Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РЕАЛИЗАЦИИ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ПОНЯТИЙ У СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ВУЗОВ
1.1. Содержание и статус межпредметных связей в обучении 14
1 2.Формирования естественнонаучных понятий у студентов педагогических
вузов в условиях реализации межпредметных связей 25
1.3. Анализ вузовских программ и учебных пособий по общему курсу физики с позиции реализации межпредметных связей физики с дисциплинами естественного цикла 42
1.4. Состояние проблемы реализации межпредметных связей физики с биологией как одной из естественных дисциплин в процессе формирования
физических понятий у студентов педвуза 69
Выводы по главе 1 82
ГЛАВА II. МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ ФИЗИКИ С БИОЛОГИЕЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ ФИЗИКЕ В ПЕДВУЗЕ
2.1. Модель подготовки студентов к реализации межпредметных связей при обучении общей физике 85
2.2. Методика формирования физических понятий у студентов педвуза в условиях использования межпредметных связей физики с биологией 93
2.3. Реализация методики обучения студентов физике в процессе
формирования физических понятий 112
Выводы по главе II 129
ГЛАВА III. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ: ОРГАНИЗАЦИЯ, МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ, РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Общая организация педагогического эксперимента 131
3.2. Анализ результатов пробного педагогического эксперимента 138
3.3. Анализ результатов обучающего и контрольного педагогического эксперимента 152
Выводы по главе III 172
Заключение 174
Библиография 177
Приложения
1. Межпредметная диалоговая задача по формированию и развитию понятия «энергия» 196
2. Диалоговая (полилоговая) задача о роли энергетической функции биосферы 221
3. Определения понятия «энергия» в различных источниках 236
4. Программа спецкурса «Теория и методика межпредметных связей в различных педагогических системах» 239
5. Роль и значение семинаров в процессе обучения 242
6. Примерный учебный план 285
- Содержание и статус межпредметных связей в обучении
- Модель подготовки студентов к реализации межпредметных связей при обучении общей физике
- Общая организация педагогического эксперимента
Введение к работе
На современном этапе развития общества к задачам обучения и воспитания студентов в педагогическом вузе предъявляются принципиально новые требования. В частности, одним из аспектов совершенствования современного образования является проблема реализация межпредметных связей в процессе методической подготовки студентов педагогических вузов.
Система современного профессионально-педагогического образования в Российской Федерации находится в переходной стадии. Обеспечение качества подготовки будущих специалистов возможно за счет целостного подхода к обучению, при котором каждая учебная дисциплина не просто вносит свой вклад в профессиональное образование студентов, а является системным элементом в общей структуре образования (В.В. Давыдов, В.В. Краевский, B.C. Леднев, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин и др.). Одной из главных задач вузовского образования является формирование у студентов естественнонаучной картины мира, необходимой для объяснения явлений природы, системного мышления, умения видеть, что знания одной из изучаемой дисциплин являются частью системы общего естественнонаучного знания.
На необходимость взаимосвязей между учебными предметами для отражения целостной картины мира, создания системы знаний о природе указывали в свое время еще А. Дистервег, Я.А. Коменский, Н.К. Крупская, И.Г. Песталоцци, К.Д. Ушинский. Дальнейшее развитие проблема межпредметных связей получила в работах И.Д. Зверева, В.Н. Максимовой, А.В. Усовой, В.Н. Федоровой, а также в диссертационных исследованиях А.А. Боброва, B.C. Елагиной, А.Ф. Зубова, С.А. Крестникова, И.Б. Николаевой, М.Ж. Симоновой, М.А. Чувыриной, В.Н. Янцена и других. В докторских и кандидатских диссертациях С.Н. Бабиной, И.Л. Беленок, М.Н. Берулавы, А.И. Гурьева,
5 И.С. Карасовой, В.Е. Медведева, В.А. Основиной, А.В. Петрова, Р.П. Петровой, С.А. Старченко, Н.С. Файзуллаевой, О.А. Яворука и других рассмотрены проблемы реализации межпредметных связей в процессе обучения предметам естественнонаучного цикла в средней школе и в вузе. Практически все эти авторы указывают на актуальность и значимость этой проблемы для современной школы, а значит и для педагогических вузов, призванных готовить для школы учителей, способных осуществлять межпредметные связи (МПС).
