Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИДЕЙ СИНЕРГЕТИКИ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ УЧАЩИХСЯ СТАРШЕЙ ПРОФИЛЬНОЙ ШКОЛЫ 15
1.1. Историко-ретроспективный анализ эволюции физической картины мира от механической к синергетической 15
1.2. Синергетические понятия в описании процессов самоорганизации окружающего мира 38
1.3. Синергетика образования, для образования, в образовании - новый аспект мировидения окружающего мира 52
1.4. Переход педагогического управления в самоуправление в условиях синергетического подхода 61
ВЫВОДЫ ПО I ГЛАВЕ 71
ГЛАВА 2. СИНЕРГЕТИЧЕСКИИ ПОДХОД КАК ДИДАКТИЧЕСКОЕ УСЛОВИЕ ОБОБЩЕНИЯ ЗНАНИЙ УЧАЩИХСЯ ПО ФИЗИКЕ В СТАРШЕЙ ПРОФИЛЬНОЙ ШКОЛЕ 73
2.1. Анализ структуры и содержания программ по физике в старшей профильной школе с позиции принципа вариативности, реализующего основные идеи синергетической картины мира 73
2.2. Методика обобщения знаний и умений учащихся по физике в условиях синергетического подхода 84
2.3. Элективный курс по проблеме- в поисках нового миропонимания как дидактическое средство обучения учащихся старшей профильной школы идеям синергетики 99
ВЫВОДЫ ПО II ГЛАВЕ 123
ГЛАВА 3. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ, ЕГО ЗАДАЧИ, МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ 125
3.1. Организация педагогического эксперимента, задачи, структура, критерии и показатели 125
3.2. Виды эксперимента и их результаты 132
3.2.1. Констатирующий эксперимент его результаты 132
3.2.2. Поисковый эксперимент и его результаты
3.2.3. Организация и результаты обучающего и контрольного экспериментов
ВЫВОДЫ ПО III ГЛАВЕ 162
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .164
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 167
ПРИЛОЖЕНИЕ 185
- Историко-ретроспективный анализ эволюции физической картины мира от механической к синергетической
- Анализ структуры и содержания программ по физике в старшей профильной школе с позиции принципа вариативности, реализующего основные идеи синергетической картины мира
- Организация педагогического эксперимента, задачи, структура, критерии и показатели
Введение к работе
Образование, наряду с экономикой и политикой, относится к сложно-организованным системам. Оно состоит из нескольких подсистем, которые по отношению к более частным сами являются системами: детский сад, школа (начальная, основная, старшая), вуз и др. Эти системы и подсистемы не изолированы, они связаны друг с другом и с внешней средой, иными словами они являются открытыми, а потому для них свойственны процессы самоорганизации. Характерной особенностью таких систем является то, что они обладают большим количеством состояний и несколькими путями развития. В таких системах процесс познания идет от простого к сложному, от сущности первого порядка к сущности второго, третьего и т.д. Процесс становления, например, физического знания можно рассматривать как процесс эволюционного развития от фактов и понятий к теориям, а от них - к физической картине мира. В Законе Российской Федерации «Об образовании» отмечается, что содержание образования должно обеспечить формирование у обучающихся современной научной картины мира, которая позволит обосновать связь живой и неживой природы, научить человека жить в современном информационном потоке, создать предпосылки и условия для самообучения, самовоспитания и самоорганизации; создать условия для развития личности, обладающей ценностями, основанными на общегуманистических принципах самоутверждения и самоорганизации.
Модернизация системы образования регламентирована основополагающими нормативными документами российского образования [81;82]. В этих документах определен целый ряд важнейших задач, решение которых может способствовать совершенствованию содержания образования, организации профильного обучения в старшей школе. Для их реализации предусмотрено выделение двух компонентов образования: инвариантного (базового - единого и обязательного для всех) и вариативного (профильного - многоуровневого). Принцип вариативности в решении задач профильного обучения дает возможность педагогическому коллективу, учителю конструиро-
вать, а ученику - выбирать собственную образовательную траекторию, соответствующую его интересам, способностям и познавательным потребностям. Все это способствует обновлению информационной базы содержания образования, которое ведет к формированию иного взгляда на окружающую действительность.
