CC BY
83
УДК 372.853
Цатурян Армен Мишаевич
Кандидат педагогических наук, доцент кафедры физики Ванадзорского государственного педагогического института имени О. Туманяна, профессор Российской академии естествознания (РАЕ), директор спецшколы с углубленным изучением математике и естественных дисциплинам, evnka24@rambler.ru, Армения, Ванадзор
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЗНАНИЙ ПУТЕМ УСИЛЕНИЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ПРИ ПОВТОРЕНИИ КУРСА ФИЗИКИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ
Tsaturyan Armen Mishaevich
Candidate ofpedagogical sciences, Associate Professor of Physics ofVanadzor’s Teachers’ Training Institute after O. Tumanyan, professor of Russian Academy of Natural Sciences, headmaster ofVanadzor’s special school with in-depth education of mathematics and natural disciplines, evrika24@rambler.ru, Armenia, Vanadzor
RAISING OF THE QUALITY OF KNOWLEDGE THROUGH STRENGTHENING METHODOLOGICAL DIRECTION IN REVISING THE COURSE OF PHYSICS IN A SECONDARY SCHOOL
Известно, что эффективность и качество являются ключевыми параметрами, по которым судят об общественно-экономической значимости сферы образования. Но если эффективность обычно рассматривается как экономическая или экономико-управленческая категория, то понятие качества включает в себя и эффективность как оценочную категорию, и экономические, социальные, познавательные и культурные аспекты образования и поэтому воспринимается как всеобъемлющая интегральная характеристика образовательной деятельности, ее результатов.
Образование, как и любой процесс или результат деятельности человека, имеет определенное качество. Наиболее точным в концептуальном понимании является следующее определение качества образования: качество образования - это комплекс характеристик образовательного процесса, которые определяют последовательное и практически эффективное формирование компетентности и профессионального сознания.
В процессе обучения физике главная цель, стоящая перед преподавателем, - формирование у школьников физического мышления. Это очень сложная задача, и для ее осуществления кроме профессиональных навыков учитель должен иметь соответствующую методическую подготовку. Он должен четко представлять путь, который позволяет на разных уровнях обучения шаг за шагом формировать у школьников физическое мировоззрение. Процесс формирования системы знаний основывается на проведении параллелей между явлениями на различных уровнях. Это относится к вну-
трипредметным параллелям, которые отображают систему знаний в предмете обучения, а в дальнейшем, с развитием абстрактного мышления, дают возможность проводить межпредметные параллели [1, с. 184].
При изложении нового материала невозможно сразу достичь требуемого качества знаний по многим причинам. Прежде всего эти знания необходимо укрепить, что подразумевает раскрытие взаимосвязи между объективно существующими явлениями и процессами, осознание роли и места этого материала в физической науке и, наконец, формирование у учащихся навыков применения этих знаний при решении конкретных физических задач. А умение применять приобретенные знания свидетельствует об их качестве.
Учитель при изложении нового учебного материала, каждый раз применяя ранее пройденный материал, по существу осуществляет повторение, так как каждая изучаемая тема в той или иной мере содержит элементы ранее приобретенных знаний и навыков. С другой стороны, новый изучаемый материал позволяет более глубоко и всесторонне понять ранее изученный материал, тем самым обеспечивая обратную связь. В практике часто встречаются случаи, когда даже учащиеся с высокой успеваемостью в конце учебного года не запоминают пройденный за год материал, а если и запоминают, то в нем отсутствуют необходимая системность и глубина.
Для восстановления в памяти забытого учебного материала требуется определенное время. Но дело не в том, чтобы ученик механически воспроизводил прошедший ранее материал, то есть формулировал разные правила, понятия, законы, писал соответствующие формулы, описывал физические явления и процессы, а главное, чтобы он с помощью этих знаний мог делать правильные логические рассуждения при рассмотрении новых явлений и процессов, а также применять эти знания при решении конкретных задач.
Из вышеуказанного следует, что повторение в любом его проявлении должно включать в себе элементы нового. Классики педагогики неоднократно упоминали о значении систематического и хорошо организованного повторения. При повторении физические теории приобретают новое дидактическое значение. Они становятся способом обобщения экспериментальных фактов и знаний.