Большая часть исследований выполнена по решению проблем реализации МПС в средней школе. Процесс же обучения физике в вузе имеет свою специфику, поэтому способы реализации МПС в учебно-познавательной деятельности студентов педвуза требуют специального изучения. Среди естественнонаучных дисциплин (не включая физику) в биологии чаще, чем в других используются такие понятия как движение, взаимодействие, энергия и энтропия, которые позволяют рассматривать сущность биологических и физических процессов в тесной взаимосвязи. Такой подход может способствовать повышению методической подготовки студентов (будущих учителей физики) к деятельности по реализации МПС физики с биологией.
Эти связи физики с биологией, на наш взгляд, в большей степени способствуют формированию единой научной картины мира, потому что показывают единство живой и неживой материи. С этих позиций легко понять и выбор таких фундаментальных понятий как энергия и энтропия, которые связывают воедино все явления природы, определяя их направленность и самоорганизацию. Например, В.Н. Жарков и A.M. Хазен считают, что свойства энтропии позволяют проследить цепочку усложняющихся образований от атомов до белковых молекул, от неживой природы до живой клетки.
Проведенный в работе анализ различных методик по формированию физических понятий в условиях реализации МПС показывает, что эти
связи в полной мере можно осуществлять только при освоении данной методики учителем, но в практике его подготовки в педвузе этому уделяется недостаточное внимание. Поэтому, несмотря на то, что научная школа А.В. . Усовой убедительно доказала необходимость целенаправленной работы учителя физики по осуществлению МПС в средней школе, остается нерешенной проблема подготовки будущего учителя физики к осуществлению МПС (в частности, физики с биологией).
Это обстоятельство позволяет сделать вывод о том, что необходимо соответствующим образом изменить методическую подготовку студентов, включив в содержание обучения и в структуру учебных дисциплин вопросы, требующие как целенаправленного формирования естественнонаучных понятий в условиях МПС, так и формирования метазнаний о МПС, их специфике в различных педагогических системах.
В рамках очерченной нами проблемы в настоящее время в организации учебного процесса в педвузе можно выделить следующие основные противоречия:
-между предметным обучением в вузе и необходимостью формирования у студентов целостных представлений об окружающем мире;
между осознанием необходимости реализации МПС в дисциплинах естественного цикла и недостаточной подготовленностью студентов -будущих учителей физики, к работе по их осуществлению на практике;
между необходимостью использования новых технологий обучения физике студентов педвуза в условиях МПС и недостаточной разработанностью методики реализации этих связей в педвузе.
Для преодоления указанных противоречий необходимо, чтобы образовательный процесс в педвузе удовлетворял следующим общепедагогическим условиям:
1. Теоретическая и практическая подготовка учителей в педвузе к реализации в современной школе межпредметных связей в процессе
7 формирования физических понятий должна осуществляться целенаправленно и систематически.
В изучаемый материал по различным естественнонаучным дисциплинам целесообразно включать познавательные и практические задания интегративного характера.
Обучение в педагогическом вузе должно осуществляться на основе образовательной программы, включающей как содержательный, так и процессуальные аспекты межпредметного характера.
Методика формирования физических понятий у студентов педвуза в условиях реализации межпредметных связей, должна обеспечить прогнозируемый и гарантированный результат педагогического процесса.
Необходимость разрешения указанных противоречий определяет актуальность исследования, проблему которого мы видим в разработке методики формирования физических понятий у студентов педвуза в условиях осуществления МПС и соответствующей методической подготовки учителей физики.
Исходя из всего выше сказанного, мы сформулировали тему исследования: «Методика формирования физических понятий у студентов педагогического вуза в условиях реализации межпредметных связей физики с биологией».
Цель исследования - разработать и теоретически обосновать методику формирования физических понятий при обучении студентов физике в педвузе на основе реализации межпредметных связей физики с биологией.
Объектом исследования послужил образовательный процесс в педвузе, ориентированный на реализацию межпредметных связей физики с биологией.
Предмет исследования - методика формирования у студентов педвуза физических понятий в условиях межпредметных связей физики с биологией.
