Особливості підготовки старшокласників з фізики і математики у вітчизняній системі освіти

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 37.013

Особливості підготовки старшокласників з фізики і математики у вітчизняній системі освіти

Наталія Петрівна Муранова,

доктор педагогічних наук, доцент,

директор Інституту доуніверситетської підготовки

Національного авіаційного університету

Аннотация

В статье проанализированы особенности подготовки старшеклассников по физике и математике, поскольку она является базовой для технических специальностей в высших учебных заведениях. Охарактеризовано изучение математики и физики в системе разноуровневого обучения в старшей школе и соответствие системы профильного обучения ведущим методологическим подходам (системный, деятельностный, личностно ориентированный, компетентностный) в физико-математической подготовке старшеклассников.

Ключевые слова: физико-математическая подготовка, старшеклассники, профильное обучение, высшее техническое учебное заведение, математика, физика.

Key words: physico-mathematical training, senior pupils, subject-oriented training, higher technical educational institution, physics, mathematics.

Система освіти в державі - це комплекс навчально-виховних і культурно-освітніх закладів, наукових, науково-методичних і науково-виробничих установ і підприємств, які разом з управлінськими установами здійснюють освіту та виховання громадян [1]. Навчальні дисципліни «Фізика» і «Математика» виступають провідними компонентами природознавчого і математичного знання та відіграють основну роль у фундаментальній професійній підготовці випускника вищого технічного навчального закладу (ВТНЗ). Тому рівень фізико-математичної підготовки майбутнього студента при вступі до ВТНЗ має вирішальну значущість для подальшого успіху в професійній підготовці під час засвоєння означених курсів у вищій школі за технічними спеціальностями.

Питання фізико-математичної підготовки учнів у системі загальної середньої освіти стали предметом дослідження М. Бурди, С. Гончаренка, Г. Дутки, Є. Князєвої, О. Ляшенка та інших науковців, які довели, що ефективність фізико-математичної підготовки старшокласників залежить від кореляції цілей освіти у загальноосвітньому та вищому навчальних закладах, з урахуванням необхідності трансформації змісту та цілей доуніверситетської підготовки. освіта випускник доуніверситетський технічний

Мета нашої статті полягає у встановленні особливостей фізико-математичної підготовки старшокласників у вітчизняній системі освіти як базової для подальшого навчання в технічному університеті.

На нашу думку, необхідно охарактеризувати загальну систему освіти, діяльність якої закріплена декількома державними документами, а саме: законами України «Про освіту» (2002), «Про загальну середню освіту» (2007), Державним стандартом базової і повної загальної середньої освіти (2004, 2011).

Наприклад, у Законі України «Про освіту» зазначено, що право на освіту забезпечується «створенням умов для вибору профілю навчання ... відповідно до здібностей та інтересів громадянина», а «загальна середня освіта забезпечує всебічний розвиток дитини, як особистості, її нахилів, здібностей, талантів, трудову підготовку, професійне самовизначення» [2]. У Державних стандартах базової і повної загальної середньої освіти (2011) особливу увагу приділено формуванню у дітей і молоді вміння «здобувати інформацію з різних джерел, засвоювати, поповнювати та оцінювати її, застосовувати способи пізнавальної і творчої діяльності» [3].

Структура освіти в Україні має декілька рівнів і ступенів, а саме: дошкільна освіта, загальна середня освіта, позашкільна, професійно-технічна, вища освіта, післядипломна освіта, аспірантура, докторантура, самоосвіта. На підставі означеного поділу встановлено відповідні освітні рівні: початкова загальна середня, базова загальна середня, повна загальна середня, професійно-технічна, базова вища, повна вища.

На кожному з цих освітніх рівнів здійснюється фі- зико-математична підготовка особистості, що має характеристики, зумовлені обсягом знань, умінь учнів, їх рівневою специфікою у зазначеному процесі, місцем і роллю фізики і математики у природничій і математичній підготовці старшокласників.

На підставі табл. 1, що містить характеристики фі- зико-математичної підготовки учнів на різних освітніх рівнях за структурою освіти, зазначимо, що нас більше цікавитиме вивчення математики і фізики саме в старшій школі (10-11 класи), оскільки вона може бути базовою для технічних спеціальностей у вищому навчальному закладі (ВНЗ). Зазначимо, що фізико-ма- тематична підготовка як цілісність - це не підготовка окремо з математики і фізики як навчальних дисциплін, а феномен, що функціонує як ціле на рівні з гуманітарною підготовкою, хоча остання не зводиться до вивчення, наприклад, мови, літератури тощо.

У сучасній старшій школі (10-11 класи) вивчення математики диференціюється за чотирма програмами (рівень стандарту, академічний, профільний рівні та поглиблене вивчення), а фізики - за трьома (рівень стандарту, академічний і профільний рівні), кожен з яких має певні особливості. При цьому вивчення математики і фізики відбувається за обраним рівнем, від чого залежить і зміст навчання.

