Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Теоретические основы формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза
1.1. Анализ состояния проблемы формирования обобщенных экспериментальных умений
1.2. Психолого-дидактические основы формирования обобщенных экспериментальных умений
1.3. Развитие естественнонаучного мышления студентов медицинского вуза в процессе формирования обобщенных экспериментальных умений .
Выводы по первой главе
ГЛАВА II. Разработка методики формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза при обучении физике
2.1. Модель формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза при обучении физике
2.2. Организация самостоятельной работы по проектированию лабораторных работ для формирования обобщенных экспериментальных умений .
2.3. Приемы развития естественнонаучного мышления студентов медицинского вуза в процессе формирования обобщенных экспериментальных умений
Выводы по второй главе
ГЛАВА III. Организация опытно-экспериментальной работы и ее результаты .
3.1. Задачи и методика проведения опытно-экспериментальной работы
3.2. Результаты опытно-экспериментальной работы .
Выводы по третьей главе .
Заключение .
Библиографический список
- Психолого-дидактические основы формирования обобщенных экспериментальных умений
- Развитие естественнонаучного мышления студентов медицинского вуза в процессе формирования обобщенных экспериментальных умений
- Организация самостоятельной работы по проектированию лабораторных работ для формирования обобщенных экспериментальных умений
- Результаты опытно-экспериментальной работы
Психолого-дидактические основы формирования обобщенных экспериментальных умений
Для того, чтобы провести анализ состояния проблемы формирования обобщенных экспериментальных умений у студентов медицинского вуза, не-обходимо сделать небольшой исторический экскурс и выяснить, какие пси-хологические и педагогические идеи советских и российских ученых привели к осознанию обществом необходимости формировать экспериментальные умения у обучающихся медицинских вузов.
Российская система среднего образования всегда претерпевала опреде-ленные изменения. Необходимость перемен диктовало общество через соци-альный заказ выпускника школы и вуза. В материалах XXIV съезда КПСС указывалось на то, что происходит настолько быстрое развитие во всех об-ластях, что полученное образование – это лишь база, которая требует посто-янного пополнения знаний [57, 59]. Это означало, что помимо знаний, обра-зовательное учреждение должно заботиться еще и о формировании различ-ных навыков и умений у обучающихся, благодаря которым они смогли бы пополнять и применять полученные знания на практике. Так, в 60-х годах XX столетия была организована лаборатория НОТ (научной организации труда). Работа сотрудников лаборатории НОТ была направлена на то, чтобы развивать у школьников и студентов такие действия как: «слушать и кон-спектировать уроки, читать книги, работать с учебниками, решать познава-тельные задачи, развивать свое мышление, память, воображение, готовиться к контрольной работе или экзамену» [59, с.39]. В связи с этим в 70-х годах XX века активно пропагандировалась необходимость формирования и раз-вития общеучебных умений, т.е. таких, которые являются общими для не-скольких дисциплин или определенного цикла дисциплин [105].
