Модельний експеримент як засіб формування наукових понять у старшокласників у процесі вивчення електродинаміки

10. Песин_А._И. Персональный компьютер в преподавании физики в средней школе / А. И. Песин, А. Ю. Свистунов,_О. Б. Трикоз // Физические явления в твердых телах: Материалы межд. конф. - Харьков: ХГУ. - 1997. - С. 149.

11. Песин А.И. Усовершенствованный модельный эксперимент для изучения электрического поля в школьном и вузовском курсах физики / А. И. Песин, А. Ю. Свистунов // III Международная научно-методическая конференция «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз (НТПФ-III). - Москва. - 2002. - С. 105.

12. Свистунов А. Ю. Формирование обобщенных физических понятий - основа успешности обучения физике / А. Ю. Свистунов, А. И. Песин, С. И. Шутова // Всеукраїнська науково-практична конференція „Актуальні проблеми безперервної освіти”. - Харків, 2003. - С. 25.

АНОТАЦІЇ

Свистунов О. Ю. Модельний експеримент як засіб формування наукових понять у старшокласників у процесі вивчення електродинаміки. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук за спеціальністю 13.00.02 - теорія та методика навчання (фізика). - Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова, Київ, 2008.

У дисертації обґрунтована ідея цілеспрямованого і систематичного використання навчального модельного експерименту в навчанні фізики як ефективного засобу формування наукових понять у школярів. Проаналізовано фактори, що зумовлюють необхідність застосування модельних дослідів як засобу формування фізичних понять. Виявлено дидактичні функції, які повинен виконувати модельний експеримент, що використовується з метою формування наукових понять, і встановлені психолого-дидактичні вимоги, яким повинен задовольняти модельний експеримент як засіб формування наукових понять.

У відповідності до встановлених вимог розроблено систему вдосконаленого модельного експерименту з теми «Електричне поле», яка містить більше 40 демонстраційних і фронтальних дослідів. Запропоновано методику використання розробленого експерименту на уроках фізики в процесі вивчення старшокласниками цієї теми.

У ході педагогічного експерименту було з'ясовано, що методика формування понять електродинаміки з опорою на вдосконалений навчальний модельний експеримент призводить до більш високої якості сформованості понять, що вивчаються.

Ключові слова: формування наукових понять, навчальна модель, моделювання, навчальний модельний експеримент, електричне поле, електродинаміка.

Свистунов А. Ю. Модельный эксперимент как средство формирования научных понятий у старшеклассников в процессе изучения электродинамики. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02 - теория и методика обучения (физика). - Национальный педагогический университет имени М. П. Драгоманова, Киев, 2008.

Диссертация посвящена решению актуальной проблемы методики преподавания физики - формированию у школьников научных понятий в процессе обучения физике.

В работе предложена и обоснована идея целенаправленного и систематического использования учебного модельного эксперимента в обучении физике как одного из эффективных средств формирования научных понятий. Проанализировано толкование сущности понятий «модель», «модельный эксперимент» в естественных науках, и прежде всего в физике. Проведен анализ содержания и структуры учебного модельного эксперимента с целью установления его роли и места в учебном процессе и дальнейшего использования для формирования научных понятий у школьников.

В ходе диссертационной работы проанализированы литературные данные по методике преподавания физики с целью выяснения влияния отдельных видов учебного эксперимента на формирование научных понятий у школьников. Анализ показал, что, опираясь на известную классификацию учебного эксперимента по организационному признаку (демонстрационный, фронтальный, лабораторный эксперимент, домашние наблюдения и опыты), решить такую задачу не представляется возможным, поскольку такая классификация имеет весьма отдаленное отношение к проблеме формирования понятий у школьников. При этом рассмотрение учебного эксперимента с точки зрения его классификации по методологическому признаку (натурный, модельный, мысленный) существенно проясняет изучение вопроса о роли и месте отдельных видов эксперимента в формировании научных понятий. В работе показано, что именно модельный эксперимент является эффективным средством формирования научных понятий у школьников. В этой связи выделены факторы, обуславливающие необходимость применения модельного эксперимента для этих целей. Такими факторами являются: создание оптимальных условий для понимания сущности исследуемых явлений; стимулирование образной компоненты мышления учащихся; формирование навыков рефлексии на собственную познавательную деятельность.

