Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы Шпилевая Людмила Григорьевна

Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы
<
Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Шпилевая Людмила Григорьевна. Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы : ил РГБ ОД 61:85-13/672

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Теоретические основы оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе 16

1.1. Состояние и тенденции оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе 16

1.2. Модель оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе 51

1.3. Методика оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе 67

1.4. Объективные измерители оценки оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе 91

Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе 105

2.1. Методика экспериментального исследования 105

2.2. Опыт оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе 120

2.3. Оценка влияния организационно-педагогических условий на результаты процесса обучения в малочисленной сельской школе 165

Заключение 175

Библиографический список используемой литературы 179

Приложения 198

Введение к работе

На современном этапе развития нашего общества огромное экономическое и социальное значение приобретает проблема совершенствования школьного образования, претворение в жизнь решений ХХУІ съезда КПСС о повышении эффективности и качества обучения, усилении профессиональной ориентации и подготовки учащихся к активной трудовой деятельности. На это нацеливают советское общество решения Верховного Совета СССР и Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР, основные положения, сформулированные в докладе К.У.Черненко /4/.

Успехи научно-технической революции, выразившиеся в интеграции различных областей знаний, в широком внедрении науки в современное производство, в мощном развитии техники, привели к изменению характера труда рабочего, требующего от него хорошего знания производства, высокой квалификации и культуры. Это породило в свою очередь новые требования к системе политехнической подготовки учащихся общеобразовательной школы. В Основных направлениях реформы общеобразовательной и профессиональной школы отмечается, что в условиях возросших требований общественного производства и научно-технического прогресса необходимо "усилить политехническую направленность содержания образования", "совершенствовать формы, методы и средства обучения", создать основу для трудового обучения и профессиональной ориентации молодежи /3, с 45/.

Важными компонентами политехнического образования являются глубокое усвоение учащимися основ наук и создание прочных практических умений. В решении этой задачи значительная роль принадлежит физике. В курсе физики учащиеся знакомятся с основными направлениями научно-технического прогресса, изучают явления,

- 4 -лежащие в основе различных производственных процессов, знакомятся с техническими устройствами, измерительными приборами, совершенствуют практические и экспериментальные умения /15, с 4/.

В системе политехнического образования значительное место отводится формированию у учащихся прочных измерительных умений. Действительно, экспериментальный характер курса физики превращает измерения в инструмент познания окружающего мира. С помощью прямых и косвенных измерений вводятся все физические величины. При этом учащиеся узнают, что уровень развития науки связан с возможностями измерительной техники, что совершенствование методов измерения, измерительных приборов позволяет глубже проникнуть в тайны строения вещества, расширить границы нашего познания.

Важна роль измерений и в процессе исследования функциональных зависимостей между величинами, проверки справедливости физических законов. Правильный подход к выполнению этих заданий требует формирования у учащихся умений обрабатывать результаты эксперимента, оценивать их качество. Важно понимание, что точность полученного результата зависит от точности приборов и метода измерения, что при измерениях возникают погрешности, которые необходимо учитывать. Недооценка этих вопросов может привести к неверному толкованию результатов эксперимента и ошибочным выводам. Примером является неправильное использование результата измерения плотности с помощью школьных весов и мензурки для определения крахмалистости картофеля /9, с 35/. Авторы лабораторной работы "Определение плотности картофеля и процента содержания в нем крахмала" не учли, что школьные приборы - мензурка и весы -позволяют определить плотность с точностью не более двух значащих цифр. Поэтому находить содержание крахмала по плотности, вы-

численной с точностью до четырех значащих цифр, в данном случае бессмысленно. Необходимо применять более точные измерительные приборы /70, с 95/.

Значительное место занимают измерения в производственных процессах. Здесь они являются средством контроля и качества выпускаемой продукции. В машиностроительной промышленности, например, на долю измерений приходится 40% всех технологических операций. А каждый третий случай выпуска недоброкачественной продукции является следствием нарушений условий и правил измерения. Повышение точности изготовления отверстий, через которые впрыскивается топливо в дизельных двигателях, до 0,1 микрометра повышает его экономичность в 2-2,5 раза. Неточность в измерении количества теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, равная всего лишь 0,3%, приводит ежегодно к потере в масштабах страны 600 тыс.тонн нефти, 270 млн.кубм газа, 1600 тыс.тонн угля /98, с 42, 43/.

Значительное возрастание роли измерений, правильного выбора средств и методов инструментального контроля в современном производстве влечет за собой повышение требований к качеству измерительных умений учащихся общеобразовательных школ, теоретические и практические основы которых закладываются в школьных курсах физики-, математики и трудового обучения. К.У.Черненко в речи на Пленуме ЦК КПСС 10 апреля 1984 года отмечал, что "каждое новое поколение должно подниматься на более высокий уровень образованности и общей культуры, профессиональной квалификации". Таков закон социального процесса /4, с 5/.

Переход школьного образования на новое содержание способствовал улучшению теоретической подготовки учащихся. Возрастание научного уровня всех школьных предметов, применение нового под-

- б -

хода к рассмотрению традиционных вопросов в курсе физики и математики стимулировали интерес учащихся к обучению. Раннее применение буквенной символики, последовательное изучение функциональных зависимостей и элементов приближенных вычислений усилили прикладную направленность многих тем математики к курсу физики. Увеличение времени, отводимого лабораторному эксперименту на второй и особенно на первой ступени обучения расширили возможности по формированию экспериментальных и измерительных умений.

Однако проверка знаний и умений учащихся шестого и седьмого классов по физике и математике показывает, что учащиеся часто не справляются с заданиями по переводу единиц в метрической системе, арифметическими действиями с приближенными числами, с измерениями физических величин /108, с 77/.

