Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние проблемы системы предпрофильного обучения в средней школе 13
1.1. Система профильного и предпрофильного обучения в современной школе 13
1.2. Составляющая предпрофильного образования по физике в рамках образовательного стандарта и современных учебниках 19
1.3. Системность физического знания — главное условие предпрофиль ной подготовки 34
1.4. Методы познания природы и их взаимосвязь. Экспериментальная деятельность учащихся 42
1.5. Психолого - педагогические особенности использования экспериментальной деятельности учеников в процессе изучения физики 51
Глава 2. Содержание и методы изучения раздела «электричество» в основной школе ходе реализации методической модели предпрофильной подготовки 62
2.1. Содержательная модель методической системы предпрофильной подготовки на примере раздела «Электричество» 62
2.2. Методические рекомендации при изучении основного курса физики при изучении раздела «Электричество» с опорой на классическую электронную теорию. Общая характеристика 66
2.2.1. Электрический заряд, электрическое поле -
2.2.2. Элементы классической электронной теории 71
2.2.3. Электрический ток в металлах 74
2.2.4. Электрический ток в вакууме, газе, полупроводниках 78
2.3. Методические рекомендации при изучении элективного курса
«Электрический ток в различных средах». Общая характеристика 84
2.3.1. Элективный курс «Электрический ток в различных средах» 89
2.3.2. Методические рекомендации при изучении элективного курса: «Электрический ток в различных средах 97
2.4. Система экспериментальных заданий. Общая характеристика 102
2.4.1 .Фундаментальные физические эксперименты 107
Глава 3. Организация проведения и результаты педагогического исследования 114
3.1. Организация педагогического эксперимента 114
3.2. Результаты педагогического исследования по изучению раздела «Электричество» 120
3.3. Результаты исследования мнения учителей при работе по возможности применения на практике элективных курсов 128
Заключение 134
Список литературы
- Составляющая предпрофильного образования по физике в рамках образовательного стандарта и современных учебниках
- Психолого - педагогические особенности использования экспериментальной деятельности учеников в процессе изучения физики
- Методические рекомендации при изучении основного курса физики при изучении раздела «Электричество» с опорой на классическую электронную теорию. Общая характеристика
- Результаты педагогического исследования по изучению раздела «Электричество»
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Развитие и модернизация образования по физике, характерные для общеобразовательных учреждений, должны стать важнейшим фактором формирования новых жизненных установок учащихся. В сложившихся социально – экономических условиях обществу нужны образованные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельно не только принимать решения, но и нести за них ответственность, а так же работать с большими потоками разнообразной информации.
Концепция модернизации российского образования предусматривает создание системы профильного обучения в старших классах общеобразовательной школы. Ориентация на индивидуализацию обучения учащихся средней школы является общественным запросом в рамках профильного образования. Изменение организации обучения в средней школе вызывает необходимость подготовки учащихся к профильному обучению в основной школе. Предпрофильная подготовка - процесс, направленный на достижение продуктивного и творческого уровней деятельности учащихся и способствующий самостоятельному выбору дальнейшего профиля обучения.
В исследованиях последних лет подчеркивается социальный характер и психологическая сложность путей решения проблемы предпрофильной подготовки по разным дисциплинам (Максютин А.А., Ревина И.А., Соловьева Ю.Н. и др.).
Основными направлениями предпрофильной подготовки по физике служат формирование системы понятий, законов, элементов физической картины мира; овладение способами действий, характерными для исследования явлений природы и конструирования технических объектов; развитие умений применять знания во внеурочной деятельности в виде элективных курсов, исследовательского физического практикума, проектной деятельности, участия в олимпиадах и конкурсах.
Изучение элементов физики в интегрированных курсах начальной школы исследовалась в работах Иванова С.И., Холиной С.А., в курсах естествознания и физики в 5-6 классах в работах Гуревича А.Е., Даммер М.Д., Никифорова Г.Г., Степановой Г.Н, Хрипковой А.Г. и др. В них показаны роль и значение поэтапного изучения физических явлений как одно из условий развивающего обучения и подготовки учащихся к изучению курса физики основной школы.
Работы известных психологов (Выгодский Л.С., Давыдов В.В., Пиаже Ж., Эльконин Д.Б. и др.), отражающие когнитивные теории развития личности, дают возможность научно обосновать использование системы теоретических знаний при изучении курса физики в основной школе.