Многие ученые отмечают не столько важность научной организации труда, сколько значение сознания в овладении и применении тех или иных умений. В своих работах А.Е. Милерян указывает на ведущую роль сознания в овладении трудовыми действиями. Таким образом, объектом изучения ста-новятся «не навыки в традиционном понимании этого слова, а умения, т.е. сознательно, разумно, со знанием дела совершаемые и легко переносимые трудовые действия, овладение которыми сопровождается развитием не толь-ко сенсомоторных, но и интеллектуальных, волевых, эмоциональных качеств личности» [59, c.75]. Процессу формирования навыков и умений посвящены труды Е.А. Милеряна «Психология формирования общетрудовых политех-нических умений» [60], Е.Н. Кабановой-Меллер «Психология формирова-ния умений и навыков у школьников (проблема приемов умственной дея-тельности)» [47] и др. Важную роль в нашем исследовании играют идеи развивающего обуче-ния, выдвинутые Л.С. Выготским в 30-х годах двадцатого столетия: развитие происходит в процессе обучения и воспитания, они ведут за собой развитие, хотя только к обучению и воспитанию оно не сводится [28, 79]. В первой по-ловине 70-х годов В.В. Давыдов продолжил изучение этой проблемы [37, 38, 39], т.к. появилась необходимость его внедрения в педагогическую практику. Н. Дайри указывает: «научно-техническая революция требует все большей интеллектуализации физического труда, политехнического характера, глуби-ны и широты знаний, способности быстро и гибко их обновлять» [40, c.59]. В эти же годы А.Н. Леонтьев предложил идеи деятельностного подхода в обучении [56]. И.Ф. Харламов, рассматривая вопросы формирования проч-ных знаний, подчеркивает необходимость реализации этого подхода, суть ко-торого состоит в следующем: «для того чтобы обучающийся освоил изучае-мый материал, он должен совершить полный цикл познавательных действий, т.е. воспринять его, осмыслить, запомнить, потренироваться в применении знаний на практике и затем осуществить последующую деятельность по их повторению, углублению и более прочному усвоению» [118, с.63].
Очень важный вклад в реализацию деятельностного подхода в обуче-нии физике внесла А.В. Усова, разработав методику формирования обоб-щенных умений, в том числе экспериментальных, теорию формирования на-учных понятий у учащихся и др. Ее работы стали особенно актуальными в настоящее время при необходимости внедрения ФГОС [104-114].
Последователями А.В. Усовой достаточно широко раскрыт вопрос фор-мирования обобщенных экспериментальных умений у учащихся школ. Этими проблемами занимались А.А. Бобров [21], Н.В. Кочергина [51], В.А. Кокшаров [49], А.Т. Тхакушинова [101], О.В. Яценко [133] и др. Но имеющиеся разработ-ки не были адаптированы к процессу обучения физике в медицинском вузе и не учитывали необходимость формирования профессиональных умений. Возникает необходимость рассмотрения проблемы формирования обобщенных экспериментальных умений в процессе обучения физике, для чего важно проанализировать особенности преподавания физики в медицин-ском вузе. 1. Содержание курса «Физика» является сложным. Понятие «слож-ность» является объективной характеристикой объекта и его можно рассмат-ривать только по отношению к чему-либо [102] как разнообразие и слож-ность состава системы; разнообразие и сложность свойств системы; разнооб-разие и сложность связей и отношений системы; сложность организации сис-темы, зависящая от сложности связей элементов и от числа их иерархических уровней и подсистем [103].
Развитие естественнонаучного мышления студентов медицинского вуза в процессе формирования обобщенных экспериментальных умений
Для разработки модели формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза необходимо учитывать особенности их формирования [67, 68]. К таким особенностям относится необходимость моти-вации студентов к изучению физики и овладению экспериментальными уме-ниями, что обуславливает включение в модель ориентировочно-мотивацион-ного этапа деятельности студентов. При построении данной модели особая роль должна быть отведена развитию естественнонаучного мышления при выполне-нии лабораторных работ по физике, направленных на изучение принципов ра-боты медицинской аппаратуры; физических основ клинических методов иссле-дования; изучение физических моделей биологических объектов. Разрабатывать модель необходимо с учётом общедидактических прин-ципов (фундаментальности, систематичности и последовательности, актив-ности, самостоятельности и сознательности, доступности и посильности и др.). Также необходимо определить принципы, отражающие необходимость профессиональной ориентации предмета «Физика» в обучении студентов-медиков. На профессиональную подготовку врача на занятиях по физике влияет как содержание деятельности, так и ее структура, которая должна строиться по аналогии со структурой профессиональной деятельности врача. Этому требованию отвечает деятельность по выполнению физического экс-перимента, так как она отражает этапы профессиональной деятельности: по-становку цели, выдвижение гипотезы, выявление условий, которые необхо-димо соблюдать, планирование предстоящей деятельности, ее осуществле-ние, анализ и интерпретацию ее результатов, формулировку выводов. В этом заключается принцип аналогии деятельности по выполнению эксперимента и профессиональной деятельности, положенный в основу разработанной мо-дели. Тогда и в структуре деятельности по выполнению эксперимента и ее содержании будет отражена профессиональная деятельность, в чем проявля-ется принцип профессиональной направленности.
