiяльностi одного учня на уроцi, за яким паралельна схема виграє майже у три рази;

-- iнтенсивність процесу навчання за паралельною моделлю є значно більша, ніж за послідовною. (Середні коефіцієнти інтенсивності Ксер = 47,99 і 16,16 відповідно);

-- учні з краще сформованими експериментальними вміннями мають кращі загальні знання і вміння. (Учні з вищими оцінками лабораторних робіт мають вищі оцінки за контрольні роботи). Цей зв'язок доповнює кореляція між часами виконання завдань ШФЕ та якісних і розрахункових задач;

-- учні, у яких краще сформовані експериментальні вміння, краще розуміють теоретичний матеріал. (Кореляція виявлена факторним аналізом середнього часу виконання завдань на уроці: виділено латентний фактор, що пояснює 45% розсіювання даних і об'єднує з експериментальними завданнями ті вправи й задачі, що вимагають відповідних міркувань і розуміння теорії);

-- питому вагу експериментальних завдань без скорочення програмового теоретичного матеріалу можна збільшити до 25%;

-- збільшення кількості експериментальних завдань приводить до кращого формування не лише умінь, а й навичок учнів. Це засвідчує виявлене поступове збільшення швидкості подачі ЕЗО, незважаючи на ускладнення навчальних завдань. Однофакторний дисперсійний аналіз показав систематичне зменшення часу виконання експериментальних завдань упродовж року.

Отримані результати послужили кількісною оцінкою можливостей ШФЕ як засобу управління процесом навчання фізики в 7 класі та окреслили параметри педагогічної технологiї, що дозволяє максимально iнтенсифiкувати та одночасно iндивiдуалiзувати цей процес.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

Результати проведеного нами теоретичного й експериментального дослідження проблеми управління процесом навчання фізики в основній школі підтверджують висунуті гіпотези й дають підстави зробити такі висновки:

1. Психологопедагогічний і методологічний аналіз проблеми управління процесом навчання фізики показує, що її актуальність випливає з суперечності між практикою організації й управління навчанням, побудованим на суб'єктоб'єктній парадигмі, та сучасною критичною педагогікою, що будується на суб'єктсуб'єктній парадигмі. Суперечність проявляється в необхідності зберегти теоретичний рівень навчання фізики, а відтак -- насичені теорією навчальні програми і одночасно збільшити роль практичного застосування теорії, та неможливістю це зробити у традиційній моделі навчання, в якій практичний компонент займає невелику частину навчального часу.

2. Вирішити названу суперечність дозволили вибрані нами вихідні принципи дослідження: теорія ШФЕ; провідні психологопедагогічні концепції та положення: пріоритету учіння перед викладанням; зв'язку між навчальною дією та мисленням; особистiсноорiєнтованого навчання (антропоцентричний підхід); зв'язку логiчносмислової та чуттєвообразної пам'яті; зв'язку розумовоемпiричної та розумовотеоретичної дiяльностей; ролі уваги; розгляду процесу навчання в одиницях дiй (діяльнісний підхід).

3. Нами показано змiну функцiй учителя в управлінні процесом навчання та сформульовано положення про нову кібернетичну задачу: від передачі заданої наперед кiлькості i якості iнформацiї з найменшими затратами часу, матерiалiв, енергiї тощо до задачі за наперед заданими затратами часу, матерiалами тощо передати якнайбiльшу кiлькість та якість iнформацiї.

4. Теоретично обґрунтовано використання системи шкільного фізичного експерименту у базовому курсi фiзики основної школи як провідного засобу управлiння процесом навчання, що дозволяє значно повніше реалізувати діяльнісний та індивідуальний підхід у навчанні.

5. Розроблено модель процесу навчання фізики, побудовану на суміщенні в часі діяльності учителя й учня та конструюванні змісту діяльності учня із застосуванням шкільного фізичного експерименту. Модель дозволяє залучати всіх учнів до інтенсивної пізнавальної діяльності, де система шкільного фізичного експерименту використовується як основний дидактичний засіб, а вивчення теорії не (обов'язково) передбачає окремий час на її пасивне сприйняття.