8 В основу исследования была положена следующая гипотеза: подготовка студентов педвуза к деятельности по формированию физических понятий в условиях межпредметных связей будет результативной, если:
использовать дидактический принцип межпредметных связей, его нормативные и процессуальные функции поэтапно и систематически;
разработать методику формирования физических понятий в условиях
«
реализации межпредметных связей физики с биологией, которая предполагает определение целей и содержания обучения, использование нетрадиционных форм учебных занятий в педвузе (интегративные лекции, семинары, лабораторные работы и межпредметный спецкурс);
- разработать и внедрить в образовательный процесс педвуза рабочую
программу, реализующую межпредметные связи физики с биологией.
В соответствии с выдвинутой гипотезой, предметом и объектом исследования для достижения поставленной цели нами были определены следующие задачи исследования:
Изучить состояние формирования физических понятий в условиях межпредметных связей в курсе общей физики у студентов физико-математического и биолого-химического факультетов педвуза.
Создать модель структуры учебного процесса в педвузе, ориентированную на реализацию межпредметных связей и на её базе разработать структуру подготовки студентов к реализации МПС в учебном процессе.
Разработать методику поэтапного формирования физических понятий у студентов педвуза в условиях реализации межпредметных связей физики и биологии.
Провести педагогический эксперимент по апробации разработанной методики реализации МПС в процессе формирования физических понятий у студентов педвуза.
Теоретико-методологической основой исследования послужили фундаментальные работы: философов по теории познания (B.C. Готт, Б.М. Кедров, А.Д. Урсул); педагогов (Ю.К. Бабанский, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин); психологов по теории поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина); и по теории развивающего обучения (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Л.В. Занков); дидактов и методистов по теории поэтапного формирования понятий (А.В. Петров, А.И. Подольский, Н.Н. Тулькибаева, Д.Х. Рубинштейн, А.В. Усова); теоретические основы формирования обобщенных умений и навыков (А.В. Усова, В.А. Беликов, А.А. Бобров); по методике организации учебного процесса и формированию учебно-познавательных умений в условиях использования межпредметных связей (Ю.И. Дик, В.А. Беликов, М.Н. Берулава, В.Г. Разумовский, А.В. Усова).
Для решения поставленных в исследовании задач использовались следующие методы:
эмпирические: прямые и косвенные наблюдения за ходом учебного процесса;
диагностические: беседы с преподавателями и студентами; анкетирование и тестирование студентов; педагогический эксперимент; статистический подход в оценке результатов поисковой деятельности;
педагогический эксперимент во всех его видах, связанный с включением в содержание отдельных занятий тем межпредметного характера и разработкой интегративных форм учебных занятий для получения определенного развивающего результата обучения с последующей его проверкой и оценкой; моделирование некоторых заданий межпредметного характера, направленных на формирование теоретического естественнонаучного мышления студентов.
Исследование осуществлялось в три этапа с 1999 по 2003 год. На первом этапе (1999-2001 гг.) был проведен констатирующий эксперимент, в задачу которого входило изучение и анализ качества
10 усвоения студентами физических понятий. С этой целью нами были выбраны три группы физико-математического факультета Горно-Алтайского государственного университета и три группы биолого-химического факультета, где велось наблюдение за деятельностью преподавателей и студентов по реализации МПС физики и биофизики при формировании физических понятий у студентов.
На втором этапе (2001 - 2002 г г.) был проведен пробный эксперимент в группах физико-математического и биолого-химического факультетов Горно-Алтайского госуниверситета. Были уточнены критерии эффективности разработанной методики. Проведена обработка экспериментальных данных.
На третьем этапе (2002 - 2003 г г.) был проведен обучающий
эксперимент, который позволил доказать справедливость гипотезы
исследования. Он был посвящен сбору, анализу и обобщению результатов
обучающего эксперимента, который проходил на разных факультетах и
кафедрах Горно-Алтайского государственного университета,
формулированию выводов, оформлению диссертационного исследования. На этом этапе было установлено, что уровень знаний студентов, их умения применять разнородные знания в значительной мере зависят от выбора методики обучения.