Изучение методической литературы, опыта работы учителей /63, с 65/, личный опыт работы в школе и вузе говорят о том, что и в старших классах экспериментальные и особенно измерительные умения учащихся остаются на низком уровне. Учащиеся слабо знают методы обработки результатов измерений, затрудняются применять их в конкретных заданиях, плохо работают с измерительными приборами. Аналогичные недостатки выявлены и в результате всесоюзных проверок, проводимых Министерством просвещения РСФСР. Отмечается, что старшеклассники многих школ страны плохо справляются с выполнением лабораторных работ, с практической частью экзаменационных билетов. Особенно слабы измерительные навыки учащихся /105, с 21/. Девятиклассники слабо читают чертежи, затрудняются в сборке электрических цепей, оценке погрешностей. Ученики восьмых классов слабо владеют навыками измерения штангенциркулем и микрометром /104, с 22/. Между тем перечисленные умения, как отмечает инструктивное письмо МП РСФСР, являются основными, имею-

- 7 -щими огромное значение для усвоения основ экспериментального метода исследования и овладения многими трудовыми навыками /60/.

Таким образом, в данный момент создалась ситуация, когда качество измерительных умений учащихся не соответствует требованиям, выдвигаемым перед школой потребностями производства, и тем возможностям, которые заложены в учебном процессе модернизацией школьного образования.

Методическими исследованиями установлено, что одним из основных резервов дальнейшего совершенствования учебного процесса является осуществление принципа межпредметных связей. Они обеспечивают эффективное формирование у школьников научных понятий и углубленное усвоение изучаемых теорий, способствуют формированию научно-материалистического мировоззрения /113, с 25/. Межпредметные связи способствуют систематизации, а, следовательно, глубине и прочности знаний, обеспечивают возможности сквозного применения и закрепления знаний и умений, полученных на уроках по разным предметам /31, с 3/.

Анализ программ и учебников по физике, математике и трудовому обучению, изучение методической литературы показывают, что введение нового содержания образования не дает ожидаемого эффекта в формировании измерительных умений вследствие слабости преемственных связей между предметами при обучении измерительным умениям, особенно в восьмилетней школе /106, с 32; 107, с 8/. Это находит выражение в следующем:

- существует недостаточная согласованность во времени изучения некоторых понятий в курсе математики и возможностями их применения в курсе физики, в частности, поздно вводятся: понятие значащей цифры, стандартный вид числа, приемы приближенных вычислений /72, с 43/;

имеет место недостаточное использование в курсе физики математических методов и приемов при вычислениях и обработке результатов измерений, в частности, метода границ, свойств степени, применение логарифмической линейки и вычислительной техники /71, с 45/;

оценка погрешностей и обработка результатов измерений в курсе физики вводится слишком поздно, начиная с восьмого класса, хотя более половины фронтальных лабораторных работ по физике проводится в шестом и седьмом классах и математическая подготовка учащихся позволяет знакомить их с методами обработки результатов измерений уже в шестом классе;

учителя математики при изучении приближенных вычислений не ориентируют учащихся на их практическое применение в курсе физики, что снижает практическую направленность материала, приводит к его поверхностному изучению и быстрому забыванию;

учителя физики не всегда хорошо осведомлены о том, что и когда изучается в курсе математики, каковы требования к тим знаниям и умениям на уроках математики, вследствие чего часть материала используется несвоевременно или не используется вовсе.

Усовершенствованные программы по учебным предметам средней школы, введенные с 1981/82 учебного года, содержат рекомендации для учителей по межпредметным связям /82/. Они помогают учителям ориентироваться в тех знаниях, которые получают учащиеся на уроках по другим предметам. Однако, только систематическое и своевременное включение их в учебный процесс способствует прочности и надежности знаний.

Проблема повышения уровня измерительных умений учащихся остается актуальной на протяжении многих лет. Исследованиями Бурова В.А., Шилова В.Ф. /12/, Орехво О.С. /63/, Усовой А.В. /109/,

- 9 -Шамаша СЯ. /118/ выявлены различные пути совершенствования методики формирования экспериментальных и измерительных умений, разработана методика обучения умению производить измерения, пользоваться измерительным прибором, планировать эксперимент. Созданы хорошие пособия с экспериментальными заданиями и разработана методика их проведения.

Вопросы применения приближенных вычислений и методов обработки результатов измерений в школьном курсе физики исследованы В.П.Демковичем /18/, С.Е.Каменецким /35/, Н.Я.Прайсманом /19/, В.А.Фетисовым /112/. Демкович В.П. и Прайсман Н.Я., опираясь на правила подсчета цифр, предложенные Брадисом В.М., рассматривают приближенные вычисления, понятие точности измерения, точность приборов, виды погрешностей, способы их учета и методы обработки результатов измерений /19/.

Каменецкий СЕ. еще в 1955 году, поднимая вопрос о том, что вычисление и оценка погрешностей необходимы для более глубокого понимания вопросов физики, рассматривает возможности различных методов обработки результатов измерений, разрабатывает конкретную методику их применения в различных классах /35/. Все авторы отмечают, что обучение учащихся оценке погрешностей необходимо начинать с шестого класса,

Фетисов В.А., рассматривая аналогичные вопросы в объеме действующей программы, дает рекомендации по наиболее рациональному использованию методов оценки погрешностей в различных видах лабораторных работ, предлагает знакомить учащихся со статистическими методами обработки результатов измерений /112/. Основная цель этих пособий - познакомить учителей с видами погрешностей и различными методами обработки результатов эксперимента. Поэтому в них не освещаются вопросы пропедевтической

- ю -подготовки учащихся к работе с абсолютной и относительной погрешностями, роли межпредметных связей в обучении сознательному получению формул для расчета погрешностей, умений проводить сравнение результатов при проверке закономерностей и формулировке выводов. Недостаточно исследованы эти вопросы и в диссертациях.

