CC BY
11
Scientific journal PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Закалюжний В.М. Про оновлення прикладного компоненту зм/'сту загально}' ф1зично1 oceimu // Ф1зико-математична oceima : науковий журнал. - 2017. - Випуск 1(11). - С. 48-51.
Zakalyuzhnyy V. Update On Applied Component Content General Physical Education // Physical and Mathematical Education : scientific journal. - 2017. - Issue 1(11). - Р. 48-51.
УДК 372.853
В.М. Закалюжний
На^ональний педагогiчний ун'верситет iменi М.П. Драгоманова, Украина
zakv@ukr.net
ПРО ОНОВЛЕННЯ ПРИКЛАДНОГО КОМПОНЕНТУ ЗМ1СТУ ЗАГАЛЬНОТ Ф1ЗИЧНОТ ОСВ1ТИ
Анотац'я. Система осв/'ти мае виконувати со^альне замовлення суспльства. Суспльство XXI столiття ув'шшло в нову, пост'ндустр'альну фазу свого розвитку i вимагае адекватнихзм'ш в загальнй осв'т'!.
На сьогоднiшнiй день велик надП в контекст'1 здйснення осв'тшх реформ пов'язуються iз запровадженням в уахосв'тшхгалузяхкомпетентшсно орiентованого пдходу, головною iдееюякого еп/'дготовкамолод'1 до новихролей у сучасному суспльствi, гуманiзацiя та посилення практичноiспрямованост'1 осв'ти.
Одним iз важливих напрямк'в реформування загальноi фiзичноi освти е удосконалення прикладного компоненту зм/'сту шкльного курсу ф'!зики.
У статт'1 на приклад'1 теми „Електромагштш хвилi":
- зд'шснено анал'1з в'дпов'дних роздiлiв дiючоi програми та п'дручник'в з фiзики для старшоi школи та обгрунтовано необх'дн'сть /х осучаснення;
- запропоновано: узагальнений п'дх'д до вивченням принципiв передачi iнформацii на в'дстань за допомогою електромагштних хвиль та вивчення принципiв глобальних систем навiгацii;
- запропоновано новий п'дх'д до вивчення основ сучасного телебачення;
- обфунтовано низку зм'ш до програми теми „Електричний струм у натвпров'дниках".
Також у статт'1 акцентовано увагу на необх'дност'! широкого використання дидактичних функ^й прикладного компоненту зм/'сту у навчальному процеа з ф'зики.
Ключов! слова: освтня реформа, компетентшсний п'дх'д, оновлення зм/'сту, електромагштн'! хвилi, нап'впров'дники.
Одыею з вимог, що стоять перед системою ocBi™ е вщповщысть розвитку сусптьства, науки, культури i особистосп. 1ншими словами, система освти мае вщповщати вимогам часу.
Сусптьство XXI столптя увмшло в нову, поспндус^альну фазу свого розвитку i зп^кнулося з низкою освiтнiх проблем:
По-перше, ринок прац швидко змЫюеться: професи, як ще донедавна були затребуваними, втратили свою актуальшсть. Але, з'явилися новi знання, новi технологи i, вщповщно, новi професи. Система освiти мае адекватно реагувати на u,i змЫи.
По-друге, роботодавц хочуть мати пра^вниюв, ям б, ^м спе^ально''' пщготовки, мали широкий свтогляд, та були здатн до самоосвти. Випускник професшного навчального закладу мае бути фахiвцем у певнш вузьюй галуз^ але, одночасно, мати належну базу для профеайного маневру i бути готовим, при потреб^ кардинально змшити свою професю Основи майбутньо'' професшно''' „гнучкосп" фахiвцiв мають бути закладен загальноосвтьою школою.
По-трете, навпъ найдосконалш теоретичн знання випускника навчального закладу не гарантують устшносп його подальшо' кар'ери. ^м знань, необхщна готовшсть до 'х застосування при виршены практичних проблем, якi неминуче виникають не лише у професiйнiй дiяльностi, а й у повсякденнк У звязку з цим стае надзвичайно важливою освiтньою проблемою формування в учыв узагальнених умiнь щодо розв'язання тзнавальних, дослiдниuьких та конструкторських задач.
Зазначимо, що на сьогодншый день велим надп в планi вирiшенням означених вище проблем пов'язуються iз запровадженням в уах освп>их галузях компетентысно орiентованого пiдходу, головна iдея якого полягае в гумаызацп, посиленнi практично' спрямованост загально' освiти та тдготовц молодi до активного життя в умовах сучасного високотехнолопчного, iнформатичного сусптьства.