В условиях модернизации образования курс физики основной школы систематизируется на основе теоретических обобщений (Гладышева Н.К., Гуторова Н.И., Нурминский И.И., Пурышева Н.С., Пинский А.А., Разумовский В.Г., Синявина А.А., Хижнякова Л.С.).
Изучение курса физики основной школы традиционно опиралось на использование в большей степени экспериментального метода, совершенствование которого связано с работами ученых-методистов Анциферова Л.И., Знаменского П.А., Объедкова Е.С., Покровского С.Ф., Хорошавина С.А., Шахмаева М.Н. и др. Взаимосвязь содержания курса физики основной школы с эмпирическими и теоретическими методами познания отражена в работах Алексеевой О.Л., Барановой Л.В., Грибановой Е.Н., Протасовой М.А., Матвеева Р.А., Харыбиной И.Н. и др.
Поиском путей и способов активизации видов проектной деятельности учащихся основной школы на уроках физики занимаются Майер В.В., Разумовский В.Г., Сауров Ю.А., Смирнов А.В., Степанов С.В., Усова А.В., Шамало Т.Н., привлекая для этого различные виды школьного физического эксперимента.
Развитие умений применять знания во внеурочной деятельности в виде элективных курсов, исследовательского физического практикума, проектной деятельности, участия в олимпиадах и конкурсах исследовалось в работах Румбешта Е.А., Орлова В.А., Кабардина О.Ф., Карпухина Е.Л., Горбатюк С. Ю., Альникова Т.В. и др.
Таким образом, отдельные направления предпрофильной подготовки учащихся основной школы по физике освещены во многих исследованиях. Однако комплексного рассмотрения предпрофильной подготовки с учетом указанных выше направлений не проводилось.
Наибольший интерес учащихся основной школы вызывает раздел «Электричество». Его изучение связано как с теоретическим, так и экспериментальным методом исследования. Учащиеся выполняют фронтальные лабораторные работы исследовательского и конструкторского характера, объясняют электромагнитные явления с применением элементов электронной теории, создают технические модели и проекты, направленные на формирование способов деятельности.
Переход школы на профильное обучение в средней школе и бурное научно-техническое развитие вскрыли противоречия между:
переходом учеников старшей школы на профильное обучение и сложностью сделать осознанный выбор профиля по окончанию основной школы без предварительной (предпрофильной) подготовки;
необходимостью создания методической системы предпрофильной подготовки по физике в основной школе и разрозненным использованием разных ее направлений;
потребностью в формировании системных знаний учащихся при изучении раздела «Электричество» и недостаточностью использования для этого классической электронной теории в ходе освоения основного курса физики, а также отсутствием физического практикума во внеурочной работе;
требованиями, предъявляемыми к знаниям учеников старшей школы, выбравшим своим профилем физику, и результатами их обучения по физике в основной школе.
Чтобы преодолеть вышеперечисленные противоречия, важно разработать методическую систему предпрофильной подготовки по физике в основной школе для приведения в соответствие уровня подготовки учеников, необходимого для выбора и обучения по профилю, с требованиями, предъявляемыми к содержанию образования по физике основной школы современным обществом. В этом заключается проблема исследования.
Таким образом, рассмотренные противоречия и проблема предпрофильной подготовки на примере изучения раздела «Электричество» в курсе физики основной школы являются актуальными.
Цель исследования состоит в создании методической системы предпрофильной подготовки на примере раздела «Электричество» в основной школе по физике.
Объектом исследования является педагогический процесс физического образования в основной и средней школах.
Предметом исследования является методическая система предпрофильной подготовки по физике на примере изучения раздела «Электричество» в основной школе.
Гипотеза исследования. Методическая система предпрофильной подготовки будет обеспечивать достижение результатов обучения в соответствии с требованиями образовательного стандарта, если:
формирование продуктивного уровня деятельности будет осуществляться в основном курсе на основе элементов теории, в частности, классической электронной теории;
изучение раздела «Электричество» в основной школе будет дополнено элективным курсом «Электрический ток в различных средах»;
содержание учебного материала элективного курса будет ориентировано на основные этапы продуктивной и творческой деятельности, направленной на развитие коммуникативных, информационных, познавательных умений;
реализация взаимосвязи содержания и методов обучения будет осуществляться как в основном, так и элективном курсах;
развитие творческого уровня способов деятельности будет происходить при выполнении конструкторских и специализированных исследовательских экспериментальных заданий с объектами техники в рамках основного и элективного курсов.