В диссертационных исследованиях Орехова В.П. /64/, Кайгоро-дова А,Н. /34/, Первухиной С.Г. /67/, Хомутского В.Д. /115/ рассматривается формирование измерительных умений учащихся. Первые три исследования выполнены по программам курсов физики и математики, существовавшим до модернизации школьного образования. В диссертациях Первухиной С.Г, и Хомутского В.Д. развитие измерительных умений решается на базе межпредметных связей как частная задача в формировании умений. Методика обучения оценке погрешностей и обработке результатов измерений в них не рассматривается.

Система обучения анализу и обработке результатов измерений дается в диссертационном исследовании Русак М.М. /99/. В нем предлагается возможный вариант обучения учащихся старших классов средней школы статистическим методам обработки результатов измерений на факультативных курсах. Применение этих методов связано с постановкой специальных лабораторных работ, дополнительной математической подготовкой учащихся.

Методика формирования измерительных умений и навыков в курсе физики первой ступени разработана в исследовании Салимбае-ва 0. /100/. В основу методики положен принцип этапности с использованием схем ориентировочной основы действий, а также специально разработанная система экспериментальных заданий. Обработка результатов измерений ограничивается оценкой точности пря-мых измерений и конечного результата. Методы оценки погрешностей

прямых и косвенных измерений на первой ступени курса физики не рассматриваются.

Лешуковым А.П. исследована проблема совершенствования методики обучения экспериментальным умениям в школьном курсе физики на основе планирования эксперимента. В основу методики положено „обучение рациональному проведению эксперимента на базе предварительной оценки погрешностей, которая производится, начиная с восьмого класса. На первой ступени обучения физике он рекомендует осуществлять только пропедевтическую работу по формированию у учащихся умений расчета погрешностей прямых и косвенных измерений. Автор показывает необходимость обучения оценке погрешностей, начиная с шестого класса /46/. Однако при этом он рекомендует в шестом классе использовать те же методы оценки погрешностей, что и в старших классах, значительно переоценивая тем самым познавательные возможности шестиклассников /45, с 61/.

Математики, учитывая огромное практическое значение приближенных вычислений, раскрыли сущность их влияния на прикладную ориентацию. Они обращаются к курсу физики как к основному предмету, в котором широко используется математический аппарат. Исследования Мусаеляна Р.А. /56/ и Адишева И.Г, /5/ показывают, что обучение приближенным вычислениям в курсе математики восьмилетней школы должно идти по пути усиления прикладной направленности их к курсу физики.

Таким образом, анализ диссертаций и методической литературы показывает, что вопросы совершенствования методики обучения оценке погрешностей и обработке результатов измерений на первой ступени обучения физике исследованы недостаточно, В то же время многочисленные методические наблюдения показывают, что приемы и навыки вычисления погрешностей при выполнении лабораторных работ

усваиваются учащимися с трудом, поэтому здесь никак нельзя огра-г ничиться только некоторыми общими предварительными указаниями и разъяснениями /114, с 60/. Необходима планомерная и целенаправленная работа по формированию этих умений как в курсе физики, так и в курсе математики.

Учитывая огромное практическое значение умений по обработке результатов измерений, возможности нового содержания курсов физики и математики восьмилетней школы, мы сделали предположение. что введение оценки погрешностей и обработки результатов измерений в курсе физики шестого и седьмого классов при условии более полного использования содержания математического образования по приближенным вычислениям будет способствовать значительному улучшению знаний и умений учащихся по измерениям физических величин. Не ставя перед собой задачи увеличения числа часов, отводимых лабораторным работам, мы стремились найти в содержании курсов физики и математики восьмилетней школы оптимальные возможности для обучения учащихся умениям обработки результатов измерений, начиная с шестого класса.

Исходя из рассмотренных выше положений, проблемой нашего исследования явилось совершенствование методики обучения измерительным умениям на основе более тесного установления межпредметных связей физики и математики в восьмилетней школе. Более полное использование математических знаний, сформированных в младших классах, на уроках физики шестого и седьмого классов, единый подход к обработке результатов измерений будут способствовать повышению качества знаний, их закреплению, прочности измерительных умений.

Эта проблема является сейчас актуальной, потому что образовался разрыв между уровнем математических знаний учащихся, обес-

- ІЗ -

печивающих обработку результатов измерений с шестого класса, возможностями экспериментальной базы курса физики первой ступени и существующей методикой, при которой обработка результатов измерений производится начиная с восьмого класса. Поэтому шестой и седьмой классы выпадают из общего логического процесса формирования умений обработки результатов измерений.

Исходя из экспериментального характера курса физики, уровня математической подготовки учащихся и значения, которое имеет оценка погрешностей для формирования измерительных умений, предметом нашего исследования явился процесс обучения учащихся умениям производить измерения и обрабатывать их результаты в курсе физики восьмилетней школы. Мы убеждены, что умения определять необходимую точность в измерении, оценивать качество результатов позволяют сформировать у учащихся правильный подход к измерению в целом.

Цель нашего исследования состояла в разработке путей совершенствования методики формирования измерительных умений учащихся и поиске возможностей введения оценки погрешностей и обработки результатов измерений в курсе физики восьмилетней школы на основе реализации принципа межпредметных связей физики и математики.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи: изучить состояние обучения измерительным умениям в практике преподавания физики в школе; путем теоретического анализа вскрыть возможности нового содержания математического и физического образования в восьмилетней школе по применению приближенных вычислений и методов обработки результатов измерений; определить содержание и объем умений по измерениям и обработке их результатов, которые можно сформировать на базе курса физики шестого и седьмого классов; разработать методику обучения этим умениям;

- 14 -показать доступность методов обработки результатов измерений для учащихся шестых и седьмых классов; выяснить влияние реализации возможностей, заложенных в межпредметных связях на прочность измерительных умений.