В процессе повторения важнейшее место отводится межпредметным и внутрипредметным связям. К примеру, если в процессе обучения какому-либо физическому материалу математический аппарат применяется настолько, насколько он известен ученикам из курса математики, то, возвращаясь к повторению этого же самого физического материала, учитель имеет возможность представить его посредством использования математического аппарата, изученного ко времени повторения, тем самым придавая познанию физического материала глубину и целостность.
Говоря о межпредметных связях физики и математики в процессе повторения, необходимо отметить, что до сих пор они глубоко не изучены.
То же самое касается и внутрипредметных связей. Имеется необходимость исследовать пути, которые позволяют в процессе повторения обобщать и сис-
тематизировать изученный в разное время материал по физике, что вносит свой вклад в дело хорошего осмысления связей и закономерностей и разгрузки памяти учащихся. Для того, чтобы делать рациональные рассуждения о задачах совершенствования организации повторения курса физики в средней школе, необходимо иметь целостное представление о повторении как одной из главных составляющих обучения. Для этого необходимо уточнить роль и место повторения в контексте всего процесса преподавания, его задачи, функции, возможные формы организации, а также ожидаемые результаты.
Все рассуждения приводят к мысли о необходимости организации обобщающего повторения и включения его в учебную программу. Такая попытка на практике уже существует.
Согласно критериям среднего образования Республики Армении, во II полугодии выпускного класса старшей школы предусмотрено повторение пройденного курса по экзаменационным предметам, проведение индивидуальных и групповых консультаций, а также проведение экзаменов. Большое значение придается процессу повторения как средству укрепления пройденного учебного материала, с помощью которого можно окончательно обеспечить эффективность обучения. Когда говорится о важности процесса повторения, в первую очередь имеется ввиду та важнейшая дидактическая роль, которую оно может играть для повышения качества знаний учащихся.
В настоящее время в Армении действует 12-летняя образовательная система. В этой системе старшая школа включает в себе три класса (X, XI, XII).
Согласно учебному плану по физике, для углубленных классов отведено 578 учебных часов (X - 136 ч., XI - 170 ч., XII - 272 ч.), при этом для обобщающего повторения предусмотрено все II полугодие XII класса, что составляет 136 часов или около 24% всех часов. Следовательно, в среднем на каждые 4 часа приходится один час повторения. А для классов общего потока отведено 306 часов (X - 102 ч., XI - 102 ч., XII - 102 ч.). Из них 56 часов или около 18% всех часов предусматривается для обобщающего повторения.
Количество часов, отведенных для обобщающего повторения, уже говорит о важности, которая придается этой составной части учебного процесса.
Это означает, что возникла необходимость разработать продуктивную учебно-методическую систему организации повторения курса физики. Нам представляется, что принципиально новая система повторения материала, изученного в курсе физики средней школы, будет ориентирована на применение этого материала для анализа конкретных физических явлений. При этом и реализуется принцип «лучшее повторение - это применение». Основными характеристиками системы являются:
а) Разработка физической и математической моделей изучаемых явлений и процессов;
б) Использование общих методологических принципов физики при анализе явлений и процессов;
в) Соответствие между качественными методами исследования математических моделей и вычислительным экспериментом;
г) Ориентация на развитие мышления учащихся и повышение уровня физического понимания законов природы и их проявления в конкретных условиях;
д) Развитие научно значимых элементов умения математического моделирования реальных явлений природы как новой методологии научного исследования.
Новая учебно-методическая система призвана также помочь в проведении профессиональной ориентации выпускников средней школы, выявляя лиц, способных и склонных к исследовательской деятельности в области математики и естественных наук.
Для решения задачи формирования системы знаний у учащихся необходима их генерализация - объединение всех изучаемых вопросов вокруг важнейших физических законов и теорий. Очевидно, что повторение в разных формах его проявления (эпизодическое, полугодовое, годовое) дает более широкие возможности для сопоставления знаний, полученных в разные периоды обучения, для проведения важных обобщений, для систематизации знаний учащихся и, в конце концов, для формирования у них элементов физического мышления.
Если повторение, в узком смысле слова, укрепляет пройденный материал, так как учащиеся усваивают сравнительно мало нового, то систематизация знаний характеризуется активной познавательной деятельностью. Данный вид учебной работы содержит в себе элементы нового. Следовательно, повторение необходимо не просто для фиксации пройденного материала в памяти, а также для уточнения и усовершенствования знаний и навыков, для проверки приобретенных знаний и исправления допущенных ошибок. Кроме того, повторение позволяет выявить или создать единицы учебного материала, а также связь между ними и предыдущим опытом учащихся. Первый из этих результатов приводит к уменьшению объема информации, содержащейся в учебном материале, а второй - к ее укреплению и осмыслению [2, с. 136].