Цель и гипотеза исследования определили содержание задач исследования:
-
Провести анализ философской, психологической, педагогической, методической литературы по проблеме предпрофильной подготовки учащихся основной школы и определить особенности методики при изучении раздела «Электричество».
-
Обосновать принципы отбора содержания методической системы предпрофильной подготовки при изучении электрического поля, постоянного тока в курсе физики основной школы и элективного курса «Электрический ток в различных средах».
-
Разработать элективный курс «Электрический ток в различных средах», ориентированный на предпрофильную подготовку по физике учащихся основной школы.
-
Создать содержательную модель методической системы предпрофильной подготовки, соответствующую выбору естественнонаучного профиля обучения.
-
Провести педагогический эксперимент для проверки выдвинутой гипотезы.
Методы исследования применялись как теоретические, так и практические: изучение и обобщение передового педагогического опыта; таксономический метод, применяемый при классификации уровней достижения целей образования; наблюдение учебного процесса; метод поэлементного анализа; педагогический эксперимент; статистическая обработка и анализ результатов педагогического эксперимента; обсуждение результатов исследования на методических семинарах и конференциях; анализ нормативных документов, определяющих содержание учебного процесса; анализ учебников и учебной литературы.
Новизна исследования заключается в следующем:
определены и обоснованы необходимые и достаточные условия для организации предпрофильной подготовки учащихся по физике в основной школе: систематический курс физики, элективный курс, система экспериментальных исследовательских заданий;
выявлены теоретические положения конструирования методической системы предпредпрофильной подготовки учащихся основной школы на примере раздела «Электричество», включающей содержание темы «Электрический ток в металлах», элективного курса «Электрический ток в различных средах», систему соответствующих экспериментальных исследовательских заданий;
создана модель предпрофильной подготовки по разделу «Электричество» в основной школе;
разработана методика изучения элективного курса «Электрический ток в различных средах» для учащихся основной школы;
Теоретическая значимость исследования определяется тем, что:
дополнена концепция профильной подготовки созданием методической системы предпрофильной подготовки по физике для учащихся основной школы в процессе изучения электрического тока, которая включает подсистемы: элективный курс «Электрический ток в различных средах»; фронтальные лабораторные работы и домашние исследования; элементы классической электронной теории и токи в средах в основном курсе физики.
обоснованы и определены принципы отбора содержания учебного материала по разделу «Электричество», включающего элементы классической электронной теории в основном курсе, существование электрического тока в металлах, вакууме, газах, полупроводниках и методы их изучения в элективном курсе.
Практическая значимость результатов заключается в том, что разработаны:
методика изучения раздела «Электричество» основной школы, базирующаяся на изучении классической электронной теории, элективного курса «Электрический ток в различных средах»;
программа элективного курса «Электрический ток в различных средах», направленная на достижение уровня развития учащихся, соответствующего требованиям образовательного стандарта;
методическое пособие для учащихся по элективному курсу «Электрический ток в различных средах».
На защиту выносятся:
-
Методическая система предпрофильной подготовки в основной школе по физике на примере раздела «Электричество».
-
Методика изучения раздела «Электричество» в курсе физики основной школы, включающая элементы классической электронной теории.
-
Принципы отбора содержания элективного курса «Электрический ток в различных средах».
-
Система экспериментальных заданий для основного и элективного курсов, реализующая идею взаимосвязи системы научных знаний и методов познания.
Достоверность выводов определяется глубиной методологического обоснования, его согласованностью с теорией познания, анализом обширного материала, полученного в процессе теоретического и экспериментального исследования, подтверждением основных положений исследования в экспериментальной работе, а также апробацией основных положений исследования в практике преподавания в основной школе.