При решении поставленных задач мы основывались на теоретическом анализе работ основоположников марксизма-ленинизма, основных документов Коммунистической партии Советского государства о школе и политехническом образовании, позволившим определить требования к уровню политехнической подготовки учащихся, определить место и роль измерительных умений в процессе подготовки учащихся к общественно полезному труду в сфере материального производства.

Изучение методической, учебной и психологической литературы по вопросам методики формирования умений и роли межпредметных связей в учебном процессе обеспечили возможность разработки методики обучения учащихся способам обработки результатов измерений.

Наблюдения за работой учащихся и учителей на уроках математики и физики, индивидуальный опрос, текущая выборочная проверка, хронометраж выполнения учащимися отдельных измерительных операций и последующих расчетов и обработки результатов измерений в лабораторных работах позволили осуществлять контроль за процессом формирования умений по обработке результатов измерений.

Беседы с учителями физики и математики, проведение совместных методических заседаний позволили скоординировать работу учителей по формированию измерительных умений и обеспечить целенаправленное применение приближенных вычислений в курсе физики и математики шестых и седьмых классов.

Педагогический эксперимент проходил в несколько этапов.

Вначале исследовалось усвоение физических понятий, функциональных зависимостей величин, приближенных вычислений и измерений физических величин учащимися, изучавшими курс физики по новой программе, а математику в объеме прежней программы. Проводилось сравнение возможностей обеих программ и влияние математических . знаний на качество измерительных умений. Был проведен констатирующий эксперимент, позволивший выявить уровень знаний и умений по измерениям физических величин у учащихся, приходящих в шестой класс и изучавших новый курс математики.

На втором этапе исследования в 1973/74 и 1974/75 учебных годах был проведен поисковый эксперимент в одном шестом, а затем седьмом классе средней школы № 10 г.Калининграда. Нами изучались возможности введения в курс физики первой степени оценки погрешностей и обработки результатов измерений, разрабатывалась методика, исследовалось влияние различных видов экспериментальных заданий и лабораторных работ на качество формируемых умений. По результатам исследования были сделаны сообщения на областных педагогических чтениях в г.Калининграде и на курсах усовершенствования учителей. Работа встретила интерес со стороны учителей и была одобрена. На основании разработок для учителей в 1974/75, 1975/76, 1976/77, 1978/79 учебных годах был осуществлен третий этап исследования. В ходе опытного преподавания в параллелях шестых, седьмых и восьмых классов школ № 43 и № 18 г.Калининграда учителями Студенниковой Г.П. и Дмитриевой Л.И. была проверена степень доступности для учащихся шестых и седьмых классов методов оценки погрешностей и обработки результатов измерений, проверена эффективность предлагаемой методики. Экспериментом было охвачено в общей сложности 680 человек.

Результаты этого эксперимента позволили прийти к выводу о

доступности предлагаемой методики и целесообразности ее применения на первой ступени обучения физике. На защиту выносятся следующие положения:

возможность, необходимость и целесообразность введения элементов оценки погрешностей и обработки результатов измерений при формировании измерительных умений на I ступени обучения физике;

методика формирования умений математической обработки результатов измерений в курсе физики восьмилетней школы на базе нового содержания математического образования.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

  1. Развитие измерительных навыков в курсе физики УІ класса. - В кн.: Сборник докладов, прочитанных на ХУЛ областных "Педагогических чтениях". - Калининград, 1975. - с 12-23. В надзаг.: Калининградский областной отдел народного образования.

  2. Развитие измерительных навыков в УІ-УП классах. - Физика в школе, 1976, № 4, с 57-63 /В соавторстве с Пинским А.А./.

  3. Измерение физических величин: Диафильм для шестого класса. - Студия Диафильм Госкино СССР, 1976 /В соавторстве с Пинским А.А./.

  4. Межпредметные связи физики и математики в процессе формирования вычислительных навыков в УІ-УШ классах. - В кн.: Совершенствование процесса обучения математике. - Калининград, КГУ, 1978. - с 69-75. В надзаг.: Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР.

Состояние и тенденции оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе

Феномен сельской школы не является только российской особенностью в организации образования. В различных модификациях это явление возникло в отдельных социокультурных пространствах как следствие региональных особенностей развития и соответствующих им общественных потребностей в образовании.

Понять современную сельскую школу без изучения её истории невозможно. А увидеть тенденции перспектив без осмысления исторического опыта развития образования на селе и выстроить на их основании созидательную стратегию образования - проблематично.

Роль сельской школы определялась на разных исторических этапах социально-экономическими, природными и культурными условиями того или иного уголка России. В изучении феномена сельской школы существуют определённые трудности уже потому, что сельская школа есть собирательное понятие, которым обозначаются самые различные по типам и видам деятельности, а также по организационно-педагогическим условиям функционирования образовательные учреждения на селе. В России нет похожих сёл, значит нет и не может быть одинаковых сельских школ: малочисленные начальные школы, школы основные или полные общеобразовательные, школы пригорода и расположенные в глубинке, школы сибирских деревень, краснодарских станиц, якутских улусов. Но при всех имеющихся региональных, социально-экономических, национальных и других различиях имеет место повторяющийся признак. Это, наверное, главное для сущностной характеристики сельской школы, что обосновывает правомерность использования понятия «сельская школа» как особой единицы теоретического мышления.