6. Досліджено дидактичні можливості шкільного фізичного експерименту для управління процесом навчання фізики в основній школі. Кількісна перевірка ефективності створеної моделі встановила вищий рівень знань, умінь і навичок учнів; можливість значного збільшення кількості експериментальних завдань; зростання інтенсивності процесу навчання. Результати проведених замірів і обчислень визначають кількісні параметри технології інтенсивного особистісноорієнтованого навчання, побудованого за створеною моделлю.

7. Створено та апробовано дидактичні матеріали для навчання фізики в основній школі за розробленою моделлю, доведено доцільність їх використання та впроваджено в практику загальноосвітньої школи.

Результати дисертаційного дослідження, їх перевірка в шкільній практиці дають підстави стверджувати, що поставлені завдання розв'язані, а висунуті гіпотези дослідження підтверджені.

Перспективу розвитку основних ідей дослідження ми вбачаємо у розробці відповідно структурованих навчальних посібників (збірників завдань, робочих зошитів) і підручників, розробці комп'ютерних навчальних програм.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНО В ТАКИХ ПУБЛІКАЦІЯХ

1. Швай Р.I. Структурування змiсту навчального матерiалу з фiзики // Фiзика та астрономiя в школi. 1999. № 4. С. 24.

2. Швай Р.I., Гiрний О.I. Iнформацiйна парадигма у фiлософiї освiти // Науковi записки Рiвненського педiнституту "Оновлення змiсту i методiв психологiї освiти та професiйної орієнтації". Рівне. 1998. Вип. 4. С. 136138.

3. Швай Р.I., Гiрний О.I. До проблеми впровадження дiяльнiсного пiдходу в педагогiчну практику навчання фiзики // Педагогiка i психологiя професiйної освiти. 1998. № 3. С. 127134.

4. Швай Р.I. Дослiдне навчання як засіб методичної реалiзацiї навчання пропедевтичного i базового курсiв фiзики // Теорія та методика вивчення природничоматематичних і технічних дисциплін. Рівне: Рівненський державний гуманітарний університет. 2000. Вип. 2. С. 6569.

5. Швай Р.I. Фiзика в дослiдах для 7 класу: Посiбник для вчителя // Перше вересня. Фiзика. 1999. № 34. С. 336.

6. Швай Р.I. Листок контролю виконання завдань - форма оцiнювання знань та дiагностика процесу iндивiдуального навчання (шкiльний досвiд) // Матерiали Всеукраїнської науковометодичної конференцiї "Актуальнi проблеми викладання та навчання фiзики у вищих освiтнiх закладах". Львiв: ЛігаПрес, 1999. С. 169170.

7. Швай Р.I. Структурування змiсту навчального матерiалу з фiзики з урахуванням когнiтивної моделi пам'ятi // Матерiали Всеукраїнської конференцiї "Актуальнi проблеми вивчення природничоматематичних дисциплiн у загальноосвiтнiх навчальних закладах України". К.: КНУ. 1999. С.107108.

8. Швай Р.I.,Гiрний О.I. Фiзика 7. Робочий зошит.Львiв: ВНТЛ,1999.88с.

9. Швай Р.І.,Гірний О.І.Фізика 8. Робочий зошит.Львів: ВНТЛ, 2000.116с.

АНОТАЦІЯ

Швай Р.-М.І. Управління процесом навчання в основній школі засобами шкільного фізичного експерименту. -- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук за спеціальністю 13.00.02 -- теорія і методика навчання фізики. -- Національний педагогічний університет імені М.П. Драгоманова, Київ, 2001.

У дисертації створено і обґрунтовано дидактичну формулу, побудовану на діяльнісній інтерпретації поняття навчального часу, що дозволяє кiлькiсне порiвняння рiзних моделей навчання. За принципом сумiщення в часi дiяльностi вчителя й учня розроблено модель процесу навчання з використанням системи ШФЕ як головного засобу управління. Кількісно оцінено можливості iнтенсифiкацiї навчання фізики в основній школі, керованого засобами ШФЕ, та відповідної педагогічної технології. Результати дослідження впроваджено у практику навчання учнів основної школи. Розроблено відповідні дидактичні матеріали: робочі зошити з фiзики для 7 і 8 класів та посiбник для вчителя.