В этом случае содержание и структура процесса обучения физике обеспе-чивает достижение его цели – формирование профессиональных компетенций, без превышения максимальных норм времени, установленных учебной про-граммой, в чем проявляется принцип оптимизации процесса обучения физике в медицинском вузе.
При создании модели формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза нами был использован план частноди-дактической технологии С.А. Суровикиной [89], в котором выделяется три основных этапа: ориентировочно-мотивационный, исполнительно-операционный, рефлексивно-оценочный (см. параграф 1.2). Отметим, что для разработанной нами модели эти этапы могут быть применимы в трех масштабах, в чем проявляется их фрактальность: 1. В масштабах всего курса физики, тогда ориентировочно-мотивацион-ный этап осуществляется на первом занятии, исполнительно-операционный в течение всего семестра, а рефлексивно-оценочный – на последнем занятии.
2. В масштабах каждой лабораторной работы по физике, тогда ориен-тировочно-мотивационный этап осуществляется в начале лабораторной ра-боты, исполнительно-операционный – в течение лабораторной работы, а рефлексивно-оценочный – в конце лабораторной работы.
3. В масштабах самостоятельной работы по проектированию экспери-менту. Тогда ориентировочно-мотивационный этап осуществляется в начале самостоятельной работы, а рефлексивно-оценочный в конце самостоятельной работы или вначале занятия. В разработанной нами модели эта деятельность включена в ориентировочно-мотивационный этап лабораторной работы. Для комплексной оценки результативности процесса формирования обобщенных экспериментальных умений можно выделить следующие кри-терии, соответствующие составляющим любой компетенции: сформирован-ность мотивации к изучению физики (мотивационная составляющая), сфор-мированность общенаучных понятий (когнитивная составляющая), сформи-рованность теоретического естественнонаучного мышления (личностная со-ставляющая), сформированность обобщенных экспериментальных умений (деятельностная составляющая). Выбор этих критериев обусловлен следую-щими положениями:
1. Сформированная мотивация студентов к изучению физики и овладе-нию обобщенными экспериментальными умениями является условием ус-пешного формирования у них обобщенных экспериментальных умений. Мо-тивация студентов должна быть организована на ориентировочно-мотивационном этапе процесса формирования обобщенных экспериментальных умений во всех масштабах.
2. Общенаучные понятия (наблюдение, эксперимент, гипотеза, погреш-ность и др.) являются базой для формирования обобщенных эксперименталь-ных умений: студент должен знать эти понятия и уметь их применять. Разви-тие общенаучных понятий должно происходить на всех этапах рассматривае-мого процесса.
3. Уровень развития естественнонаучного мышления студентов влияет на выбор приемов, методов, средств, способствующих формированию обоб-щенных экспериментальных умений; на скорость их формирования (у сту-дентов с теоретическим естественнонаучным мышлением обобщенные уме-ния формируются быстрее, чем у студентов с эмпирическим естественнона-учным мышлением). Развивать мышление также необходимо на всех этапах процесса формирования обобщенных экспериментальных умений. 4. По сформированности обобщенных экспериментальных умений можно судить о результативности проведения лабораторных работ на основе анализа операций, из которых состоит эта учебная деятельность. Модель формирования обобщенных экспериментальных умений сту-дентов медицинского вуза можно представить в виде следующей схемы (рис. 1).
Организация самостоятельной работы по проектированию лабораторных работ для формирования обобщенных экспериментальных умений
В разделе «Вспомогательные материалы» студентам предложены пла-ны обобщенного характера, для того, чтобы научиться правильно формули-ровать свой ответ (например, план «Что нужно знать о явлении» [106]).