Система знаний о природе неживой и живой формируется комплексом наук, но одной из ведущих является физика. Поэтому модернизация школьного образования не могла не отразиться на содержании школьного курса физики. Вопросам совершенствования содержания физического образования на разных этапах его реформирования, и методики его изучения посвящены исследования В.А Бетева, И. Беленок, Н.Е. Важеевской, З.А. Вологодской, А.И. Гурьева, М.Д. Даммер, В.Ф. Ефименко, В.И. Земцовой, А.Н. Крутского, И.Я. Ланиной, Р.И. Малафеева, Е.В. Оспенниковой, А.И.Подольского, Н.С. Пурышевой, В.И. Тесленко, А.В. Усовой, А.А. Фадеевой, Т.Н. Шамало, А.В. Шаповалова и др.
В настоящее время разрабатывается содержание и методика вариативного обучения физике в старшей профильной школе. Большой вклад в теорию и практику профильного обучения внесли СВ. Бубликов, ЮИ. Дик, Л.Я. Зорина, И.С. Карасова, СЕ. Каменецкий, Н.А. Клещева, А.С Кондратьев, А.Н. Мансуров, А.Е. Марон, В.В. Мултановский, В.А. Орлов, В.А. Петров, В.Г. Разумовский, Ю.А. Сауров, А.В. Тарасов, Н.Н. Тулькибаева, А.В. Усова, О.А. Яворук и др.
Вместе с тем следует отметить, что проблема вариативного обучения актуальным вопросам современной физики продолжает оставаться нерешенной, в частности, не раскрыты задачи проектирования не только вариативных элективных курсов для старшей профильной школы, но и методология обобщения фундаментальных физических идей. В настоящее время курс физики старшей школы включает вопросы, которые преимущественно рассматривают явления, происходящие в замкнутых, равновесных и линейных системах. В некоторых примерах, описывающих неравновесные и нелинейные
системы (лазер), не раскрываются процессы самоорганизации, происходящие в них. Между тем именно механизм самоорганизации систем как в неживой, так и в живой природе может изменить взгляды учащихся на сущность современной научной картины мира, которую в школьном обучении целесообразно раскрывать в условиях синергетического подхода. В рамках этого подхода физическое образование можно рассматривать как единую самоорганизующуюся и саморазвивающуюся систему (Н.М. Бергер, В.Г. Виненко, Л.Я. Зорина, Г.Г. Никифоров, Г.Я. Мякишев, В.А. Орлов, Л.В. Тарасов и др.). Синергетика как междисциплинарное научное направление в педагогике рассматривается в работах Г.А. Аванесова, В.И. Аршинова, В.И. Андреева, В.А. Беликова, В.Г. Буданова, Э.В. Гирусова, В.В. Горбачева, М.Т. Громовой, B.C. Егорова, В.А. Игнатовой, В.В. Маткина, И.С. Стекловой, И.А. Суриной, А.П. Тесленко, Н.М. Таланчука, С.С. Шевелевой, Е.В. Яковлева и др. Исследователи доказывают, что применение синергетического подхода в образовании может оказать влияние на процесс интеграции гуманитарного и естественнонаучного знания [78]. Интеграция разных образовательных областей знания, по их мнению, позволит рассматривать окружающий мир в единстве и целостности. Изучение физики в условиях синергетического подхода предполагает реализацию трех его направлений: синергетика для образования, синергетика в образовании, синергетика образования [25]. С 70-х годов XX столетия синергетика как междисциплинарное научное направление стала развивать идеи современной научной картины мира на основе трех форм интеллектуального и эмоционального опыта людей: мироощущения, мировосприятия, миропонимания (Дж. Глейк, Дж. Карери, Н.Ю. Климонтович, СП. Курдюмов, Е.Н. Князева, Ф. Мун, Г. Николис. Б.Н. Пойзнер, И. Пригожий, А.Д. Урсул, Г. Хакен и др.).
Применительно к процессу обучения физике взгляды и убеждения (мировоззренческий компонент образования) можно оценивать при наличии эмоциональной окраски мировоззренческого знания, свидетельствующего о готовности и умении ученика отстаивать свою точку зрения (В.А. Айн-
штейн, И.С, Добронравова, В.Г. Иванов, Е.Н. Князева, И.К. Кудрявцев, В.Н. Мощанский, Ю.В. Сенько, Д.С. Чернавский, А.Н Черкасов, О.Р. Ше-фер). Мировоззренческий аспект работы учителя физики по развитию мышления учащихся, в том числе естественнонаучного, во многом определяется умением оперировать диалектическими противоречиями (Г.А. Берулава, С.А. Старченко, С.А. Суровикина, А.В. Усова, Н.В. Шаронова).