В ходе последних двух этапов разрабатывались и корректировались методические пособия и рекомендации, которые использовались при формировании у студентов физических понятий в условиях использования МПС физики и биологии.
В ходе этой работы вносились коррективы в разрабатываемую методическую систему.
Научная новизна исследования заключается в:
- теоретическом обосновании целесообразности и необходимости планомерной и систематической подготовки студентов педвуза к
деятельности по осуществлению МПС на основе разработанной автором технологии поэтапного формирования физических понятий;
разработке методики формирования физических понятий в условиях реализации принципа межпредметных связей в процессе обучения студентов педвуза (на примере межпредметных связей физики с биологией);
в создании рабочей программы по курсу общей физики направленной на систематическое использование МПС физики с биологией в учебном процессе.
Теоретическая значимость исследования состоит:
в разработке модели учебного процесса в педвузе, ориентированной на реализацию межпредметных связей;
в определении содержания и структуры подготовки студентов педвуза к реализации МПС в учебном процессе.
Практическая значимость исследования заключается в разработке:
- методических рекомендаций по внедрению методики поэтапного
формирования физических понятий в условиях МПС;
і - рабочей программы по реализации МПС физики с биологией в педвузе;
комплекса дидактических средств реализации межпредметных связей физики и биологии, используемых для формирования фундаментальных физических понятий "энергия" и "энтропия";
нетрадиционных форм реализации МПС в процессе формирования физических понятий;
спецкурса "Теория и методика межпредметных связей в различных педагогических системах" для студентов физико-математического факультета педвуза.
Обоснованность и достоверность полученных результатов и выводов диссертационного исследования обеспечивается использованием комплекса методов, адекватных цели и задачам исследования,
12 воспроизводимостью результатов исследования и их внедрением в практику, выборкой экспериментальных данных, систематической проверкой результатов исследования на различных этапах работы. На защиту выносятся:
Разработанная автором методика формирования физических понятий в условиях реализации межпредметных связей физики с биологией.
Рабочая программа по курсу общей физики, включающая вариативные компоненты, учитывающие реализацию МПС физики с биологией.
Комплекс дидактических средств обучения, используемых для формирования фундаментальных физических понятий "энергия" и "энтропия" в условиях систематического использования МПС физики с биологией.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялось в ходе экспериментальной работы в Горно-Алтайском государственном университете. Основные теоретические положения и результаты исследования были доложены и обсуждены на заседании кафедры физики и методики преподавания физики ГАГУ (г. Горно-Алтайск, 2003 г.), а также в публикациях по теме исследования на: Республиканской научно-практической конференции "Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов" (г. Челябинск,
г., 2002 г.); XXXIII зональном семинаре-совещании преподавателей физики, методики обучения физике, астрономии и технических дисциплин педвузов Урала, Сибири и Дальнего Востока (г. Новосибирск, 2000 г.); Межрегиональной научно-практической конференции "Психолого-педагогические исследования в системе образования" (г. Челябинск,
г.); Международной научно-практической конференции "Роль межпредметных связей в системе развивающего обучения" (г. Горно-Алтайск, 2001 г.); IV Всероссийской межвузовской научно-практической конференции "Психодидактика высшего и среднего образования"
13 (г. Барнаул, 2002 г.); X Всероссийской научно-практической конференции "Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов" (г. Челябинск, 2003 г.); Международной научно-практической конференции "Развивающее образование XXI века" (г. Горно-Алтайск, 2003 г.).
Содержание и статус межпредметных связей в обучении
Проблему осуществления взаимосвязи различных наук рассматривали еще в античные времена. Так, Аристотель при описании природных явлений использовал математические понятия, Демокрит и Эпикур заложили основы моделирования, рассматривая строение окружающего мира, Лукреций Кар в своих стихах описывал закономерности протекания тех или иных физических явлений и процессов.
Прогрессивные педагоги различных эпох - Я.А. Коменский, Н.К. Крупская, К.Д. Ушинский подчеркивали необходимость осуществления взаимосвязей между учебными предметами для отражения целостной картины природы «в голове ученика», для создания системы знаний и формирования мировоззрения.