Раздел «Используемая и рекомендуемая литература» содержит список источников информации, использованной для разработки ресурса, а также рекомендуемая литература для изучения курса и полезные ссылки.
Блок 2 «Лабораторные работы». В этом разделе представлено 8 лабо-раторных работ в соответствии с учебной программой. Для подготовки к ка-ждой лабораторной работе студентам на основе плана частнодидактической технологии (пункты плана выделены курсивом) предлагаются вопросы и за-дания, а также ссылки на необходимую литературу и проверочный тест [94]. Рассмотрим эти задания на примере лабораторной работы «Определение вяз-кости жидкости методом Стокса».
Проблемная ситуация: «В больнице, где Вы работаете, сломался виско-зиметр. Возможно ли измерить вязкость биологической жидкости без него? Какие подручные средства необходимо для этого использовать?».
Шаг 1. Изучите информацию и ответьте на вопросы. В этом разделе указаны контрольные вопросы и задания к теме, рекомендуемая литература для подготовки к данному занятию. Например: «Что такое сила внутреннего трения?», «Запишите формулу Ньютона для силы трения в вязкой жидкости» и т.д. На этом этапе происходит осознание проблемы и ее формулировка в ви-де учебной задачи. Формулировка цели может происходить либо на этом, ли-бо на следующем этапе [94].
Выполните задания. Здесь студентам предложен тест, состоя-щий из 4-6 вопросов, которые помогут направить мысли студентов в нужное русло при проектировании лабораторной работы. Например:
Задания из шага 2 можно использовать самостоятельно и при работе с инструкциями, потому что эти задания помогают разобраться в сути лабора-торной работы.
Шаг 3. Спроектируйте лабораторную работу (содержит детальные задания по каждому из пунктов плана эксперимента). Этот шаг является не-обязательным, т.к. если студент, оценив свои возможности, готов самостоя-тельно спроектировать лабораторную работу в соответствии с планом, то об-ращаться к этим заданиям не нужно. Решение учебной задачи происходит через проектирование лабораторной работы [94].
Для проектирования эксперимента в тестовой среде Айрен мы исполь-зовали вопросы на нахождение соответствия и установление верной последо-вательности, например (рис. 7, 8):
Шаг 4. Проверьте себя. Содержит 5 вопросов по предстоящей лабора-торной работе (эксперименту), отвечая на которые, студент может приме-нить полученные знания в знакомой ситуации. Итог теста позволит студенту провести самоконтроль, и на основе полученной оценки при необходимости откорректировать план лабораторной работы [94]. Пример вопросов для самоконтроля: «При определении вязкости жидкости методом Стокса должны выполняться следующие условия (выберите один или несколько ва-риантов ответа):
Блок 3 «Приложение» содержит таблицы с константами и рисунки, не-обходимые для выполнения лабораторных работ.
Кроме электронного образовательного ресурса «Физика» нами было разработано учебно-методическое пособие «Постановка учебного экспери-мента в медицинском вузе», также содержащее свернутые и подробные зада-ния на проектирование эксперимента, описание структуры эксперимента, примеры, правила расчета погрешностей, описание имеющегося оборудова-ния на кафедре физики [9].
Организуя самостоятельную работу студентов по проектированию лабо-раторных работ с помощью дидактических заданий двух типов, можно учиты-вать способности студентов, темп работы; контролировать процесс самостоя-тельной работы, при необходимости корректировать дидактические задания.
Таким образом, можно сделать следующие выводы: для повышения ре-зультативности методики формирования обобщенных экспериментальных умений необходима организация самостоятельной работы студентов по проек-тированию экспериментов, входящих в состав лабораторных работ. Для этого можно использовать разработанные нами учебно-методическое пособие «По-становка физического эксперимента в медицинском вузе», рабочие тетради «Медицинская и биологическая физика» или электронный образовательный ресурс «Физика», которые содержат задания для проектирования эксперимен-та, необходимые для этого справочные материалы, задания для самопроверки. Выстраивание деятельности студентов в соответствии с планом частнодидакти-ческой технологии позволяет проектировать обучение, в том числе самостоя-тельную работу, и оптимизирует процесс обучения физике. Для успешного формирования обобщенных экспериментальных уме-ний необходимо использовать приемы развития естественнонаучного мыш-ления в процессе формирования обобщенных экспериментальных умений.