Однако исключительно важные мировоззренческие вопросы, основу которых составляют идеи синергетики, почти не включены в школьные учебники старшей профильной школы, за исключением материала, представленного в учебных пособиях Л.В. Тарасова, В.А. Орлова и Г.Г. Никифорова, рекомендованных для занятий по физике, в том числе на элективных курсах в старшей профильной школе. Может быть, именно этот факт позволил в содержании физического образования выделить ряд противоречий:
между значимостью идей синергетики для науки, общества, образования и недостаточностью отражения этих идей в содержании курса физики старшей профильной школы;
между необходимостью формирования современного научного мировоззрения на основе нового мировидения и миропонимания и недостаточностью материала, который мог бы раскрыть эти идеи в школьном курсе физики;
между современными требованиями к содержанию физического образования, ориентирующими на формирование нового мировидения и миропонимания у учащихся старшей профильной школы, и недостаточной разработанностью методических путей развития современного научного мировоззрения учащихся.
Выделенные противоречия позволили сформулировать актуальность проблемы исследования: определение условий и направлений реализации синергетического подхода в обучении физике учащихся старшей профильной школы. Вышеназванная проблема обусловила выбор темы исследования: «Обучение физике учащихся старшей профильной школы в условиях синергетического подхода».
Объект исследования процесс обучения физике учащихся старшей профильной школы в условиях синергетического подхода.
Предмет исследования методика реализации синергетического подхода при обучении физике учащихся старшей школы, способствующего формированию современного мировоззрения на основе нового мировидения и миропонимания.
Цель исследования разработать необходимые и достаточные условия для реализации основных направлений синергетического подхода (синергетика для образования, синергетика в образовании, синергетика образования) при обучении физике учащихся старшей профильной школы.
Гипотеза исследования формирование современного научного мировоззрения в процессе обучения физике учащихся старшей профильной школы может быть более результативным, если разработать необходимые и достаточные условия реализации синергетического подхода: . осуществить выбор стратегии обучения на основе трех направлений: «синергетика для образования», «синергетика в образовании», «синергетика образования»;
. раскрыть дидактические функции подхода (интеграция, фазовые переходы систем различной природы, переход педагогического управления в самоуправление);
. разработать виды деятельности учителя физики по проектированию подхода; . осуществить выбор организационных форм обучения, на которых реализуется педагогическое управление и самоуправление во взаимодействии.
Задачи исследования:
Изучить возможности создания условий для выбора вариативного содержания обучения физике учащихся X - XI классов.
Обосновать положение о том, что синергетическии подход выполняет функции методологического принципа, способствующего формированию на-
учного мировоззрения на основе нового мировидения и миропонимания окружающей действительности.
Разработать методику реализации трех направлений синергетического подхода (синергетика для образования, синергетика в образовании, синергетика образования).
Разработать виды деятельности учителя по проектированию идей синергетики в профильном физическом образовании.
На основе методологического анализа структуры физической картины мира разработать логический граф структуры и содержания синергетической картины мира.
В условиях педагогического эксперимента: 1) проверить положения, сформулированные в гипотезе; 2) осуществить отбор критериев, с помощью которых можно проверить влияние синергетического подхода при обучении физике учащихся старшей профильной школы на процесс формирования у них современного научного мировоззрения (нового мировидения, миропонимания).
Методологическую и теоретическую основу исследования составили:
На философском уровне - теория научного познания, ее диалектические методы;
На общедидактическом и психолого-дидактическом уровнях - теории развития; самоорганизации; систем; поэтапного развития умственных действий;
На частно-дидактическом уровне - концепция конструирования структуры и содержания элективных курсов по физике в старшей профильной школе на основе принципа вариативности; совокупность подходов, способствующих формированию современного мировоззрения.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
- теоретические - теоретический анализ научных трудов в области общей и предметной педагогики, методики обучения физике, психологии, филосо-
фии, инновационных методов обучения, теории информации и теории графов;
эмпирические - анализ нормативных документов для разных образовательных уровней обучения учащихся и содержания физического образования в виде ГОСов, различных программ курсов, в том числе элективных, а также способов организации процесса обучения физике учащихся старшей профильной школы; количественное описание процессов, механизмов использования моделей;
статистические - педагогический эксперимент (наблюдение, анкетирование, беседа, метод экспертных оценок, контрольные срезы знаний учащихся, тестирование, контроль остаточных знаний); методы математической статистики для подтверждения результатов эксперимента.