Известно, что вслед за получением информации следует фаза забывания. Она подвергается специальной обработке разными механизмами памяти. Тем не менее, материал необходимо выучить так, чтобы он долгое время сохранился в памяти, а еще лучше - навсегда. Для этого нужно «послать» его в долговременную память. «. . . Убеждение и знание только тогда и можно считать истинным, - писал Н. А. Добролюбов, - когда оно проникло внутрь человека, слилось с его чувством и волею, присутствует в нем постоянно, даже бессознательно, когда он вовсе о том и не думает» [3, с. 443].
Таким образом, в процессе заучивания материала повторение играет двоякую роль. В первую очередь, оно приводит к сгущению (уменьшению) объема информации и к ее накоплению в структуре предыдущего опыта учащегося. С другой стороны, повторение позволяет получить сведения о степени усвоения материала. Необходимо отметить, что физические знания - не независимые друг от друга факты, чтобы было возможно их от-
рывочно и поочередно усвоить. Это всегда элементы определенной теории, следовательно, они систематизированы и предполагают определенное подчинение понятий. Мастерство учителя проявляется в том, чтобы он имел широкий охват познавательной и методической подготовки и преподнесенные ученику сведения осмыслил в более широком контексте знаний. Благодаря этому учитель видит путь, который должен пройти ученик, и может его познавательное развитие направить по правильному руслу.
Естественно, при отборе материала для повторения невозможно включать весь пройденный материал и придется каким-то образом его сократить. Причем это необходимо делать так, чтобы в итоге сократился лишь объем, а в сущности весь содержательный материал сохранился. По существу, при повторении мы должны построить некую модель ранее изученного учебного материала, и подобно тому, как образование рассматривается как учебная модель науки [4, с. 27], можно применительно к повторению утверждать, что оно в свою очередь является обобщающей моделью обучения. В частности, повторение курса физики можно рассматривать как обобщающую модель обучения физике.
В физике для повторения необходимо выбрать такой материал, который в наибольшей мере даст возможность генерализовать его содержание на основе фундаментальных теорий, законов, понятий, а также методологических принципов физики, так как генерализация учебного материала позволяет видеть иерархию его структурных компонентов, а также установить их наиболее оптимальную для изучения последовательность. Выделение главного и второстепенного в учебном материале облегчает учебный процесс, позволяет генерализовать соответствующим образом знания школьников, что способствует формированию их научного мышления. Опыт преподавания и теоретические разработки привели к убеждению, что для большей эффективности необходимо в процессе повторения шире использовать аналогию физических явлений, абстрактные модели, математические формулы, графики, таблицы.
С другой стороны, при выборе материала акцент делается на то, чтобы материал, подлежащий повторению, своим содержанием давал максимальную возможность в течение короткого времени решить вопрос систематизации знаний школьников, и, бесспорно, как таковой необходимо рассматривать не только частные, но и всеобщие законы, поскольку добиться последовательного решения одной из главных мировоззренческих задач обучения - формирования целостной физической картины мира, на уровне конкретных физических законов невозможно. Ученик может в совершенстве усвоить один раздел физики и быть беспомощным в других. Повторение всеобщих физических законов позволяет более четко, но не в полной мере, проявлять единство физики как целостной науки о природе. Например, понятие энергии - общее для всей физики, но формы ее выдвижения в каждом разделе специфичны. В механике речь идет о механической (кинетической и потенциальной) энергии, в термодинамике - о внутренней энергии систе-
мы, в электродинамике - об энергии электрического и магнитного полей и т. д. Достигнутые в рамках отдельных теорий фундаментальные законы обладают завершенностью и надежностью в познавательной деятельности; в будущем они могут обобщаться на основании более глубоких методологических принципов физики [5, с. 204].
Такие методологические принципы, как принцип наблюдаемости, объяснения, толерантности, простоты, математизации, единства физической картины мира, симметрий, сохранения, соответствия, относительности, дополнительности, элементарности, в процессе повторения могут использоваться для всего курса обучения, тем самым систематизируя знания с одной стороны и облегчая их восприятие и запоминание - с другой. При этом содержание курса от чисто информационного смещается в сторону методологического [6, с. 6].