Развитие естественнонаучного мышления студентов медицинского вуза в процессе изучения физики заключается в формировании и совершенство-вании всех видов, форм, операций мышления, выработку умений и навыков по применению законов мышления в познавательной деятельности, а также в осуществлении переноса приемов мыслительной деятельности из одной об-ласти знаний в другую. К приемам развития мышления относят: сознатель-ное применение анализа, синтеза, сравнения, абстрагирования, конкретиза-ции, обобщения, систематизации, классификации, а также выделение суще-ственного, установление причинно-следственных связей, составление плана действий, перекодирование информации из одной знаковой системы в дру-гую, установление родо-видовых отношений, выделение смысловых опор, целенаправленное формирование научных понятий [89, 90]. Рассмотрим использование этих приемов для реализации разработанной нами методики подробнее в разработанной нами рабочей тетради по физике для студентов медицинского вуза [52, 53], в которой все изучаемые темы были сгруппированы по модулям: «Математическая статистика», «Механика», «Геометрическая оптика», «Волновая оптика. Физика атомов и молекул», «Общая и медицинская электроника», «Ионизирующие излучения», «Биофи-зика», «Математическое моделирование в биофизике». Рассмотрим пример заданий из рабочей тетради по теме «Электрическое поле органа».
Сформулируйте определения понятий: электрическое поле, напря-женность, силовые линии, эквипотенциальные поверхности, электрический диполь, дипольный момент, потенциал диполя, объемный проводник.
Результаты опытно-экспериментальной работы
В процессе научно-практического исследования по проблеме форми-рования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза было сделано:
1. На основании изученной литературы по психологии, педагогике, теории и методике обучения физике проведен анализ понятия «экспери-мент», раскрыты его особенности, функции, проведен анализ понятий «на-вык», «умение», «обобщенное умение», «компетенция», показано соотноше-ние этих понятий; проведен анализ понятия «клиническое мышление», опре-делена взаимосвязь клинического и теоретического естественнонаучного мышления.
2. Проведен анализ состояния проблемы формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза, который включает в себя исторический экскурс, позволяющий выяснить, какие этапы развития системы образования привели к осознанию обществом необходимости фор-мирования у обучающихся в медицинских вузах экспериментальные умения, определение возможностей реализации ФГОС в процессе выполнения лабо-раторных работ по физике; исследование особенностей процесса обучения физике, в частности лабораторных работ по физике в медицинском вузе; ре-зультаты срезов для определения сформированности экспериментальных умений, уровня естественнонаучного мышления, потребности в овладении экспериментальными умениями у студентов медицинского вуза.
3. Проанализирован комплекс педагогических условий эффективного развития естественнонаучного мышления и определены возможности реали-зации данного комплекса в процессе использования методики формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза на лабораторных занятиях по физике.
4. Разработана модель формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза на основе принципов профессиональной направленности, аналогии деятельности по выполнению эксперимента и про-фессиональной деятельности, оптимизации учебного процесса, фрактальности.
5. На основании вышеописанной модели разработана методика фор-мирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза, которая основывается на III типе ориентировочной основы действия (ход предстоящей деятельности не дается в готовом виде, а составляется сту-дентами самостоятельно), включает в себя ориентировочно-мотивационный, исполнительно-опера-ционный и рефлексивно-оценочный этапы и реализу-ется в трех масштабах: курса физики, отдельной лабораторной работы и са-мостоятельного проектирования лабораторных работ. Описана деятельность студентов на каждом из этапов. 6. Разработаны структура и содержание электронного образовательного ресурса, в рамках которого возможно осуществить информационную под-держку самостоятельной работы студентов медицинского вуза для формиро-вания у них обобщенных экспериментальных умений.