Н.К. Крупская отмечала: «Если мы хотим заложить у учащихся основу мировоззрения, то мы должны давать не отрывочные знания, а давать их в определенной увязке и определенной связи между собой, и только в этом смысле мы понимаем комплексность» [80, с. 108]. Она подчеркивала, что овладев формами общественного сознания (идеология, философия, наука, мораль, искусство), человек способен объективно оценивать явления природы, общества, мышления, видеть закономерные отношения в системе «природа - общество - человек — труд».
В исследованиях по межпредметным связям [121] подчеркивается значение работ И.Ф. Гербарта, А. Дистервега, Я.А. Коменского, Дж. Локка, И.Г. Песталоцци, и др. для теоретического обоснования данного феномена.
У Я.А. Коменского и Дж. Локка идея объединения знаний была связана с борьбой против схоластики, душившей процесс обучения. И. Гербарт впервые сделал попытку психологического обоснования необходимости установления межпредметных связей. А. Дистервег, отстаивая предметную систему преподавания, отмечал, что установление разумной связи между учебными предметами имеет важное значение для формирования полных и глубоких знаний, умений и навыков. И.Г. Песталоцци, раскрывая многообразие взаимосвязей учебных предметов начальной школы, утверждал, что дело обучения должно состоять в том, чтобы, с одной стороны, разграничить между собой предметы, с другой - объединить их в сознании ученика. При этом он отмечал особую опасность отрыва одного предмета от другого в старших классах.
Начиная с XIX века идея межпредметных связей получила дальнейшее развитие в работах русских ученых-педагогов. Возрос объем и количество учебных предметов в школьном образовании, что явилось одной из главных причин перегрузки учащихся, в условиях отсутствия взаимосвязи учебных программ различных предметов.
Психолого-педагогическое обоснование межпредметных связей было дано великим русским педагогом К.Д. Ушинским, который, рассматривая структуру науки, отмечал, что кроме специальных понятий, принадлежащих каждой науке в особенности, есть понятия, общие многим, а иные и всем наукам [ 174].
В 20-е годы проблема межпредметных связей получила принципиально новое содержание в трудах Н.К. Крупской. Надежда Константиновна видела в межпредметных связях реализацию того диалектического подхода к познанию, о котором писал В.И. Ленин. Он подчеркивал, что «чтобы действительно знать предмет, надо охватить, изучить все его стороны, все связи и «опосредствования». Мы никогда не достигнем этого полностью, но требование всесторонности предостережет нас от ошибок и от омертвения» [91].
В то же время Н.К. Крупская предостерегала от «связи всего со всем», поскольку это ведет к искажению подлинно диалектического подхода. На конкретных примерах она показывала, что в процессе обучения эффективны лишь связи тех фактов, понятий, теорий, которые являются общими для того или иного цикла дисциплин. Н.К. Крупская писала: «У нас начали связывать, что попало с чем попало, и комплексность выливалась часто в довольно нелепую вещь. Задумана она была, как увязка между разными знаниями, а стали связывать что угодно с чем угодно. Стали делать массу неверных и искусственных привязок. Та комплексность, которая получилась в быту нашей школы, никуда не годится, но та комплексность, которая связывает в одно целое разные отрасли знаний, которая дает понимание взаимосвязи явлений, необходима» [81, с.485].
В 30-е годы межпредметные связи нашли своё отражение в правительственных документах по образованию. Значительным этапом в развитии теории межпредметных связей с позиций их роли в формировании системы знаний (образовательная функция) и основ научного мировоззрения (воспитательная функция) явились исследования, проведенные в 50-е годы в НИИ педагогики АПН РСФСР В.Н. Федоровой. Под руководством В.Н. Федоровой в Москве и А.В. Усовой в Челябинске начинают работать научно-методические центры, рассматривающие проблемы реализации межпредметных связей в практике школьного и вузовского обучения.