В соответствии с поставленными задачами исследование проводилось в несколько этапов.
Первый этап (2002 - 2003 гг.) - ориентировочно-ознакомительный. Он связан с анализом педагогической, дидактической, научно-методической, философской литературы, диссертаций и научных публикаций по теме исследования с целью изучения направлений использования синергетического подхода в образовании в целом и в обучении физике в частности.
Второй этап (2003 - 2004 гг.) - подготовительно-поисковый. Проанализированы программы, структура и содержание курсов физики старшей профильной школы, изучена литература, в которой раскрываются основные вопросы синергетики с целью разработки методики реализации синергетического подхода при обучении физике. Определены возможности использования основных идей и понятий синергетики в структуре и содержании курса физики и на элективных курсах на основе принципа вариативности. Организован и проведен поисковый эксперимент, в ходе которого уточнена методика реализации синергетического подхода в старшей профильной школе.
Третий этап (2004 - 2005 гг.) - экспериментально-аналитический. На данном этапе изучена научно-методическая литература, раскрывающая во-
просы формирования мировоззрения учащихся. Разработаны: 1) программы элективных курсов для классов разной профильной направленности: общеобразовательной, гуманитарной и физико-математической; 2) методика проведения обобщающих занятий, включающих основные идеи синергетики. На основе анализа границ применения теорий, законов, изучаемых в школьном курсе физики, формировалось новое мировидение и миропонимание окружающей действительности. Проведена апробация элективных курсов, обобщающих занятий в ходе обучающего эксперимента.
Четвертый этап (2005 - 2007 гг.) - контрольно-обобщающий. Завершен обучающий и осуществлен контрольный эксперименты. Проведена проверка результативности разработанной методики обучения физике. Проверена возможность изучения отдельных понятий синергетики на элективном курсе предпрофильной подготовки (IX класс). Осуществлен анализ результатов данного этапа эксперимента.
Научная новизна исследования заключается в том, что:
Выявлены и теоретически обоснованы необходимые и достаточные условия для реализации синергетического подхода в обучении физике.
Разработана методика вариативного включения трех направлений синергетики (синергетика для образования, синергетика в образовании, синергетика образования) в образовательный процесс по физике старшей профильной школы.
Определены этапы проектирования деятельности учителя по реализации идей синергетики в профильном физическом образовании учащихся средней школы.
Разработан логический граф структуры и содержания синергетической картины мира.
Теоретическая значимость исследования: 1. Уточнено понятие синергетического подхода как методологического принципа, способствующего формированию нового мировидения и миропонимания (мировоззрения) на основе обобщения и систематизации знаний
учащихся о самоорганизующихся системах как в живой, так и в неживой природе.
2. Расширены границы применения принципа вариативности в обучении физике учащихся старшей профильной школы, позволяющего осуществить многоуровневость физического образования в условиях элективного курса, предоставив каждому ученику возможности свободного выбора дополнительной траектории для удовлетворения познавательных потребностей и интереса.
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработаны:
Программы и содержание элективных курсов для классов разного профиля: «Случайность, которая творит мир» (гуманитарный профиль); «В поисках нового мировидения» (физико-математический профиль); «Эволюция физической картины мира: от механической к синергетической» (базовый уровень);
Рекомендации по методике проведения обобщающих занятий с использованием идей синергетики в форме проблемного семинара, собеседования, занятия в диалоговой форме, в форме творческой мастерской, реализующих идеи личностно ориентированного и индивидуального обучения.
Достоверность и обоснованность полученных результатов исследования обусловлены аргументированным отбором теоретических положений и принципов, отвечающих современным тенденциям развития образования, адекватностью выбранных методов целям и задачам исследования, положительными результатами педагогического эксперимента.
Апробация результатов исследования. Практическая проверка разработанной методики осуществлялась в МОУ гимназии № 10, МОУ лицеи № 31, общеобразовательных средних школах МОУ СОШ № 12 и № 28 города Челябинска.