7. Разработана методика развития естественнонаучного мышления сту-дентов медицинского вуза в процессе формирования обобщенных экспери-ментальных умений студентов медицинского вуза на занятиях по физике, а также необходимые дидактические средства для ее реализации.
8. Проведена опытно-экспериментальная работа по внедрению методи-ки формирования обобщенных экспериментальных умений студентов меди-цинского вузе и разработаны (и отобраны) необходимые для его реализации диагностические, дидактические материалы.
Полученные в ходе исследования результаты позволили сделать сле-дующие выводы: 1. Проведенный анализ психолого-педагогической, научно-мето-дической литературы по проблеме формирования и развития эксперимен-тальных умений обучающихся, нормативных документов, состояния пробле-мы формирования обобщенных экспериментальных умений студентов меди-цинского вуза позволил нам заключить следующее: – В курсе физики медицинского вуза можно реализовать межпредмет-ные связи, которые проявляются в формировании общенаучных понятий и обобщенных умений. Он имеет потенциал для формирования у студентов умений, необходимых в дальнейшей профессиональной деятельности. При организации деятельности по выполнению эксперимента на основе III типа ООД по своей структуре эта деятельность становится аналогичной профес-сиональной деятельности врача.
Использование инструкций при обучении физике не позволяет сфор-мировать у студентов обобщенные экспериментальные умения, общенаучные понятия, развивать естественнонаучное мышление до теоретического уровня.
Важная роль обобщенных экспериментальных умений студентов ме-дицинского вуза в реализации Федеральных государственных образователь-ных стандартов, обусловлена, во-первых, возможностью формирования про-фессиональных компетенций на основе обобщенных экспериментальных умений, во-вторых, ведением студентами обязательной самостоятельной на-учно-исследовательской деятельности, включающую в себя эксперимент, в-третьих, возможностью выстраивать процесс обучения в контексте будущей профессии на основе аналогии деятельности по выполнению эксперимента и профессиональной деятельностью. 2. Модель формирования обобщенных экспериментальных умений сту-дентов медицинского вуза необходимо выстраивать на основе теории учебной деятельности и принципов профессиональной направленности, аналогии дея-тельности по выполнению эксперимента и профессиональной деятельности, оптимизации учебного процесса, фрактальности. Она должна включать ориен-тировочно-мотивационный, исполнительно-операционный этап и рефлексив-но-оценочный этапы, реализуемые в масштабе курса физики, лабораторной работы и самостоятельной работы по проектированию эксперимента.
3. Суть разработанной методики формирования обобщенных экспери-ментальных умений студентов медицинского вуза заключается в том, что студенты самостоятельно проектируют эксперименты, входящие в состав ла-бораторных работ в соответствии со следующим планом: постановка цели; выдвижение гипотезы; выявление условий, которые необходимо соблюдать; планирование эксперимента (выявление наблюдений, которые надо провес-ти; определение величин, которые надо измерить; определение оборудова-ния, необходимого для проведения опытов; составление хода работы; выбор формы записи результатов). Выделенные этапы являются общими для дея-тельности по выполнению эксперимента и профессиональной деятельности.
4. Критериями результативности методики формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза выступают: сфор-мированность мотивации к изучению физики; сформированность общенауч-ных понятий; сформированность теоретического естественнонаучного мыш-ления; сформированность обобщенных экспериментальных умений. Показа-телями результативности методики формирования обобщенных эксперимен-тальных умений студентов медицинского вуза являются: уровень мотивации к изучению предмета; коэффициент сформированности общенаучных поня-тий; тип и стадия естественнонаучного мышления студентов; уровень экспе-риментальных умений; коэффициент полноты выполнения лабораторной ра-боты; коэффициент результативности методики формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза. С целью выявле-ния достоверности различий в уровне экспериментальных умений, естест-веннонаучного мышления и мотивации нами был применен критерий Пирсо-на 2
Похожие диссертации на Формирование обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вузав процессе обучения физике