Модель подготовки студентов к реализации межпредметных связей при обучении общей физике
В процессе формирования физических понятий у студентов педвуза преподаватель должен создавать такие условия, которые бы способствовали эффективной реализации принципа межпредметных связей при формировании физических понятий. Такие условия вытекают из нормативных функций принципа МПС [127, с.43] и «включают в себя следующие основные требования:
- использовать различные типы и формы реализации межпредметных связей через специальные методические средства для включения студентов в деятельность по развитию физических знаний;
- использовать межпредметные связи как регулятив развития концептуального мышления и как механизм для снятия противоречия между узкими предметными знаниями, отражающими действительность с точностью до определенного конкретного существенного содержания объекта или явления, и действительностью с ее бесконечным качественным разнообразием;
- использовать в качестве основного средства реализации межпредметных связей в учении понятийную деятельность по формированию и развитию физических понятий, моделей, теорий, научных картин мира, позволяющих логическим путем усваивать знания, умения, навыки и способы получения научных знаний (индукция и дедукция, анализ и синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение, конкретизация и т.д.);
- использовать продуктивные и поисковые методы учения, позволяющие учащимся выявлять такие связи и отношения, которые обогащают знания об изучаемых объектах и явлениях, раскрывают их теоретическое содержание;
- использовать структуры познавательного процесса (понятия, модели, теории, научные картины мира), позволяющие целенаправленно выявлять связи, определяющие сущность изучаемых явлений через выявление противоречий и их разрешение» [41, с. 123].
Для того, чтобы учебный процесс был организован в соответствии с указанными требованиями, необходимы специальные средства для их реализации. Мы предлагаем для эффективной реализации МПС при формировании физических понятий следующие приемы и средства:
- анализ различных определений МПС;
- выделение этапов формирования МПС, различающихся уровнем самостоятельной и творческой деятельности студентов;
- диалоговые задачи межпредметного содержания;
- межпредметные таблицы различения и общности однотипных понятий в различных дисциплинах;
- учебные задачи межпредметного содержания, отражающие развитие глубины научных знаний при переходе от одной дисциплины к другой, изучающей тот же объект или явление;
- структурированный комплекс физических экспериментов, связанных между собой по содержанию и выходящий на междисциплинарные связи;
- учебные программы и пособия, учитывающие реализацию принципа МПС при обучении студентов физике;
- дидактический материал, содержащий информацию о переносе понятий курса физики в сферу естественных наук;
- использование существующих интегративных курсов физики с биологией (биофизика);
Но для использования этих средств необходима специальная методика направленная на систематическое и целенаправленное использование МПС, способная решать противоречие между предметным обучением и необходимостью формировать целостное представление о мире. В настоящее же время и в школе и в педагогических вузах традиционно утвердилась предметная структура содержания образования. Такая структура, несомненно, облегчает систематическое изучение основ научных знаний, но она дробит единый мир, разлагает его на составные части, что препятствует формированию в сознании учащихся целостной картины мира, представлений о его единстве и внутренних связях.
В данном параграфе мы постараемся рассмотреть структуру методики ориентированной на систематическое использование МПС при формировании физических понятий.
Для формирования продуктивного творческого мышления важен не только показ обучаемому преподавателем или по учебнику межпредметных связей, но и самостоятельный их поиск для выполнения различных мыслительных действий. Наш опыт работы со студентами убедил, что поиск междисциплинарных связей чаще всего оказывается непродуктивным. Студенты порой видят эти связи, но у них не формируются навыки их использования. Следовательно, необходимы специальные меры, особые технологии, направленные на выработку таких умений.
Например, в настоящее время физика достаточно глубоко обогащена теоретическими представлениями, а, следовательно, иным должен стать и метод её изложения. Поэтому методика ориентируется на то, чтобы отдельные части всего курса представляли собой взаимосвязь фактических данных и теоретических положений. При этом сам материал не просто «излагается», а логически развертывается, что особенно важно, когда рассматриваются теоретические представления науки. При таком развертывании материала появляется необходимость в использовании способов, методов и приемов познавательной деятельности; сам учебный процесс начинает ориентироваться не просто на репродукцию знаний, а на продуктивное и творческое мышление.
Общая организация педагогического эксперимента
Цель педагогического эксперимента заключается в том, чтобы проверить, насколько используемая нами методика по реализации принципа межпредметных связей в развитии физических понятий сказывается на качестве усвоения понятий.