Характеристика фізико-математичної підготовки на освітніх рівнях за структурою освіти

Структура курсу математики і фізики на трьох рівнях є фактично ідентичною, проте зміст курсу побудовано на засадах доповнення [7]. Суть профільної диференціації з фізики у старшій школі (10-11 класи) полягає в тому, що різні за профілем навчальні групи (класи) вивчають курс фізики за програмами, що відрізняються не лише глибиною викладу матеріалу, змістом і обсягом вправ, вимог до знань та вмінь учнів, а й переліком розділів, тем і питань, поданих у програмі цього курсу. На рівні стандарту курс фізики обмежується обов'язковими результатами навчання, тобто мінімально необхідною сумою знань та вмінь, які мають переважно світоглядне спрямування; на академічному рівні закладають базові знання з фізики, достатні для продовження навчання за напрямами, де потрібна відповідна підготовка з фізики; на рівні профільного навчання в учнів формують фундаментальні знання з фізики, оскільки з їх удосконаленням учні здебільшого пов'язують своє майбутнє у професійному зростанні [8].

Завдання курсу фізики у старшій школі таке: ког- нітивне (в оволодінні старшокласниками методологією природничо-наукового пізнання, у формуванні в учнів системи фізичних знань на основі засвоєння ними наукових фактів, законів, теорій, у розвитку здатності застосовувати знання для практичної діяльності); практично-діяльнісне (у засвоєнні учнями загальних методів і алгоритмів розв'язання фізичних задач, евристичних прийомів пошуку розв'язків, у розвитку загальноекспериментальних умінь); світоглядне завдання (у формуванні наукового світогляду старшокласниками на засадах засвоєння ролі фізичного знання в житті людини та суспільства).

Навчання старшокласників математики у старшій школі відбувається також за принципом доповнення змісту курсу у профільних класах. На відміну від курсу фізики, вивчення математики у старшій школі (10-11 класи) здійснюється за чотирма рівнями: рівнем стандарту, академічним, рівнем поглибленого вивчення і профільним [9], при цьому варто зазначити наступне.

1. Програма рівня стандарту визначає зміст навчання предмета, спрямований на завершення формування в учнів уявлення про математику як елемент загальної культури. Мета навчання математики на цьому рівні полягає в оволодінні загальною математичною культурою, формуванні математичного стилю мислення, у тому числі для навчання старшокласників методів математичного моделювання. До того ж не передбачається, що в подальшому випускники школи продовжуватимуть вивчати математику або пов'язуватимуть із нею свою професійну діяльність.

2. Програма академічного рівня передбачає дещо вищі вимоги і дає можливість здійснити математичну підготовку старшокласників, які не визначилися із напрямом спеціалізації. Мета вивчення математики на цьому рівні полягає в загальноосвітній підготовці, що забезпечить можливість старшокласнику успішно самореалізовуватися при вивченні профільних предметів. Математична підготовка старшокласників на цьому рівні орієнтована на вироблення у них уміння застосовувати математичні знання під час розв'язання практичних завдань.

3. Програма профільного рівня забезпечує професійну орієнтацію старшокласника на майбутню професію, безпосередньо пов'язану з математикою чи застосуванням математичних методів пізнання.

4. Програма поглибленого вивчення охоплює 10-11 класи та розрахована на поглиблене вивчення

5. математики з метою подальшого навчання за спеціальностями теоретичної та прикладної математики або спеціальностями тих галузей, що обов'язково передбачають розвинений математичний апарат.

У профільних математичних класах математику вивчають диференційовано; окрім того, старшокласники можуть поглиблено вивчати алгебру та початки аналізу або ж геометрію. Як свідчить аналіз інструктивно-методичних матеріалів Міністерства освіти і науки України [7], у старших класах станом на 2012-2013 н. р. вивчається 32 курси математики за вибором. Допрофільна підготовка та профільне навчання охоплюють факультативні курси за такими напрямами: природничо-математичний і технологічний (13 курсів); суспільно-гуманітарний (7 курсів); універсальний (7 курсів); курси з поглибленого вивчення математики (5 курсів). На нашу думку, це, певним чином, відповідає завданням підготовки старшокласників до подальшого навчання в технічному університеті («Раціональні функції» - 35 год, «Рівняння в курсі алгебри» - 105 год, «Функції та алгебраїчні вирази на координатній площині» - 35 год, «Методи розв'язування задач з математики» - 70 год, «Модуль числа» - 35 год, «Розв'язування задач з параметрами» - 35 год, «Факультативний курс з геометрії» - 35 год) та природничо-математичний і технологічний напрями («Обернені тригонометричні функції» - 16 год, «Ірраціональність у рівняннях, нерівностях і алгебраїчних виразах» - 35 год, «Обчислювальний практикум» - 35 год, «Прикладні задачі на екстремум» - 8 год, «Застосування похідної до розв'язування задач» - 35 год, «Інтеграл та його застосування» - 35 год). Зазначимо, що вищезазначені курси лише частково стосуються програми загальнонаціонального зовнішнього оцінювання навчальних досягнень з математики і фізики (поглиблюють знання старшокласників з окремих розділів), що суттєво не впливає на формування необхідної бази знань та вмінь і на якісний рівень сертифіката, що подається при вступі до ВТНЗ [10].