Все большее значение приобретает систематизация учебного материала на основе стержневых идей, которые пронизывают различные темы одного раздела (или разные разделы) курса физики. В качестве стержневых идей используются фундаментальные понятия (такие, как масса, импульс, энергия) и законы сохранения (импульса, энергии, электрического заряда).
Изложение учебного материала, построенного на основе стержневых идей, облегчает «работу» памяти и дает простор творческой мысли учащихся [7, с. 8].
Вышеизложенные рассуждения приводят к убеждению, что продуктивным может быть применение тех методов организации повторения, которые опираются на методологию физики, включающую три уровня степени общности научного познания: уровень конкретных физических законов; уровень фундаментальных физических законов; уровень методологических принципов физики. При этом мы исходим из того, что для изучающего физику ценность представляют не только и даже не столько конкретноонтологические знания, очерчивающие контуры физической картины мира, сколько способы добывания этих знаний, опирающиеся на соответствующие уровни методологии базисной науки.
Дело в том, что физика выступает как методологически целостная наука в спектре естествознания, так как в ее основе лежит система методологических принципов, которые выходят на общенаучный уровень методологии и выступают в качестве системообразующих элементов, обеспечивающих системность теоретических знаний, их внутреннее развитие и стремление к общности. Вероятно, что именно на их основе возможно осуществить вну-трипредметную и межпредметную интеграцию естественно-научного образования в средней школе. К этому приводит также изучение дидактического значения процесса повторения педагогическо-психологического анализа.
При повторении, когда появляется возможность рассматривать вопросы, с которыми учащиеся сталкивались и при обучении «классической» и «современной» физики, можно сделать шаг к осуществлению одного из требований принципа научности: школьную физику в возможной степени
приблизить к современной физической науке. Учащиеся должны видеть тесную связь современных и традиционных разделов физической науки. Например, какие черты классического способа описания физических явлений делают его неприменимым к микрообъектам и где проходит граница применимости представлений классической физики. Абстракции, лежащие в основе классической физики: абсолютизация понятия физического процесса и детализация описания физических явлений (классический детерминизм), и возможность их использования при анализе конкретных явлений как раз определяют применимость классического способа описания [8].
Опыт работы показывает, что проблема применения методов научного познания в учебном процессе заключается в том, что познавательная учебная деятельность значительно ограничена временными рамками. С другой стороны, время, необходимое для осознания учащимися новых понятий, идей и научных методов, существенно больше отводимого на их изучение учебного времени.
Поэтому эффективно организованное повторение курса физики с помощью определенных форм может приблизить учащихся к необходимому уровню понимания физики. Речь идет о вооружении учащихся знанием методологических принципов физики и умением сознательного использования их предписаний.
Одним из подходов к выбору материала и последовательности его изложения может быть следующий. Известно, что в курсе физики учащиеся в разных разделах встречают одни и те же понятия, величины, законы, а также принципы методологического характера (аналогии, суперпозиции, симметрии и т. д.). При повторении, группируя и изучая их одновременно, представляется хорошая возможность не только показать их проявление при рассмотрении разных физических явлений и процессов, но и с новой точки зрения подойти к их изучению, а именно, по-новому подойти к количественным и качественным методам изучения. Действительно, с одной стороны уже можно ранее изученный математический аппарат полностью применить при повторении материала, а с другой стороны - шире использовать качественные методы исследования, высшей формой которых являются методологические принципы физики.
Вышеуказанное особо проявляется при решении физических задач, когда наряду с традиционными решениями используются качественные методы, при этом избегая сложных математических выкладок. При этом и реализуется методологический принцип толерантности [9].
Когда говорим, что повторение реализуется через широкое применение ранее приобретенных знаний, мы понимаем не только усиление практической направленности изучаемого материала и умение применять эти знания в конкретных случаях, но и конкурентноспособность на выпускных и вступительных экзаменах и других конкурсах.
В настоящее время в методике преподавания есть необходимость подробного изучения процесса повторения и возможных форм проявления ме-
тодологических принципов в этом процессе, которые позволят решить важные дидактические задачи и добиться продуктивного решения задач, обеспечивающих формирование физического мышления.