При разработке методики педагогического эксперимента мы руководствовались идеями, изложенными в литературе по методологии педагогических исследований [7, 11, 37, 51, 54, 60, 66, 78, 99, 152, 153, 158, 163, 169,190,196].
Для исследования состояния проблемы реализации межпредметных связей при формировании физических понятий у студентов педвуза и проверки исходной гипотезы исследования и эффективности разработанной нами методики формирования физических понятий в условиях реализации межпредметных связей курсов физики и биофизики был организован педагогический эксперимент, который осуществлялся в три этапа.
На первом этапе (1999-2001 уч. год) исследования был проведен констатирующий эксперимент, в задачу которого входило изучение и анализ качества усвоения студентами понятия «энергия» и «межпредметные связи». С этой целью нами были выбраны три группы физико-математического факультета Горно-Алтайского государственного университета и три группы биолого-химического факультета, где велось наблюдение за деятельностью студентов по формированию физических понятий.
В ходе второго этапа (2001-2002 уч. год) был проведен пробный эксперимент в 618, 628 и 638 группах физико-математического и 111, 121, 131 биолого-химического факультета Горно-Алтайского госуниверситета. Были уточнены критерии эффективности разработанной методики. Проведена обработка экспериментальных данных и оформление результатов проведенного исследования.
Обучение в контрольных группах проводилось по традиционной методике. Экспериментальные группы обучались с использованием специально разработанной методики, способствующей реализации принципа межпредметных связей при формировании понятий «энергия» и «энтропия».
Были определены содержание и структура деятельности преподавателя и студентов по реализации принципа межпредметных связей при чтении курсов общей физики и биофизики на физико-математическом факультете и биолого химическом факультетах Горно-Алтайского госуниверситета. Проведена теоретическая и методическая подготовка студентов экспериментальных групп к реализации принципа МПС при формировании физических понятий в их будущей практической деятельности. На этом этапе были определены способы, средства и приемы реализации принципа МПС при формировании физических понятий. Разработаны методические рекомендации для преподавателей естественнонаучных предметов, раскрывающие возможности реализации принципа МПС в условиях экспериментального обучения.
На третьем этапе (2002-2003 уч. год) проводился обучающий и контрольный эксперименты по проверке эффективности разработанных способов и средств реализации принципа межпредметных связей и форм организации учебных занятий в условиях экспериментального обучения.
Ввиду того, что экспериментальное обучение проходило последовательно в 619, 629 и 639 группах физико-математического факультета и 112, 122 и 132 группах биолого-химического факультета Горно-Алтайского госуниверситета, отдельные этапы эксперимента по времени частично совпадали.
Эксперимент в основном проводился на базе Горно-Алтайского государственного университета. В нем участвовал как лично сам автор, так и преподаватели указанного университета.
При разработке заданий в педагогическом эксперименте мы руководствовались известными принципами отбора заданий: соответствие проверочных заданий целям проверки; доступность задания с учетом посильности и времени его выполнения; корректность формулировок заданий.
В качестве основного объекта изучения были выбраны фундаментальные понятия «энергия» и «энтропия». При их отборе мы руководствовались следующими соображениями: понятия должны иметь особо важное познавательное и мировоззренческое значение; отражать те явления, которые определяют содержание физической картины мира и потому охватывают весь курс общей физики в целом; иметь большой по объему и ценный в познавательном плане понятийный аппарат, который формируется длительно в процессе обучения; на нем легко можно проследить не только межпредметные, но и преемственные связи развития. Всем этим требованиям вполне отвечают выбранные нами физические понятия.
В качестве основного раздела курса общей физики для проведения эксперимента был выбран курс общей физики и биофизики, в рамках которых исследовалось влияние использования МПС на качество формирования физических знаний.
Цель педагогического эксперимента заключалась в том, чтобы проверить, насколько используемая нами методика по формированию физических понятий, сказывается на качестве усвоения этих понятий и их понятийного аппарата.
Для оценки качества усвоения физических понятий нами использовался поэлементный анализ, разработанный профессором А.В. Усовой, который позволяет рассчитать:
- Средний коэффициент полноты усвоения студентами элементов знаний по понятию «энергия» (К);
- Коэффициент успешности формирования элементов знаний (//);
- Коэффициент эффективности методики (Р).