Раскроем понятие «сельская школа». Есть определения сельские поселения, сельский староста, сельский сход, сельское общество, сельское хозяйство, но отсутствует определение «сельская школа» (БЭС, С. 1080) [21]. Нет такого определения и в словаре Ожегова С. И., в Психолого-педагогическом словаре под ред. П. И. Пидкасистого [176]. и др. справочниках. Существует определение сельской школы доктора пед. наук Н. Л. Селивановой: «Сельская школа - это совокупность различных типов и видов образовательных учреждений, расположенных в сельской местности, разнообразных по наполняемости, территориальному расположению, социальному окружению, национальному составу, работающих на удовлетворение образовательных потребностей сельских детей и выполняющих специфическую задачу трудовой подготовки школьников, а также социокультурную и социально-педагогические функции» [187]. Других определений сельской школы нами не выявлено. Однако, выделяя социокультурную и социально-педагогические функции, автор подчеркнул, тем самым, роль сельской школы в обеспечении связи процесса обучения сельских школьников с социумом, культурой, с жизнью.

В связи с тем, что нет чёткого и однозначного определения понятия «малочисленная сельская школа», оно не прописано в современной педагогической и справочной литературе, мы даём частное определение: «малочисленная сельская школа - это школа с полным комплектом классов, включая параллели, с малым количеством учащихся (менее 20 учащихся) во всех или отдельных классах».

Для изучения объекта исследования (процесс обучения в малочисленной сельской школе) необходимо раскрыть значение понятия - «условие». В философии существует несколько трактовок этого термина: о «это социальные закономерности, имеющие многозначный, вероятностный характер, то есть условия, в которых «каждый человек волен поступать по своему желанию, но не иначе как в соответствии с определённым ценностным выбором». «Каждый человек вероятностным образом детерминирован определенными ценностными предпочтениями, в рамках которых он совершает свои поступки». Другими словами, «поведение человека детерминировано (обусловлено), но не однозначно» [87, 198]

Мы склоняемся к определению понятия «условия» как «философской категории, выражающей отношение предмета к окружающим явлениям, без которых она не может быть реализована» [206]. Условия, в том числе и дидактические, составляют ту среду, обстановку, в которой возникают, существуют и развиваются явления и процессы. Процесс обучения не может состояться, если не созданы условия - организационно-педагогические, материальные и психологические, и др., - обеспечивающие его эффективное осуществление.

История образования на селе в России говорит о том, что оно развивалось в зависимости от внешних социально-экономических, культурно-исторических, организационно-педагогических процессов, которые отражались на жизни сёл и деревень, а также процессов внутренних, протекающих в данном конкретном селе того или иного региона России.

Внешние процессы - это государственная политика России по отношению к образованию крестьян, созданию школ для простого народа, а внутренние процессы - это отношение самих крестьян, сельских детей к получению образования (что особенно актуально и сегодня).

Так на рубеже XYII и XVIII веков в русском обществе разработана программа создания общеобразовательных церковных школ и технических государственных училищ по иноземным образцам и при помощи иноземных учителей и определены организационно-педагогические условия их функционирования. Намечался путь к созданию системы регулярных учебных заведений. Вместе с тем подавляющая часть населения пребывала в невежестве.

Для выявления и раскрытия сущности феномена малочисленной сельской школы необходимо провести исторический анализ проблемы.

Так во второй половине XYIII века государственная политика по вопросам образования заключалась в организации образования детей дворян.

Проблемой образования крестьян занимались Посошков Иван Тихонович (1653-1726), который в трактатах «Завещание отеческое» (1701 г.) писал об организации повсеместного женского образования, всеобщего начального обучения крестьян: «нужно так устроить, чтобы и в малой деревне не было безграмотного человека». У истоков образования на селе стояли в XYIII веке Н. И. Новиков и А. И. Радищев [2, 88,89, 99]. В 1768 году «Частная комиссия об училищах» подготовила несколько проектов организации образования в сёлах и больших деревнях. Планировалось открыть повсеместно начальные школы -низшие деревенские училища; здания строить на средства прихожан, учителей набирать из местных священников; труд учителей оплачивать натурой и деньгами за счёт родителей. Школа предназначалась для мальчиков. По желанию родителей в школы могли принимать девочек и учить их бесплатно. Обязательными предметами в таких школах должны стать религия и чтение. Но проекты 1768 года об общественной системе образования, об учреждении и государственной поддержке городских и сельских школ остались неосуществимыми из-за отсутствия средств. Реформа, предпринятая в 1786 году, - важный этап в развитии школьного дела. Выросло число народных училищ, в которых обучалось 22 тысячи учащихся, в том числе и 1800 девочек. Однако дети крестьян не могли пользоваться этими школами.

Модель оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе

Оптимизация, на наш взгляд, всегда конкретно обусловлена выбранной системой параметров оптимизации, то есть тем, какие конкретные факторы из всего их многообразия считаются ведущими. В изученной литературе отмечается, что «огромное значение для решения большинства проблем педагогики имеет изучение реально складывающегося процесса обучения, теоретическое ос 52 мысление и переработка творческих находок учителей и других практических работников» [9]. Особенно это важно в условиях малочисленной сельской школы.

Анализируя опыт достижений и неудач попыток оптимизации, мы пришли к выводу, что оптимизация в малочисленной сельской школе в принципе невозможна по отношению к учебному процессу как непосредственной реальности, что связано с чрезвычайной сложностью и объёмностью системы факторов, влияющих на ход и результат процесса обучения. И оптимизироваться должен не реальный учебный процесс в непосредственном его функционировании, а та или иная модель процесса обучения. В нашем случае - это модель оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе.