Ключові слова: процес навчання, модель, управління, діяльність, шкільний фізичний експеримент (ШФЕ), дидактична формула, навчальний час, інтенсифікація, змістові одиниці.

ANNOTATION

Shwaj R.-M.I. The control of teaching process in the base school by means of school physical experiment. -- Manuscript.

Dissertation to obtaine the scientific degree of Candidate the Pedagogical Science from the speciality 13.00.02 -- The Theory and Methods of Teaching Physics. -- Dragomanov National Pedagogical University, Kyiv, 2001.

In the dissertation developed and substantiated the didactical formula of lesson constructed on the base of activity interpretation the learning time parameter, what allows the quantitativy comparison of different models of teaching process. Work out the model of the teaching process physic which is rule by the SPE system in the quality of the main didactical mean substaine on the principle of combine the activities of teacher and pupil in time. Carry out quantitativy the opportunities of intecification the teaching process physic in the base school, rule by means of SPE. The results of this investigation included to the teaching practice in the base school. Work out the didactical resources for work by model: workbooks for the 78 forms and textbook for teacher.

Key words: proces of teaching, model, rule, activity, school physic experiment (SPE), didactic formula, learning time, intensification, content units.

АННОТАЦИЯ

Швай Р.-М.И. Управление процессом обучения в основной школе средствами школьного физического эксперимента. -- Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02 -теория и методика обучения физике. - Национальный педагогический университет имени М.П. Драгоманова, Киев, 2001.

В диссертации теоретически обосновано использование в базовом курсе физики основной школы (78 классы) как главного дидактического средства управления обучением систему школьного физического эксперимента (ШФЭ). Создана модель процесса обучения, управляемого средствами ШФЭ, построенная по принципу совмещения деятельности учителя и ученика во времени. Одна из идей исследования состоит в деятельностной интерпретации понятия учебного времени, использовании его в качестве единого переменного параметра формализации процесса обучения физике в основной школе и соответствующей модели этого процесса. На параметре времени построена дидактическая формула урока, положенная в основание модели процесса обучения физике, управляемого средствами ШФЭ.

Развивая идею единиц содержания (программных единиц знаний, умений и навыков, дидактических содержательных единиц, единиц усвоения, интегративных содержательных единиц), разработана методика обобщенных содержательных единиц (ОСЕ), разделенных на теоретические и экспериментальные содержательные единицы (ТСЕ и ЭСЕ). Каждой ТСЕ соответствует элемент деятельности учителя, а каждой ЭСЕ - ученика. Суммарное время ТСЕ дает продолжительность процесса преподавания, время всех ЭСЕ - процесса самообучения, время ОСЕ - процесса обучения. Последовательное расположение содержательных единиц позволяет представить курс физики технологически -- как “конвейер содержаний”, в котором единицы содержания сменяют друг друга. Способ заполнения конвейера (ОСЕ или ТСЕ и ЭСЕ отдельно) дает два варианта модели: последовательную и параллельную. Экспериментальные измерения временных характеристик процесса обучения позволили сопоставить сравниваемые модели по количественным параметрам и убедиться, что время деятельности самообучения в параллельной модели в 1,43,6 раза больше, чем в последовательной. Интенсивность обучения в параллельной модели значительно выше (средний коэффициент интенсивности Кср = 47,99 и 16,16 соответственно). Удельный вес экспериментальных заданий без сокращения программного теоретического материала 68 часового курса физики 7 класса можно увеличить до 25%, что приводит к лучшему формированию не только умений, но и навыков учеников.

Полученные результаты являются количественными оценками возможностей ШФЭ для управления процессом обучения физике в 78 классах и определяют параметры технологии, позволяющей максимально интенсифицировать и, одновременно, индивидуализировать обучение. Технология легко приспосабливаема к педагогическому стилю любого учителя. Результаты исследования внедрены в практику обучения физике. Созданы образцы учебных материалов: рабочие тетради для 7 и 8 классов, пособие “Физика в опытах” для 7 класса (рекомендованное МОН Украины).

Ключевые слова: процесс обучения, модель, управление, деятельность, школьный физический эксперимент (ШФЭ), дидактическая формула, учебное время, интенсификация, содержательные единицы.

Размещено на Allbest.ru