Выявлены дидактические функции, которые должен выполнять модельный эксперимент, используемый с целью формирования научных понятий. Такими функциями являются информационно-генетическая, образная, понятийная, каталитическая, эстетическая. Установлены психолого-дидактические требования, которым должен соответствовать модельный эксперимент как средство формирования физических понятий. Ими являются: объективность, характерность, информативность, простота, эстетическая емкость. Эти требования одновременно рассматриваются как критерии для разработки и постановки новых модельных опытов или отбора наиболее эффективных из числа имеющихся.

С учётом разработанных психолого-дидактических критериев, предъявляемых к модельному эксперименту, создано оригинальное оборудование для демонстрации модельных опытов при изучении статического и стационарного электрических полей. Это оборудование представлено следующими элементами: усовершенствованные чувствительные индикаторы для обнаружения и изучения электрического поля; прибор для изучения конфигурации электростатического поля; прибор для изучения проявлений статического и стационарного электрических полей (модель проводника с полостью); реохорд демонстрационный для совместного изучения проявлений статического и стационарного электрических полей; комплект оборудования для изучения явления поляризации диэлектрика.

Разработана система демонстрационных модельных опытов, существенно расширяющая содержание традиционного учебного эксперимента для изучения электрического поля, которая содержит более 40 демонстрационных и фронтальных опытов. Предложена методика использования разработанного эксперимента при введении основных понятий в процессе изучения электрического поля в курсе физики средней школы. Впервые на примере изучения электрического поля в школьном курсе физики проведены теоретический анализ и экспериментальное исследование влияния специально разработанных учебных модельных опытов на качество формирования физических понятий. Изучена зависимость между особенностями используемых модельных опытов и достигнутым при этом качеством сформированных понятий.

В ходе педагогического эксперимента обнаружено, что использование предложенного модельного эксперимента в процессе изучения темы "Электрическое поле" приводит к более высокому качеству сформированных понятий. При этом наиболее существенные положительные изменения характерны для учащихся с невысоким уровнем успеваемости и наименее выраженном вначале познавательным интересом.

Полученные результаты исследования важны для более глубокого понимания предпосылок оптимизации процесса формирования физических понятий, обусловленных использованием учебного эксперимента.

Значимость данной работы состоит в том, что в ней установлена закономерная связь между качеством усвоения и применения физических понятий и особенностями используемого учебного модельного эксперимента. Полученные выводы достоверны и могут быть использованы в процессе формирования научных понятий других предметов естественно-научного цикла. Ключевые слова: формирование научных понятий, учебная модель, моделирование, учебный модельный эксперимент, электрическое поле, электродинамика.

Svystunov O. Yu. Model experiment as a tool to form scientific concepts of high school pupils in course of studying electrodynamics.

Thesis for the degree of Pedagogical Sciences Candidate by speciality 13.00.02 - theory and methods of teaching (physic), Dragomanov National Pedagogical University, Kiev, 2008.

The thesis states the idea of systematic and purposeful usage of the educational model experiment in teaching physics as a powerful tool to build scientific concepts of pupils. It analyses factors which give grounds for using model experiments as a tool to form scientific concepts, and reveals didactic functions that the model experiment used to build scientific concepts must possess. Psychological-didactic requirements for the model experiment used as a tool to build scientific concepts are formulated.

In accordance with the established requirements a system of the advanced model experiment on “Electric Field” subject has been developed. It possesses more then forty demonstrational and frontal experiments. A methodic to use the developed experiment to teach the above subject in high school course on Physics has been suggested.

During pedagogic experiment it was discovered that a methodic to build concepts of Electrodynamics based on the advanced educational experiment leads to higher level of understanding of the studied concepts.

Keywords: building of scientific concepts, educational model, modeling, educational model experiment, electric field, electrodynamics.

Размещено на Allbest.ru