Изучение любых сложных объектов, основные параметры которых ещё не определены и только конструируются, осуществляется путём построения их моделей. «Моделирование (фр. modele - образец, прообраз) - воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте, специально созданном для его изучения. Этот последний называется моделью» [Краткий философский словарь по социологии. 108]. В Большом энциклопедическом словаре и Толковом словаре русского языка СИ. Ожегова понятие «модель» трактуется как аналог, образец объекта, процесса [21, 151]. Соответствие между моделью и объектом может заключаться: а) в сходстве их физических характеристик; б) в сходстве осуществляемых ими функций; в) в тождестве математического описания «поведения» объекта и его модели. Очевидно, что в нашем исследовании речь может идти, прежде всего, о функциональном подобии. Кроме того, в процессе моделирования мы опирались на соответствующие требования, выделенные В. С. Ильиным: во-первых, модель должна отображать степень целостности процесса или явления; во-вторых, она должна строиться структурно [76].

Изучение научных трудов по данной проблеме [9, 143, 164] позволило выявить такое понятие как «модель оптимизации». В педагогике выделяются различные уровни моделирования. Рассмотрим наиболее распространённые представления о различных моделях применительно к процессу оптимизации вообще. Это концептуальная, методологическая и инструментальная модели. Концептуальная модель оптимизации - это система научно обоснованных положений, фактически задающих философию оптимизации. Сюда относится задание параметров, краевых условий, их обоснование, диагностические основания и критерии оптимизации.

Для расширения границ применения концептуальной модели переходят к методологической модели оптимизации. Методологическая модель оптимизации - это система методов оптимизации, общие принципы варьирования значения параметров.

Однако уровня методологии недостаточно для практического приложения концепции. Методы оптимизации должны стать программой реальной деятельности. Она задаётся в инструментальной модели оптимизации. Одна и та же методологическая модель может быть материализована различными инструментальными моделями. На наш взгляд, на эффективность выбора инструментальной модели прямое влияние оказывает модель процесса обучения, которая берётся за основу.

Концептуальную модель оптимизации процесса обучения характеризует в самой общей форме научно-обоснованное управление им, приближающее процесс к оптимальному (наиболее эффективному для данных условий) функционированию.

Под управлением мы понимаем сознательное воздействие людей на общественную систему в целом или её отдельные компоненты на основании познания и использования присущих ей объективных закономерностей и тенденций в интересах обеспечения её функционирования и развития, достижения поставленной цели. При оптимальном управлении организуемые воздействия превалируют над стихийными, регулируют их, учитывают особенности, поэтому эффективно достигается необходимый результат. Изменения в развитии личности невозможны без внутренних собственных усилий, её внутреннего самодвижения. Поэтому при организации управления процессом обучения важно в максимально возможной мере учитывать естественный закономерный ход развития индивидуумов, ... содействовать ускорению развития их положительных тенденций. Таким образом, оптимизация процесса обучения - это не только стремление к оптимальному управлению учебной деятельностью школьников, но и к оптимальному самоуправлению (управлению школьником своей учебной деятельностью), а также поиск оптимального в условиях данного процесса обучения соотношению управления и самоуправления. В условиях малочисленной сельской школы в процессе обучения механизм педагогических воздействий на ученика носит структурный характер. Воздействие производится не только на личность сельского школьника в целом, но и на определённые параметры (качества) её. Это предполагает необходимость вычленения с известной определённостью некоторых основных параметров развития личности, воздействие на которые ведёт к эффективному переводу объекта в новое более прогрессивное состояние. Изменение этих параметров (деятельность, общение, сознание - параметры порядка), с другой стороны, является объективной характеристикой действенности процесса в условиях села. К влиянию на параметры необходим комплексный подход. Ведь и учебный процесс, и формирующая личность - целостные системы. В противном случае можно достичь лишь иллюзорного сиюминутного эффекта. Только в том случае, когда при принятии решения учитываются все закономерные связи между компонентами системы, можно ожидать, что мы изберём оптимальный (наилучший из множества возможных) вариант обучения [8].

Опыт оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе

Теоретические положения исследования проверялись нами в ходе экспериментальной работы, которая осуществлялась в естественных условиях процесса обучения в малочисленной сельской Архангельской школе.

В соответствии с целью оптимизации процесс обучения в малочисленной сельской школе должен отвечать одновременно следующим критериям: а) содержание, структура и логика функционирования его обеспечивают эффективное и качественное решение задач обучения, воспитания и развития сельских школьников в соответствии с требованиями государственных стандартов общего образования, государственных учебных программ на уровне максимальных учебных возможностей каждого ученика школы; б) достижение поставленных целей обеспечивается без превышения расходов времени, отведённых действующим учебным планом для классных занятий, а также без превышения максимальных норм времени, установленных школьной и трудовой гигиеной для домашних занятий учащихся и учителей, что одновременно должно предупредить факты переутомления учителей и учащихся; в) необходима оптимизация процесса обучения, позволяющая решать проблемы оптимизации труда сельского учителя, от которого во многом зависело качество преподавания, а значит и качество обученности ученика малочисленной сельской школы.

Оптимизацию процесса обучения проводили комплексно на нескольких уровнях: а) с целью повышения эффективности и качества преподавания сельского учителя в условиях малочисленной сельской школы; б) с целью предупреждения неуспеваемости сельских школьников и с целью усиления развивающего влияния обучения и повышения эффективности, интенсивности учения наиболее способных учащихся.

Стратегия оптимизации строилась таким образом, чтобы она могла постепенно обеспечить более высокие уровни решения этой задачи одновременно в содержательно-целевом, критериальном и организационном планах, то есть способствовать всестороннему повышению эффективности, интенсивности и качеству процесса обучения при минимально необходимых затратах времени, средств и усилий участников процесса.