Апробация результатов исследования. В период исследования основные результаты докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры методики преподавания физики Московского государственного областного университета, на научно практических и международных конференциях: Москва, МПУ («Проблемы создания учебно-методического комплекта по физике», 1996; «Проблемы конструирования содержания учебно-методического комплекта по физике», 1997; «Взаимосвязь системы научных знаний и методов преподавания физики», 1998); Москва МГОУ («Проблемы взаимосвязи эмпирических и теоретических методов познания в учебном процессе по физике», 2005; «Целеполагание и средства его достижения в процессе обучения по физике» 2006; «Проблемы развивающего обучения по физике в условиях предметной информационно-образовательной среды», 2007; «Проблемы контроля и оценки качества образования по физике», 2008), на семинарах учителей Южного округа города Москвы. Результаты исследования внедрены в виде методических рекомендаций к элективному курсу и учебных материалов в средних общеобразовательных школах города Москвы: ГОУ ЦО «Царицыно» № 548; ГОУ СОШ лицей №14, ГОУ СОШ 933, 420; ГОУ СОШ «Школа здоровья» № 898 им. генерала И.Д. Стаценко; Московской области: ГОУ СОШ № 7, №3 г. Жуковского; Успенской школы Одинцовского района; МОУ лицей № 23 г. Подольска.
Основные этапы исследования.
Исследование проводилось в течение 1996-2009 гг. и выполнялось в несколько этапов.
I этап (1996 – 2000) - изучение методической, философской, психолого-педагогической литературы по теме исследования. Анализ учебников, учебных программ и стандарта образования по физике для основной школы. Формулировка проблемы исследования при изучении современного состояния предпрофильной подготовки, поиск новых подходов для решения проблемы. Получение первичного материала для организации поискового эксперимента.
II этап (2000 – 2005) – формулировка гипотезы и разработка соответствующей содержательной модели предпрофильной подготовки при изучении раздела «Электричество» в основной школе. Разработка методики преподавания, в основе которой лежит взаимосвязь теоретических знаний и их экспериментальное обоснование. Создание материалов для проведения эксперимента. Разработка программы, методических рекомендаций и учебных материалов по элективному курсу.
III этап (2005 – 2009) – экспериментальное исследование эффективности предпрофильной подготовки при изучении раздела «Электричество» в основной школе. Оформление исследования.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы. Объем диссертации составляет 159 страницы. Список литературы содержит 200 наименований. Работа включает 2 диаграммы, 8 таблиц, 4 схемы, 3 рисунка.
Составляющая предпрофильного образования по физике в рамках образовательного стандарта и современных учебниках
В содержании учебного материала по физике и требованиях нормативных документов, относящихся к достижениям учащихся основной школы, можно выделить элементы знаний, контроль которых не является обязательным. Эти элементы знаний можно отнести к отдельной составляющей. Ниже рассмотрено, какое место занимает содержательная составляющая, относящаяся к предпрофильной подготовке.
Одним из нормативных документов, регламентирующих отбор содержания учебного материала по дисциплине является образовательный стандарт. С точки зрения педагогики, образовательный стандарт -это обязательный уровень требований к общеобразовательной подготовке выпускников и соответствующие этим требованиям содержание, методы, формы, средства обучения и контроля. В содержательном аспекте стандарт средней общеобразовательной школы предусматривает:
1. Владение базовыми понятиями, т. е. умениями (узнавать и воспроизводить основные понятия изучаемой отрасли знания; давать им определения; раскрывать содержание понятия, его объект; устанавливать межпонятийные связи с выше и ниже, рядом стоящими понятиями; давать практическую интерпретацию понятиям).
2. Знание теорий, концепций, законов и закономерностей основ науки, ее истории, методологии, проблем и прогнозов.
3. Умения применять научные знания на практике при решении познавательных (теоретических) и практических задач как в стабильной (стандартной), так и в изменяющейся (нестандартной) ситуации.
4. Иметь собственные суждения в области теории и практики данной образовательной области; знание основных проблем общества (России) и понимание своей роли в их решении: социальных, политических, экономических, экологических, нравственных, производственных, управленческих, национальных, международных, культурных, семейных и др.; владение технологией непрерывного самообразования по отраслям знаний, наукам и видам деятельности [15, 21]. Стандарт образования для среднего (полного) общего образования по физике содержит два варианта - базовый и профильный уровни. Однако в той его части, которая описывает знания и умения школьников на уровне среднего образования, некоторые темы обозначены курсивом. Это значит, что они не обязательны для проверки знаний, но подробное изучение выделенных вопросов позволит подготовить учеников для обучения в классах с углубленным изучением физики в старшей школе.
Основным документом, определяющим объем и содержание курса физики, является программа как государственный документ. Программы являются отражением стандарта образования. Таким образом, какую бы программу не использовал учитель, все вопросы, входящие в стандарт образования для данного учебного предмета, обязательно будут включены. В программе также обозначены те эксперимен -21 -ты и демонстрации, которые необходимо проводить при изучении «Электродинамики». Проанализируем примерную программу по электрическим и магнитным явлениям, которая предполагает 30 часов занятий. Выделим в ней те вопросы, которые относятся к изучению законов постоянного тока в различных средах. Курсивом в тексте программы выделен материал, который подлежит изучению, но не включается в «Требования к уровню подготовки выпускников».