Основные результаты исследования обсуждались на:
. Международных научно-практических конференциях (Челябинск, 2005, 2006 гг.);
. XII Всероссийской научно-практической конференции по проблеме методологии и методики формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов (Челябинск, 2004, 2005, 2006 гг.);
. V Всероссийской научно-практической конференции по проблеме психодидактики высшего и среднего образования (Барнаул, 2004 г.); . конференциях по итогам научно-исследовательских работ аспирантов и соискателей ЧГПУ (Челябинск, 2003,2004гг.);
. Всероссийской научно-практической конференции по проблеме теоретико-методологических основ совершенствования естественнонаучного и технологического образования в школе и педагогическом вузе (Челябинск, 14 -15 февраля 2005г.);
. методологических семинарах и заседаниях лаборатории «Молодой ученый» на базе кафедры теории и методики обучения физике ЧГПУ (Челябинск, 2003,2004, 2005, 2006 гг.).
Участие в областном конкурсе на лучшую программу элективного курса для старшей профильной школы (авторская программа «Эволюция физической картины мира: от классической к синергетическои» заняла второе призовое место).
На защиту выносятся следующие положения:
Синергетический подход в обучении физике учащихся старшей профильной школы является методологическим принципом, регулирующим вариативный компонент образовательной программы.
Реализация синергетического подхода в обучении физике учащихся старшей профильной школы осуществляется по трем направлениям: синергетика для образования, синергетика в образовании, синергетика образования, которые определяют теоретические предпосылки конструирования структуры и содержания программ элективных курсов для классов разного профиля, а также методику проведения обобщающих занятий, включающих вопросы
самоорганизации (идеи синергетики) открытых, неравновесных и нелинейных систем.
Элективные курсы по проблемам синергетики являются: 1) «надстройкой» профильного учебного предмета (физика) для углубления знаний учащихся о явлениях и законах, включенных в федеральный базисный план; 2) «надстройкой», удовлетворяющей познавательные интересы учащихся классов гуманитарного и общеобразовательного профилей и способствующей развитию мировоззрения учащихся на основе нового мировидения и миропонимания.
Деятельность учителя физики по проектированию синергетического подхода в профильном физическом образовании включает четыре этапа: 1) осознание необходимости включения в школьное образование материала по синергетике, способствующего формированию нового мировидения и миропонимания; 2) поиск дидактических средств, способствующих реализации синергетического подхода в обучении физике учащихся старшей профильной школы; 3) разработку способов и форм обобщения знаний и умений учащихся на основе эволюции физической картины мира: от механической к синер-гетической; 4) разработку программы элективного курса, структура и содержание которого раскрывают идеи самоорганизации открытых, неравновесных и нелинейных систем.
Историко-ретроспективный анализ эволюции физической картины мира от механической к синергетической
Главная цель и задача обучения в школе - формирование у учащихся современного научного мировоззрения. Мировоззрение - это совокупность взглядов, оценок, принципов, определяющих самое общее видение и понимание мира, роли и места в нем человека, его жизненных позиций, программы действий и поведения. Мировоззрение может формироваться стихийно на основе обыденного опыта, в результате взаимодействия различных мировоззренческих установок, либо осознанно, посредством теоретической разработки фундаментальных идей, идеалов, принципов. Мировоззрение включает в себя три формы интеллектуального и эмоционального опыта людей: мироощущение, мировосприятие, миропонимание. Миропонимание является определяющим, на основе его формируется и развивается научная картина мира, базис которой составляют законы и категории философии, естествознания [122; 172].
Каждая учебная дисциплина в условиях философского обобщения создает предпосылки для развития научного мировоззрения через мироощущение, миропонимание, мировосприятие. Изучение предметов естественнонаучного цикла способствует формированию естественнонаучной картины мира (ЕНКМ), которая дает нам представление о закономерностях развития и существования окружающего мира. Частные предметные картины мира, входящие в ЕНКМ, строятся на основе философских обобщений, поэтому любая научная картина мира определяет качественно новое знание по отношению к знаниям частных наук. Доминирующее положение в ЕНКМ занимает физическая картина мира (ФКМ), именно она вносит существенный вклад в формирование фундаментальных физических понятий, имеющих статус философских категорий (материя, её виды, формы движения, способы существования), оказывающих влияние на мировоззрение школьников. Изучение
ФКМ предусмотрено стандартом общеобразовательной школы независимо от ее направленности. Однако она рассматривается изолированно от других естественнонаучных картин мира без достаточно обоснованных философских обобщений, поэтому в настоящее время учитель сам определяет структуру и содержание мировоззренческого материала, требующего систематизации. ФКМ выполняет важную методологическую функцию в обучении физике учащихся средней школы. Она является средством систематизации и обобщения эмпирического и теоретического материала, а также средством определения мировоззренческой сути физических идей, законов и теорий.