В соответствии с целями и задачами диссертационного исследования нам необходимо было изучить деятельность учителей в условиях малочисленной школы и преподающих одновременно несколько учебных предметов. Для выявления условий, от которых в первую очередь зависит качество преподавания сельского учителя по оптимизации процесса обучения, мы поставили перед собой задачу изучить условия их деятельности и типичные недостатки и затруднения в их работе по обучению школьников в малочисленном классе.

Для обоснованной оценки влияния исследуемого фактора на эффективность работы образовательного учреждения необходимо было учесть влияние сопутствующих факторов.

В качестве характеристик образовательной системы, отражающих влияние на нее проверяемых организационных изменений, использовались результаты обучения и квалификация преподавателей.

При этом мы разработали программу изучения деятельности учителей, ориентированную на целостный охват всех основных звеньев процесса обучения, на рассмотрение в единстве учебно-воспитательной и общественной деятельности сельского учителя, её классных, внеклассных, групповых и индивидуальных форм. В то же время мы учитывали наиболее важные личностные качества учителя, которые существенно влияли на характер его педагогической деятельности. 2) личностные качества учителя: интеллект, педагогический такт, настойчивость, педагогическая ориентировка, чувство нового, требовательность, самооценка; 3) знания, умения и навыки в области учебной работы: знания, умения и навыки в области своего предмета и предмета, который он не изучал в вузе, но должен преподавать в школе, знание психолого-педагогических основ обучения, умение оптимально планировать учебную работу, умение добиться эффективного выполнения намеченного плана, работа по развитию интеллекта учащихся средствами своего предмета, работа по формированию мотивации учения учащихся, умение обеспечить индивидуальный подход к учащимся, умение конструировать дифференцированные разноуровневые учебные задания, умение обеспечить межпредметные связи, умение оценивать качество знаний, умений и навыков в соответствии с требованиями государственного стандарта общего образования; 4) основные отношения: отношение к педагогической деятельности, отношение к коллективу учителей, отношение к коллективу учащихся, отношение к нововведениям в организации процесса обучения.

Оценка качеств личности и деятельности учителя осуществлялась методом рейтинга (оценки компетентными судьями): директором школы, заместителем по учебной работе, психологом отдела образования. Для того чтобы обеспечить сравнительно одинаковый подход к оценке определённых качеств деятельности учителей школы (чувство нового и отношение к инновациям, знания в области своего учебного предмета, владение педагогическим тактом, развитие мышления школьников, формирование у них навыков учебного труда, развитие интереса к предмету) были применены специальные критерии в четырёхбалльной шкале, так как оценка единицей предполагает отрицательное проявление качества или практически полное отсутствие умений и навыков отражены в таблице: 9, в том числе и который не изучался в вузе, оценивалась в соответствии с критериями, представленными в таблице 10:

2) личностные качества учителя: интеллект, педагогический такт, настойчивость, педагогическая ориентировка, чувство нового, требовательность, самооценка; 3) знания, умения и навыки в области учебной работы: знания, умения и навыки в области своего предмета и предмета, который он не изучал в вузе, но должен преподавать в школе, знание психолого-педагогических основ обучения, умение оптимально планировать учебную работу, умение добиться эффективного выполнения намеченного плана, работа по развитию интеллекта учащихся средствами своего предмета, работа по формированию мотивации учения учащихся, умение обеспечить индивидуальный подход к учащимся, умение конструировать дифференцированные разноуровневые учебные задания, умение обеспечить межпредметные связи, умение оценивать качество знаний, умений и навыков в соответствии с требованиями государственного стандарта общего образования; 4) основные отношения: отношение к педагогической деятельности, отношение к коллективу учителей, отношение к коллективу учащихся, отношение к нововведениям в организации процесса обучения.

Оценка качеств личности и деятельности учителя осуществлялась методом рейтинга (оценки компетентными судьями): директором школы, заместителем по учебной работе, психологом отдела образования. Для того чтобы обеспечить сравнительно одинаковый подход к оценке определённых качеств деятельности учителей школы (чувство нового и отношение к инновациям, знания в области своего учебного предмета, владение педагогическим тактом, развитие мышления школьников, формирование у них навыков учебного труда, развитие интереса к предмету) были применены специальные критерии в четырёхбалльной шкале, так как оценка единицей предполагает отрицательное проявление качества или практически полное отсутствие умений и навыков отражены в таблице: 9, в том числе и который не изучался в вузе, оценивалась в соответствии с критериями, представленными в таблице 10:

Оценка влияния организационно-педагогических условий на результаты процесса обучения в малочисленной сельской школе

Факт повышения уровня обученности по контрольным предметам получил, таким образом, свое подтверждение. Однако причины этого повышения могут быть различны. Среди предполагаемых факторов его в ходе исследования проверялись уровень умственного развития учащихся, уровень их предварительной подготовки, квалификация преподавателей, использование ими авторской технологии В. М. Монахова и организационные изменения в работе школы, связанные с изменением порядка освоения учебных предметов внутри учебного года. Влияние этих факторов на результат образования исследовалось при помощи корреляционной матрицы. Такая матрица представлена в Таблице 6. (разделена на три блока).

Анализ корреляционной матрицы показывает, что наиболее значимыми факторами успешности обучения («Сред 1») являются уровень предварительной подготовки («Сред 0» - коэффициэнт 0,91) и уровень умственного развития («Штур» - коэффициэнт 0,69). Линейная связь между результатами обучения и остальными тремя исследуемыми факторами не очень значительна. Коэффициэнты корреляции определились здесь следующим образом: «Сред У» (квалификация преподавателей, ведущих контрольные предметы) - 0,25; «У ср» (средняя квалификация всех преподавателей, работавших в данном классе) -0,19; «Технол» (использование ими авторской технологии В.М.Монахова) -0,23; и «Орг» (организационные изменения в работе школы, связанные с изменением порядка освоения учебных предметов внутри учебного года) - 0,19.