Учебный материал программы включает следующее: электризация тел, электрический заряд, два вида электрических зарядов, взаимодействие зарядов, закон сохранения электрического заряда., электрическое поле, действие электрического поля на электрические заряды, проводники, диэлектрики и полупроводники, конденсатор, энергия электрического поля конденсатора, постоянный электрический ток, источники постоянного тока, действия электрического тока, сила тока, напряжение, электрическое сопротивление, электрическая цепь, закон Ома для участка электрической цепи, последовательное и параллельное соединения проводников работа и мощность электрического тока, закон Джоуля - Ленца, носители электрических зарядов в металлах, полупроводниках, электролитах и газах, полупроводниковые приборы.
Государственным образовательным стандартом и программами определен также минимум необходимых демонстраций: электризация тел, два рода электрических зарядов, устройство и действие электроскопа, проводники и изоляторы, электризация через влияние, перенос электрического заряда с одного тела на другое, закон сохранения электрического заряда, устройство конденсатора, энергия заряженного конденсатора, источники постоянного тока, составление электрической цепи, электрический ток в электролитах, электролиз, электрический ток в полупроводниках, электрические свойства полупроводников, электрический разряд в газах, измерение силы тока амперметром, наблюдение постоянства силы тока на разных участках неразветвленной электрической -цепи, измерение силы тока в разветвленной электрической цепи, измерение напряжения вольтметром, изучение зависимости электрического сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и материала, удельное сопротивление, реостат и магазин сопротивлений, измерение напряжений в электрической цепи с последовательным соединением проводников, зависимость силы тока от напряжения на участке электрической цепи.
В программах также приводятся плановые фронтальные лабораторные работы и экспериментальные задания: наблюдение электрического взаимодействия тел; сборка электрической цепи и измерение силы тока и напряжения; исследование зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах при постоянном сопротивлении; исследование зависимости силы тока в электрической цепи от сопротивления при постоянном напряжении; изучение последовательного соединения проводников; изучение параллельного соединения проводников; измерение сопротивления при помощи амперметра и вольтметра; изучение зависимости электрического сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и материала, удельное сопротивление; измерение работы и мощности электрического тока; изучение электрических свойств жидкостей.
Опираясь на образовательный стандарт и программу, можно видеть, что многие вопросы являются не обязательными при проверке знаний, в то же время они все обязательны при изучении. Поэтому школа стоит перед необходимостью искать новые формы работы для обеспечения надлежащего уровня знаний учащихся. Одной из таких форм может быть использование элективного курса при изучении раздела «Электричество».
Психолого - педагогические особенности использования экспериментальной деятельности учеников в процессе изучения физики
Стандарт образования по физике для основной школы содержит информацию о знаниях и умениях, которыми должны обладать учащиеся, окончившие среднюю школу. Так, в их число входят умения по проведения учеником самостоятельного физического эксперимента. Поэтому необходимо, чтобы физическая компонента образования школьника была направлена на развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, воспитывала убежденность в возможности познания законов природы, чувство ответственности за защиту окружающей среды, помогала получить знания о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира, методах научного познания природы. Умение проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели, применять полученные знания по физике на практике, оценивать достоверность естественнонаучной информации позволит учащимся свободно ориентироваться в потоке информации, принимать стратегически верные решения. Все эти глобальные цели достигаются путем решения конкретных задач, которые определяются в каждом разделе, теме, уроке.