Во многих работах осуществлен анализ методологических вопросов школьного курса физики [28;51 ;59;65; 109; 110; 139; 156; 157; 169]. Однако учебно-методической литературы, в которой были бы изложены вопросы эволюции физической картины мира, в том числе современной, в системной форме явно недостаточно. Между тем, основные элементы структуры ФКМ взаимосвязаны, их можно раскрыть на основе фундаментальных философских и физических идей.
В структуре ФКМ фундаментальные идеи занимают важное место. Возникновение любой частной ФКМ имеет вполне определенные эмпирические, теоретические и философские предпосылки. По мере формирования ФКМ в ней все полнее находят свое концентрированное отражение важнейшие физические идеи, принципы, концепции и понятия, соответствующие данному уровню развития науки. Но физические представления о природе с развитием науки уточняются и развиваются, поэтому ФКМ как модель «идеализированного образа действительности» отражает эволюционный процесс зарождения, становления, развития и смены представлений об окружающей действительности. В настоящее время сложилось три картины мира: механическая, электродинамическая, квантово-полевая - которые описывают процессы эволюционного развития наших представлений о материи, ее видах, формах движения, способах существования.
С появлением в 70-х годах XX века научного направления «синергетика», основные идеи которой стали междисциплинарными, трансдисциплинарными и мультидисциплинарными методами исследования живых и неживых систем, появились предпосылки создания новой научной картины мира - синергетической. Основные понятия синергетики и изучаемые на ее основе процессы не могли не повлиять на структуру и содержание ФКМ. Для того чтобы понять всю сложность окружающего мира, его нелинейность, необходимо было рассматривать отдельные вопросы синергетики в структуре ФКМ (рис. 1). Такой подход к изучению окружающего мира позюлил физическую картину мира рассматривать как постоянно развивающуюся и эволюционирующую систему.
Первой в истории науки физической картиной мира была механическая (МКМ), сложившаяся под влиянием метафизических материалистических представлений о материи и формах ее существования. МКМ формировалась под влиянием античной картины мира (Декарта, Эпикура, Аристотеля, Лукреция), источником которой были не физические, а общефилософские представления. Появление первой физической картины мира (МКМ) непосредственно связано с развитием классической механики, базис которой составляли идеи Галилея - Ньютона. В ней материя рассматривалась как иерархическая совокупность дискретных элементов - атомов, все виды движения сводились к механическому перемещению тел в пространстве. К этому времени хорошо изучено было гравитационное взаимодействие, причину его рассматривали как результат внешнего юз-действия. Идеи классического механицизма нашли свое отражение в основных элементах МКМ - физических понятиях и принципах [51]. Механицизм - это то мировоззрение, которое было ведущим в этот период развития науки и общества. Оно основано на законах движения механической формы материи, которая рассматривалась как универсальная, распространяющаяся на все другие виды движения [172].
Анализ структуры и содержания программ по физике в старшей профильной школе с позиции принципа вариативности, реализующего основные идеи синергетической картины мира
В настоящее время каждое образовательное учреждение, выбирая различные сочетания базовых и профильных учебных предметов, с учетом норматива учебного времени, может формировать собственный учебный план. «Такой подход оставляет образовательному учреждению широкие возможности организации одного или нескольких профилей, а обучающимся - выбор профильных и элективных учебных предметов, которые в совокупности и составят его индивидуальную образовательную траекторию» [140, с. 58]. Совокупность базовых и профильных общеобразовательных учебных предметов определяет состав федерального компонента базового учебного плана. В старшей профильной школе есть еще два компонента - региональный (национально-региональный) и компонент образовательного учреждения, который реализуется с помощью элективных учебных предметов. Принимая во внимание тот факт, что элективные учебные предметы выполняют три функции [140, с. 59; 194; 195], нами разработаны три программы элективного курса для трех уровней в старшей школе: 1) непрофильного (универсального); профильного (физико-математического); 3) профильного (гуманитарного).