Матрица корреляций значений исследуемых переменных в Таблице № 6. Таким образом, в ходе исследования не нашёл подтверждения элемент 1 гипотезы о значительном положительном влиянии организационных изменений на результаты образования, хотя он и не был экспериментальными данными опровергнут. Элемент 2 гипотезы об отсутствии отрицательного влияния изменения порядка освоения учебных предметов внутри учебного года на результаты образования подтвердился.

Подтвердился также элемент 3 гипотезы о связи уровня квалификации учителей и использования организационных изменений, направленных на уменьшение числа подготовок к урокам.

Подтвердился также элемент 3 гипотезы о связи уровня квалификации учителей и использования организационных изменений, направленных на уменьшение числа подготовок к урокам. Корреляция между переменными «Орг» и «Сред У» а также «У ср» составила одинаковую весьма значительную величину - 0,73. О том, что изменение квалификации преподавателей связано именно с влиянием проверяемого в эксперименте условия «Орг» можно судить по изменению средних значений «Сред У» по годам эксперимента на контрольной и экспериментальной площадках. Эти значения составляют Таблицу № 7.

Из таблицы видно, что на экспериментальной площадке в Петровской школе значение «Сред У» ко второму году эксперимента уменьшилось с величины 17,15 до 16,44. А на экспериментальной площадке Архангельской школы оно, напротив, увеличилось от 18,1 в первый год эксперимента до 18,58 во второй год. Поскольку ничем иным, кроме проверяемого в эксперименте условия, экспериментальная и контрольная площадка не отличаются, элемент 3 Гипотезы также можно считать доказанным. Необходимость в проверке элемента 4 гипотезы в этом случае отпадает.

Общим результатом анализа данных эксперимента можно считать доказательство факта положительного влияния изменения порядка освоения учебных предметов внутри учебного года на качество преподавания и отсутствие отрицательного влияния этого изменения на результаты образования. Об этом говорит двухвыборочный тест с различными дисперсиями и динамика повышения качества обученности учащихся одного и того же класса в течение 1995/1996 - 1998/1999 учебного годов в 7-9 классах экспериментальных площадках на примере предметов гуманитарного цикла (Таблица 26 и 27):

Средние арифметические данные дисперсии (то есть мера рассеивания, отклонения от среднего) подтверждают эффективность оптимизации труда учителя малочисленной сельской школы.

Задачи, поставленные перед исследованием, полностью выполнены. В ходе проведённого исследования были решены его основные задачи, получены теоретические и экспериментальные данные, подтверждающие гипотезу и позволяющие сделать обобщающие выводы:

1. Разработана модель оптимизации процесса обучения в малочисленной сельской школе, построенная с учётом разноуровневого контингента обучающихся в классе. Она включает базовые компоненты процесса обучения: целевой содержательный, организационный, операциональный; компоненты оптимизации деятельности учителя: осознанность целей и задач обучения, стандартизация общего образования, упорядочение труда, планирование времени на подготовку к учебным занятиям учителя и принятие целей и задач учебной деятельности, освоение содержания в соответствии со стандартами общего образования, объёма знаний по выбору учащегося, рациональное использование времени для качественной подготовки к урокам учащихся в условиях села. Компоненты оптимизации основываются на принципы оптимизации: перераспределение, разноуровневость и разновозрастность, персонификация, цикличность, блочность, погружение и отвечают соответствующим критериям труда учителя: ффективность, специализация, интенсивность и деятельности учебной ученик: нормирование учебных нагрузок, тревожность, мотивация учения, уровневость, интенсивность. Доказано влияние модели оптимизации на качество обучения. Все способы оптимизации влияют на качество процесса посредством урока, оказывая влияние на деятельность учения учащихся и поддержку его учителем, образовательный ресурс которого напрямую зависим, тесно взаимосвязан со способами оптимизации процесса обучения, представленными в модели.

2. Разработана методика оптимизации процесса обучения, включающая, теоретическую подготовку учителя по вопросам оптимизации обучения в малочисленной сельской школе; разведение учебных предметов во времени с последующим их изучением в течение учебного года; изменение структуры урока; конструирование нормированных и дифференцированных учебных заданий для учащихся малочисленной сельской школы; внедрение нормированных и дифференцированных учебных заданий, адекватных потенциальным возможностям учащихся малочисленной сельской школы; комплектование разновозрастных групп по обучению предметам развивающего цикла (ИЗО, физическая культур, музыка, технология); понимание педагогами учебной задачи, её конкретизация на основе всестороннего изучения особенностей процесса обучения, выбор признаков, по которым можно судить об оптимальном решении поставленной задачи в соответствии с избранными ранее критериями оптимизации. Использование методики оптимизации позволяет более эффективно организовать процесс обучения в малочисленной сельской школе, способствует снижению перегрузки участников процесса в учебной деятельности; повышению качества обучения учителем и уровня усвоения содержания образования учащимися; позволяет в дополнении к традиционной минимизировать затраты учебного времени субъектов процесса обучения, повысить мотивацию учения, качество обучения. Совокупность всех охарактеризованных выше этапов обеспечивает завершённый цикл выбора оптимальной структуры процесса обучения и позволяет его совершенствовать, повысить качество преподавания и уровень подготовки учащихся, исключая при этом перегруженность учителя и ученика учебной работой и влияя на качество процесса обучения. Влияние методики оптимизации процесса на качество процесса обученности учащихся опосредовано внедрением разноуровневых нормированных учебных заданий, адекватных потенциальным возможностям учащихся (уровень стандарта - "удовлетворительно", продвинутый - "хорошо", повышенный - "отлично").

Похожие диссертации на Измерения и математическая обработка их результатов в курсе физики восьмилетней школы