Розподіл годин на вивчення математики і фізики на різних рівнях освіти у загальноосвітніх навчальних закладах (ЗНЗ) наведено в табл. 2 [7].

Згідно з табл. 2, у старших класах відсутній рівень поглибленого вивчення фізики, натомість на нього відводиться по чотири години на тиждень у 8 і 9 класах, що, на нашу думку, є недоцільним, зважаючи на необхідність дотримання наступності у допро- фесійній підготовці. Вивчення фізики за програмою, розробленою до нових Державних стандартів базової і повної загальної середньої освіти, розпочнеться з 2015-2016 н. р.

Розподіл годин у ЗНЗ на вивчення математики і фізики за рівнями освіти

Науковці наголошують на тому, що профільне навчання забезпечує належну орієнтацію старшокласників на майбутню професійну діяльність з урахуванням набутих знань та фізико-математичної підготовки [11]. У зв'язку з цим змінюється і цільова установка фізико-математичної підготовки: вона стає більш соціально й особистісно орієнтованою. Так, М. Бурда головну мету вивчення математики у профільній старшій школі вбачає у «забезпеченні загальноосвітньої математичної підготовки учнів, необхідної для успішної са- мореалізації особистості в динамічному соціальному середовищі, її соціалізації, достатньої для успішного вивчення суміжних навчальних (перш за все, природничих) предметів, продовження навчання у вищих закладах освіти за спеціальностями, безпосередньо пов'язаними з математикою» [11]. Погоджуючись з ученим, зазначимо, що доуніверситетська підготовка стає своєрідним «містком» між фізико-математичною підготовкою у старшій школі та вивченням дисциплін циклу математичної, природничо-наукової підготовки в технічному університеті.

У законі України «Про освіту» (1991) вказується на необхідність створення профільних класів, спеціалізованих шкіл, гімназій, ліцеїв, колегіумів, а також різних типів навчально-виховних комплексів і об'єднань з метою розвитку здібностей, обдарувань і талантів дітей [2]. Зазначений закон України жодним чином не визначає особливостей доуніверситетської системи підготовки старшокласників у тій чи іншій галузі. Державні стандарти базової і повної загальної середньої освіти (2011) нормативно закріплюють про- фільність навчання у старших класах і специфіку змісту профільного навчання на трьох рівнях: обов'язкові результати навчання, профільний і академічний компоненти, що забезпечують зв'язок профільних предметів із суміжними [3, 12].

Проблема профільного навчання наразі активно досліджується вітчизняними та зарубіжними науковцями з різних точок зору, таких як аналіз концептуальних засад змісту та організації профільного навчання (А. Алексюк, Н. Бібік, А. Бойко, С. Вольянська, І. Лернер, Б. Ренькас, Н. Шиян та ін.); розробка змісту та методичного супроводу профільного навчання у ЗНЗ (М. Бурда, Г. Вдова, Г. Вороніна, М. Гузик, Т. Козлова та ін.), вивчення позитивного зарубіжного досвіду профільного навчання (М. Авраменко, А. Джурин- ський та ін.). У дисертаційному дослідженні Н. Шиян профільне навчання визначається як один із видів диференціації навчального процесу [13], а в «Енциклопедії освіти» (Н. Бібік) - як «вид диференційованого навчання, що передбачає врахування освітніх потреб, нахилів і здібностей старшокласників, створення умов їх професійного самовизначення» і забезпечується внесенням відповідних змін до цільового, змістового, структурного й організаційного компонентів навчально-виховного процесу в навчальному закладі [14].

На значенні профільного навчання фізики і математики у старшій школі наголошує у дослідженні С. Ліфарь, зазначаючи, що воно «створюватиме сприятливі умови для врахування індивідуальних особливостей, інтересів і потреб учнів, формування в них орієнтації на той чи інший вид майбутньої професійної діяльності» [15].

Методологія нашого дослідження дає змогу встановити відповідність між Концепцією профільного навчання у старшій школі (2013) і провідними теоретичними підходами до проблеми фізико-математичної підготовки старшокласників - системним, діяль- нісним, особистісно орієнтованим, компетентнісним. Кожен із цих підходів відображає той чи інший аспект поєднання профільної освіти з фізико-математичною підготовкою старшокласників до навчання в технічному університеті, що узагальнено в табл. 3.

Таблиця 3 Відповідність системи профільного навчання у старшій школі провідним методологічним підходам до фізико-математичної підготовки