В соответствии с новыми документами, перед школой поставлена задача создания системы специализированной подготовки (профильного обучения) в старших классах общеобразовательной школы, ориентированной на индивидуализацию обучения и специализацию обучающихся [81;82;140].
Стратегия реализации профильного обучения предусматривает выделение двух его уровней: базового и профильного. Первый обеспечивает формирование общей функциональной грамотности, культуры учащихся, социальных норм и правил. При этом каждому старшекласснику предоставляется право создания собственной образовательной траектории освоения учебных дисциплин. Второй уровень (профильный) обеспечивает преемственность общеобразовательных программ и программ профильного образования, предполагает существенное увеличение доли самостоятельной познавательной деятельности учащихся [81].
Профильное обучение должно обеспечивать интеграцию образовательного процесса с реальной действительностью, социумом, отличаться вариативностью, обеспечивать индивидуализацию и дифференциацию обучения. Дифференциация профильного обучения нацелена на создание возможности выбора индивидуальных образовательных программ для более глубокого удовлетворения интересов, возможностей, склонностей и способностей учащихся.
В настоящее время школа имеет право работать по учебным планам и программам, выбранным по собственному усмотрению. При этом принцип вариативности в обучении школьников физике становится ведущим, он предполагает переход школы:
- от монопольных учебных планов, программ, учебников к вариативным, предусматривающим дифференциацию содержательной и связанной с ним процессуальной стороной обучения;
- от традиционных, установившихся общеобразовательных школ к общеобразовательным учреждениям смешанного типа (школа - детсад, школа - вуз);
- от современных технических средств обучения к информационным образовательным технологиям;
- от предметного узкого обучения к культурологическому образованию, способствующему формированию методологических знаний, мировоззрения, основанного на новом мироощущении, мировосприятии, миропонимании.
Проанализируем структуру и содержание образовательных программ для старшей профильной школы и определим для себя концепцию их построения [131]. Для классов гуманитарного профиля А.Н. Мансуров и Н.А. Мансуров составили программу, в которой дидактической единицей обучения физике служит физическая картина мира: механическая, электродинамическая, релятивистская, квантово-статистическая. В соответствии с выделенными картинами мира структурирован учебный материала по физике [101]. Такая структура позволяет проводить обучение на основе одной из картин мира, включая в обобщающие занятия элементы знаний, составляющих базис синергетической картины мира. Например, после изучения механической картины мира (МКМ) на обобщающем занятии можно раскрыть некоторые вопросы, решаемые современным направлением «нелинейной динамикой». При изучении механики учащиеся знакомились с понятием «механические колебания» и знают о существовании периодических колебаний, в связи с чем можно предложить ученикам ответить на вопрос: " В каком режиме работает сердце здорового человека?", обратив внимание учащихся на то, что работа сердца как открытой, неравновесной и нелинейной системы осуществляется в хаотическом режиме. Более того, экспериментально установлено, что строгая периодичность в работе сердца есть отклонение от нормы. Следовательно, колебания здорового человека являются непериодическими, а потому описывать их нельзя законами классической механики. Рассмотрим еще один пример включения понятий синергетики в образовательный процесс по физике. В авторской программе А.Н. Мансурова и Н.А. Мансурова, в учебном пособии этих авторов, в разделе «Квантово-статистическая картина мира» имеются параграфы, раскрывающие основные вопросы статистической физики на примере молекулярной физики и термодинамики. В этих разделах преимущественно рассматриваются процессы, происходящие в закрытых, равновесных, линейных системах, однако, обобщая знания, можно привести примеры неравновесных и открытых систем, подчиняющихся нелинейным законам (ячеистые структуры). Новые для учащихся сведения целесообразно включать в учебный процесс в канву исторического материала [55], акцентируя внимание на методологии научного познания вопросов синергетики. Это можно сделать на примере ячеек Бена-ра, раскрыв суть процесса самоорганизации. Конвекционные ячейки Бенаром были описаны в 1900 году, а в 1916 Релей предложил теоретическое обоснование этого явления.