Одним из способов повышения эффективности повторения может служить рассмотрение таких физических задач, решение которых предполагает применение учащимися знаний из разных разделов физики.
А более интересным и привлекательным оказывается рассмотрение таких задач, решение которых можно завершить качественными методами исследования, без применения законов физики и сложных математических формул. В них явно раскрывается «изящность» качественных методов исследования.
Поэтому, помимо развития конкретных умений математического моделирования, такие задачи являются особо эффективными в развитии методологических знаний учащихся, демонстрируя единство методов и подходов физики при анализе явлений различной природы [10, с. 89].
Существуют много цикл задач, при решении которых «. . . ярко проявляются способности учащихся с различными типами мышления-конкретно-образного или формально-логического». Этому особенно способствуют творческие задачи, допускающие различные подходы к решению на надежной методологической основе. Особенно перспективной представляется идея цикл задач, иллюстрирующих определенные компоненты деятельности при математическом моделировании, причем в цикл, иллюстрирующий какой-то определенный компонент, входят из разных разделов и тем курса [10, с. 88]». Обучение основам математического моделирования при изучении физики подразумевает не просто усвоение определенных правил и способов действия, а именно развитие своеобразного стиля мышления, отличного от того, который формировался при классическом подходе к изучению физики. В ряде случаев приходится сознательно идти на возможность появления «^запрограммированных» парадоксов при решении задач, возникших при неконтролируемом выходов за рамки справедливости модели [11, с. 57].
Итак, повторение - важный компонент процесса обучения физике, и его необходимо включить в школьную учебную программу. Его эффективность во многом зависит от выбора материала, важности, придаваемой тем или иным идеям и теориям, методического подхода к его проведению и т. д. Качество знаний учащихся при повторении можно существенно повысить, если его реализовать через применение знаний при решении конкретных задач, при этом усиливая методологическую направленность преподавания.
Библиографический список
1. Крутецкий, В. А. Основы педагогической психологии. [Текст] / В. А. Кру-тецкий,-М.: Педагогика, 1976. - С. 184-185.
2. Цатурян, А. М. Осуществление межпредметных связей физики и математики в процессе повторения курса физики [Текст] / А. М. Цатурян, С. М. Парсаданян, А. Г. Аракелян// Мхитар Гош. - № 1. - Ванадзор, 2007. — с. 136-138.
3. Парыгин, Б. Д. Социальная психология: [Текст] Учеб. пособие. / Б. Д. Па-рыгин - СПб.: СПбГУП, 2003. - 616 с.
4. Кондратьев, А. С. Физическое образование как учебная модель науки — Тезисы докладов Международной конференции ФССО - 97. [Текст] / А. С. Кондратьев, // - Волгоград, 1997. - С. 27-28.
5. Цатурян, А. М. Совершенствование повторения курса физики в средней школе [Текст] / А. М. Цатурян, С. М. Иарсаданян, В. А. Саркисян // Физика в школе и вузе: Международный сборник научных статей. - Выпуск 10. - СПб.: Изд-во БРАН, 2009.-с. 200-205.
6. Кондратьев, А. С. Современные технологии обучения физике [Текст]: Учебное пособие. / А. С. Кондратьев, Н. А. Прияткин - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2006. - 342 с.
7. Совершенствование преподавания физики в средней школе социалистических стран: кн. для учителя [Текст] / X. Бинешек, Я. Варга, М. Вюншман и др. ; Под ред. В. Г. Разумовского. - М.: Просвещение, 1985. - 256 с.
8. Фок, В. А. Квантовая физика и строение материи. [Текст] / В. А. Фок, Изд-во ЛГУ, 1965.
9. Цатурян, А. М. Проявление методологического принципа толерантности при решении физических задач [Текст] // Физика в школе и вузе. Международный сборник научных статей, вып. 12 - СПб.: Изд-во библиотеки Российской академии наук (БРАН), 2010.-С. 134-139.
10. Кондратьев, А. С. Физические задачи и математическое моделирование реальных процессов [Текст]: учебно-методическое пособие для учителя. / А. С. Кондратьев, М. Э. Филиппов. СПб.: Изд-во РГПУ им А. И. Герцена, 2001. - 111 с.
11. Кондратьев, А. С. Парадоксальные черты физического мышления. [Текст] / А. С. Кондратьев, Е. В. Ситнова Изд-во Ивановского государственного университета, 2010.-341 с.