Анализируя состояние предпрофильной подготовки в средней школе, выяснено, что главным ее недостатком является отсутствие системного обучающего воздействия на учащегося. Поэтому при составлении методической системы предпрофильной подготовки сформировалось три подсистемы, каждая из которых представляет собой полноцен -67-ную систему. Первая из них (таблица 2) содержит учебный материал, который предлагается изучать при освоении основного курса физики раздела «Электричество». Она включает: цели и задачи, которые реализуются во время обучения; содержание обучения (явления, модели, понятия, законы, практические приложения); предлагаются способы организации учебного процесса, его формы, методы, средства; рассматриваются конкретные темы раздела «Электричество» (электрический заряд, электрическое поле, элементы классической электронной теории, электрический ток в металлах, электрический ток в вакууме, газе, полупроводниках). Данный курс построен с учетом дидактических, психологических и методических особенностей, связанных с предпрофильной подготовкой в основной школе. А, именно, реализована идея взаимосвязи эксперимента и теории на примере классической электронной теории, также его логическим продолжением является элективный курс «Электрический ток в различных средах», система экспериментальных заданий служит для их взаимосвязи. Для наглядности представим данную систему в виде таблицы 2.[5, 8, 9, 34, 70, 75, 117]
Формирование представления о единстве теории и практики на конкретном примере при изучении раздела «Электричество», является необходимым условием для образования, развития и воспитания, учащихся в ходе предпрофильной подготовки. Традиционно изучение этого раздела строится на основе эмпирических данных без использования теоретических данных, об этом можно судить при анализе учебников разных авторов. Однако элементы или некоторые положения классической электронной теории присутствуют во всех учебниках физики, так как без этого невозможно объяснить особенности существования электрического тока в металлическом проводнике, сопротивление проводника, закон Ома для участка цепи, резисторы, законы последовательного Явления Электризация тел Существованиеположительный и отрицательных ионоз, электрический заряд. .электрическое поле; Электрический заряд, электрическое поле; Электрический заряд, электрическое поле;;
Модели Точечный заряд, однородное электростатическое поле, линии напряженности электростатического поля Планетарная модель атома, элементарный электрический заряд Носители зарядов (электроны); Положительные и отрицательные ионы, дырки
Понятия Электрический заряд, электростатическое поле, напряженность электростатического поля Скорость дрейфа электронов. атом, зарядовое число, заряд атомного ядра элемента Электрическоесопротивление, работа тока, электрическая мощность, злектрігческсе напряжение, сила тога Термоэлектронная эмиссия, ионизация, проводимость полупроводников
Законы Закон сохранения электрического заряда, закон Кулона Положения электронной теории Законы параллельного и последоват ельного соединения проводников, закон Ома, закон Джоуля - Ленца Практические приложения Устройства накопления электрических зарядов — конденсаторы, электрометр, вольтметр, амперметр Объяснение существования постоянного тога в металлическом проводнике, явление поляризации диэлектрика. электростатической индукции. Электрические цепи Электровакуумные приборы, полупроводниковые приборы, электронно-вычислительная техника и параллельного соединения, работы и мощности тока, электрический ток в вакууме, газах, полупроводниках, электролитах.
Курс физики представляет собой систему взаимосвязанных явлений, понятий, законов. Изучение одних возможно только, если уже известны другие. Поэтому прежде, чем изучать классическую электронную теорию, учащихся необходимо познакомить с понятиями электрический заряд, электрическое поле, сила тока, напряжение и т.д. Однако при их изучении учебный материал методически будет выдержан таким образом, чтобы осуществлялся принцип взаимосвязи теории и практики.
Знание понятий «электрический заряд», «сила тока», «напряжение», умение собирать электрические цепи и использовать измерительные приборы необходимо для того, чтобы у ученика были все возможности для изучения вопросов, связанных с классической электронной теорией и законами постоянного тока, электрическим током в различных средах.
Формирование любого физического понятия в средней школе целесообразно начинать с накопления эмпирического материала с последующим его анализом. Используя возможности демонстрационного эксперимента, наблюдается наличие кратковременного тока между двумя полыми металлическими шарами, насаженными на стержень электрометра, вводится понятие электрического тока и силы тока как одна из количественных характеристик. Так же на основе фронтального лабораторного эксперимента ученики знакомятся с составными частями электрической цепи, с правилами ее сборки, амперметром - прибором для измерения силы тока и единицей силы тока - ампером, учатся изме -70-рять силу тока на различных участках электрической цепи. После через основную единицу измерения силы тока - ампер, вводится единица измерения электрического заряда - кулон.