Организация педагогического эксперимента, задачи, структура, критерии и показатели
Концепция педагогического исследования, включающая содержание, организацию, методику проведения и технологию обработки результатов исследования, базируется на работах СИ. Архангельского, Ю.К. Бабанского, В.П. Беспалько, Н.Н. Тулькибаевой, А.В.Усовой и др. [3;7; 16; 163; 166; 167]
Основная идея нашего исследования заключается в проверке результативности использования синергетического подхода в обучении физике учащихся старшей профильной школы. Этот подход предполагает реализацию четырех этапов проектирования деятельности учителя по реализации синер-гетических идей в содержании и структуре профильного физического образования: 1) осознание необходимости включения в школьное образование материала по синергетике, способствующего формированию нового мирови-дения, мироощущения, миропонимания; 2) поиск дидактических средств обучения учащихся старшей профильной школы; 3) разработка способов и форм обобщения знаний учащихся на основе эволюции физической картины мира от механической к синергетической; 4) разработка методики обобщения и систематизации знаний и умений учащихся старшей профильной школы на элективных курсах, раскрывающих идеи синергетики.
Опытно-экспериментальное исследование проводилось в четырех школах в период с 2002 по 2007 гг. Оно включало проведение констатирующего, поискового, обучающего и контрольного экспериментов. Они проводились в МОУ СОШ № 28, МОУ СОШ № 12 (Курчатовского р-на), МОУ гимназии № 10, МОУ лицее № 31 (Центрального р-на) г. Челябинска. В эксперименте принимали участие учителя физики высшей категории СИ. Догадина (гимназия № 10), М.А. Трифонов (лицей № 31), М.В. Челнокова (МОУ СОШ № 12), автор, а также учащиеся X - XI классов вышеназванных школ.
На первом этапе (2002-2003 учебный год) проводился констатирующий эксперимент, в задачи которого входило:
1. Изучение состояния проблемы развития профильного физического образования в старшей школе с целью выделения вариативных компонентов обучения (изучение правительственных документов, педагогической литературы и школьной образовательной практики; проведение педагогических наблюдений, бесед, анкетирование учащихся, учителей).
2. Определение уровней обученности по физике, развития учащихся перед началом педагогического эксперимента.
3. Методическое осмысление учебного материала курса физики старшей школы (структуры, содержания, границы применения законов, теории и т.д.).
4. Проведение исследований по изучению мотивации учения школьников, уровней самоорганизации и самообучения.
5. Разработка и апробация обобщающего занятия с использованием идей синергетики (расширение границ применения законов для систем неравновесных, открытых).
На втором этапе (2003 - 2004 гг.) педагогического эксперимента отрабатывались и корректировались основные идеи синергетики на занятиях элективного курса по эволюции физической картины мира. В задачу поискового эксперимента входило:
1. Разработка структуры и содержания программы элективного курса, реализующего идеи самоорганизации как в неживой, так и в живой системах.
2. Апробация нового курса с учащимися X - XI классов общеобразовательной школы № 28 (Курчатовского р-на).
3. Проверка влияния материала этого курса на развитие диалектического мышления учащихся на основе создания на занятиях ситуаций с диалектическими противоречиями.
4. Проверка качества усвоения некоторых синергетических понятий, составляющих основу нового мировидения.
На третьем этапе (2005-2006 учебный год) педагогического эксперимента (обучающем или формирующем) ставились следующие задачи:
1. Разработка и апробация обобщающих занятий по отдельным разделам курса физики старшей школы («Механика», «Молекулярная физика», «Электродинамика», «Квантовая физика») с включением основных вопросов синергетики в эти разделы курса.
2. Разработка проблемных вопросов и заданий для методологического осмысления идей синергетики в учебном материале разделов курса физики.
3. Разработка программы и содержания нового элективного курса «В поисках нового мировидения», включающего идеи эволюции физической картины мира от механической к синергетической.
4. Проведение занятий элективного курса в классах разного профиля: физико-математическом (лицей № 31 г. Челябинска); гуманитарном (гимназия № 10 г. Челябинска); общеобразовательном муниципальном учреждении (школа № 28 г. Челябинска).
На четвертом этапе (2006-2007 учебный год) педагогического эксперимента (контрольном) ставились задачи:
1. Проверка возможности включения вопросов синергетики в элективный курс предпрофильной подготовки для учащихся IX класса.
2. Выявление интереса школьников к проблемам синергетики, влияние си-нергетического подхода на развитие нового мировидения и миропонимания.
В ходе педагогического эксперимента на всех его этапах использовались следующие методы эмпирического исследования: опрос, анкетирование, наблюдение, тестирование, а также методы математической статистики для обработки результатов эксперимента.