Следующим этапом развития знаний учащихся является изучение понятия электрического поля, которое представляется в соответствии с теорией близко действия. Поле одного заряда действует на другой. Наиболее важной целью этого раздела будет являться формирование понятия поля как вида материи, обладающего свойствами, которые можно измерить: основной количественной характеристикой поля является напряженность, для ее определения используются знания, полученные при изучении закона Кулона. В данной точке пространства напряженность определяется как отношение силы, действующей на заряд, помещенный в эту точку, к значению заряда. Далее на основе демонстрационных экспериментов, которые показывают силовые линии электрических полей в проекции на экран, изучаются линии напряженности электростатического поля. Используя понятие работы при перемещении заряда в однородном электростатическом поле, вводится понятие об электрическом напряжении. Рассматривается применение еще одного измерительного прибора - вольтметра. При проведении лабораторной работы отрабатываются умения проводить измерения, используя приборы и записывать их показания с учетом погрешности.
Методические рекомендации при изучении основного курса физики при изучении раздела «Электричество» с опорой на классическую электронную теорию. Общая характеристика
Предпрофильная подготовка предполагает специальные курсы по 18-20 часов (по выбору учащихся)». В то же время проблема подготовки учеников к реализации профиля автором не рассматривается [7]. Следует обратить внимание, что при построении курса физики средней школы, как отмечает Хижнякова Л.С., в планах школ используется ступенчатое расположение материала, 7-9 классы (систематический курс), 10-11 классы — профильный курс или курс физики общеобразовательной школы, при изучении которого происходит расширение и углубление полученных знаний и умений [177]. Поэтому изучение электрического тока в различных средах является новым для 9 класса. Знакомство учеников именно с этой темой весьма целесообразно в связи с тем, что профильное образование предъявляет повышенные требования к уровню подготовки учеников, которые выберут своим профилем физику. Предложенный элективный курс помогает изучить данную тему более детально, тем самым, раскрыв возможности учащегося для изучения физики на профильном уровне.
В то же время нельзя не учитывать, что современный ученик находится в условиях интенсивного развития инновационных технологий, когда конкурирующие фирмы производители «выбрасывают» на рынок усовершенствованные, модернизированные, постоянно усложняющиеся технические устройства. Очень часто дети и подростки с их природным любопытством стараются быть первыми при изучении нового, поэтому нередки случаи, когда учащиеся знают больше, чем родители, подсказывая им критерии выбора бытовой техники, компьютеров. Например, за последнее десятилетие в устройстве телевизионного приемника произошли большие изменения. Так, вначале использовалась электроннолучевая трубка, потом были созданы жидкокристаллические телевизоры, а теперь и плазменные. Оценивать различия образцов техники, грамотно разбираться в состоянии и тенденциях развивающейся сферы современной электроники, делать выбор при покупке в дальнейшем школьнику будет легче, изучив вопросы, предложенные в данном курсе, которые напрямую связанны с принципами работы многих современных технических устройств. Актуальность предложенного курса обусловлена, с одной стороны, потребностью общества в профильном обучении, а, следовательно, в предпрофильной подготовке, а, с другой стороны, развитием науки и использованием в технике новых передовых технологий, знания о которых необходимы современному человеку.
Целью данного элективного курса является развитие интеллектуальных способностей учащихся на примере рассмотрения темы «Электрический ток в различных средах». Расширение знаний по базовому предмету, формирование умений проводить анализ экспериментальных и теоретических данных, использование классической электронной теории для объяснения электрического тока в различных средах. Для конкретизации цели необходимо, выделить среди задач общенаучные и частные. К общенаучным целям относятся: воспитание осознанного отношения к учению, укрепление интереса в изучении физики; ориентация школьников на выбор профиля обучения на старшей ступени; формирование знаний о теории и методах теоретического познания, о фундаментальных идеях физики; умения проводить эксперимент, строить гипотезы, модели и аналогии, проводить лабораторную работу согласно инструкции, сделать вывод, рассчитать погрешность; получать информацию из различных источников: справочников, учебников, Internet. К частным целям: использовать классическую электронную теорию для объяснения электрического тока в различных средах; знакомство учеников с примерами использования полупроводниковых приборов в различных автоматических устройствах, электронно-вычислительной технике, космической связью; знакомство с устройством и принципами работы вакуумных приборов, например с электронно-лучевой трубкой; знакомство с явлениями природы, например с молнией.
Формы и режим занятий. Курс предназначен для учащихся восьмого - девятого класса. Режим занятий учителем устанавливается с ориетацией на конкретные возможности школы. В курсе представлены лабораторные работы, проведение которых требует достаточного количества времени, поэтому целесообразно проводить групповые занятия по 12-15 человек по два часа один раз в неделю.
Приемы и методы организации учебно-воспитательного процесса. Придерживаясь классификации методов обучения по источнику знаний, выбирают, методы адекватные целям и содержанию элективного курса. Так при изучении теоретических вопросов, связанных с изучением погрешности измерения физических величин классической электронной теории, применяются словесные методы обучения: рассказ, беседа, семинар, дискуссия. При сочетании словесных и наглядных методов обеспечивается восприятие предмета изучения, создаются условия для освоения существенных характеристик наблюдаемого явления. В соответствии, с исследовательским способом изучения вопросов, связанных с изучением электрического тока в газе, вакууме, полупроводниках и электролитах, применяются практические методы: лабораторные работы.
Результаты педагогического исследования по изучению раздела «Электричество»
Критерий Стьюдента t равен 5, 52. По таблице распределения для п- 8 определяется t кр= 3,36 при уровне значимости а = 0,01. Полученное значение подтверждает вывод о статистической значимости связи заданий проверочной работы первого и второго варианта. -Полученные значения коэффициента надежности и корреляции позволяют считать задания итоговой контрольной работы надежными, а результаты достоверными.
Выяснение мнения учителей проводилось в форме опроса, для которого бала составлена анкета. Она содержала десять вопросов на некоторые, из которых были предложены варианты ответов, на другие необходимо было ответить в свободной форме. Основной целью данного опроса является определение востребованности среди учителей и учеников организации учебной деятельности в виде элективного курса; определение возможности занятий влиять на выбор ученика при выборе профиля.
Ответ на вопрос об элективных курсах у многих учителей вызвал затруднения. Оказалось, что учителя не знакомы с работой своих коллег по школе и не могут ответить на вопрос, касающийся проведения элективных курсов по другим предметам. Однако работу своего методического объединения они знают лучше и поэтому могут рассказать не только о себе, но и о других учителях физики, работающих вместе с ними. Выяснилось, что такая форма работы, как элективный курс, больше распространена в средней школе. В то же время многие отметили, что проводятся дополнительные занятия по физике во внеурочное время. В основном работа проводится по двум направлениям: работа с неуспевающими учащимися и решение задач повышенной трудности. Цели представленных курсов вытекают из их названия. В первом - это помощь учащимся при изучении основного курса физики, во втором — подготовка к олимпиадам по физике. Занятия проводятся целый год, поэтому их количество равно количеству учебных недель, т.е. 34. В систе - 130 му контроля входят: улучшение оценок по физике или участие в олимпиаде по физике. Особый интерес эти занятия вызывают у учащихся в период окончания триместра или четверти или непосредственно перед олимпиадой. Как отмечают учителя, количество учащихся посещающих эти занятия, не изменяется, это 10—12 неуспевающих учеников и 3 — 4 при подготовке к олимпиаде. По мнению учителей, многие учащиеся затрудняются в определении дальнейшего профиля обучения, при неподготовленном выборе отмечаются трудности во время занятий, что может привести к неудовлетворительной учебе и смене профиля.
В то же время в некоторых школах проводится активная подготовительная работа, которая заключается в выполнении проектных работ по физике. Темы проектов предлагаются учителем или определяются самими учащимися. По мнению учителей, такая деятельность помогает ученику определить сферу его интересов и выяснить, входит ли в нее физика. Целями подготовки проектов является: повышение интеллектуального уровня учащегося за счет исследования вопросов не входящих в основной курс физики; умение использовать элементы научной деятельности (сбор информации, ее анализ, выдвижение гипотезы, подтверждение или опровержение, выводы); умение оформить исследование. Сложность такой работы заключается в том, что каждому ученику нужна индивидуальная консультация, поэтому трудно определить количество часов, отведенных на такую работу. В качестве контроля используется участие в различных конкурсах и олимпиадах. По мнению учителей, интерес к такому виду работы растет, об этом говорит увеличение количества учащихся, занимающихся проектной деятельностью, и постоянный рост числа разнообразных конкурсов. Большинство учеников, работающих над проектом по физике в дальнейшем выбирают ее своим профилем.
Опрос выявил, что в предпрофильная подготовка по физике в школах проводится не достаточно и заключается в основном создании проектов. Однако потребность в ней гораздо выше, это приводит к ошибочному выбору профиля среди учащихся. Многие учителя отмечали необходимость такой подготовки не только во внеурочное время, но и на уроках физики.
Похожие диссертации на Методическая система предпрофильной подготовки по физике в основной школе : на примере раздела "Электричество"