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
Усе вищесказане стосуеться шкiльноí фiзики, яка поступово починае реагувати на освiтнi запити суспiльства. Зокрема, у вступшй частинi новоí програми з фiзики для загальноосвiтнiх навчальних закладiв зазначено, що головна мета навчання фiзики в середнiй школi полягае в розвитку особистосп, становленнi наукового свтэгляду й вiдповiдного стилю мислення, формуванн ключових, науково-природничоí та предметно'!' компетентностей учнiв засобами фiзики як навчального предмета [3].
Отже, наразi перед системою шктьно' фiзичноí освти постала низка проблем, якi потребують нагального вирiшення: удосконалення навчальних програм, створення нових пщручниюв, пошук нових та ефективнших методiв та засобiв навчання тощо. У цьому контекст однiею iз найбiльш суперечливих е проблема оновлення змiсту курсу фiзики загальноосвiтньоí школи. Слiд зазначити, що теоретичне ядро шктьно' фiзики вже багато роюв залишаеться незмiнним ^ як правило, не викликае нартань. Складнiше справа полягае з прикладним компонентом змкту. Бiльшiсть учених-методиспв та учителiв-практикiв погоджуються з думкою про необхщысть його осучаснення, але при цьому зауважують про катастрофiчний дефiцит навчального часу, якого не вистачае для повноцшного вивчення, навгть, теоретичного матерiалу.
Однак, неможливо ^норувати той факт, що соцiальне замовлення на вивчення прикладних аспектiв фiзики в загальноосвiтнiх навчальних закладах кнуе i, вiдповiдно, iснуе неабиякий штерес учнiв до навчального матерiалу прикладного спрямування.
Анкетування старшокласникiв ряду шкiл м. Жжина та Нiжинського району Чернiгiвськоí област показало, що теоретичними аспектами фiзики в класах, де вивчаеться фiзика на рiвнi стандарту цiкавиться, у середньому, один-два учн iз ста, тодi як прикладними - вщ 20% до 50% учнiв. У класах природничого, математичного та фiзико-математичного профЫв цi цифри вiдповiдно 5-10% та 50-80%. Отже, прикладний компонент змкту шкiльного курсу фiзики, у цтому, для учнiв старших клаав значно привабливiший, нiж теоретичний. Ще один важливий факт: найчастiше старшокласники виявляють бажання дiзнатися щось нове про двигуни внутршнього згорання, електромобЫ, про цифрову фотографiю та сучасне телебачення, про смартфони та планшети, ноутбуки та роутери тощо.
Такий результат анкетування цтком очiкуваний: в ус часи молодь найбiльше цтавилася новими i перспективними напрямками фiзичноí науки, а також практичними вттеннями м досягнень, якi безпосередньо впливають на якiсть повсякденного життя.
Природно, що за таких умов методика фiзики як педагопчна наука мае адекватно реагувати на освггш запити молодо оновлюючи змiст шкiльного курсу фiзики та пропонуючи педагогам-практикам шляхи ефективного використання педагопчних можливостей прикладного компоненту змiсту курсу фiзики загальноосвггньоТ школи.
У цiлому загальнодидактичнi функцп прикладного компоненту змiсту шкiльноí фiзики такi:
• свiтоглядна;
• методолопчна;
• iнтегративна;
• мотивацiйна;
• розвивальна;
• виховна;
• соцюкультурна;
• iнформацiйно-довiдкова [1].
Насктьки цi функцп можуть бути реалiзованi в реальному навчальному процесi значною мiрою залежить в^д якостi добору прикладного компонента змкту курсу фiзики загальноосвiтньоí школи, зокрема, вiд його актуальносп.
Проведений нами логiчно-структурний аналiз дiючоí програми загальноосвiтньоí школи з фiзики та найбiльш поширених пщручниюв дав можливiсть виявити в них низку недолЫв, пов'язаних з необхщшстю удосконалення прикладного компонента змiсту, оновлення науково-технiчноí iнформацií та пiдходiв до и використання у навчальному процесi [4, 5, 6, 7].
Цей висновок стосуеться, перш за все, тих роздЫв та тем, як мають вщображати стан сучасноí фiзичноí науки та и вплив на розвиток людського сусптьства.
Для прикладу, розглянемо iз задекларованих позицiй особливост вивчення теми „Електромагнпн хвилГ', яка вивчаеться в 11 клаа.
У д^чм профiльнiй програмi в межах теми вивчаються таю питання:
Утворення й поширення електромагштних хвиль. Ппотеза Дж. Максвелла. Досл'ди Г. Герца. Швидк'!сть
поширення, довжина / частота електромагштно)' хвил'1. Ефект Х. Доплера. Шкала електромагштних хвиль.
Властивост'1 електромагштних хвиль р'зних д'шпазошв частот. Електромагштш хвил'1 в природi / технiцi.
Принцип дИ радiотелефонного та стльникового зв'язку. Рад'юмовлення i телебачення. Радюлокац/'я.
Стльниковий зв'язок. Супутникове телебачення [4].
Стосовно теоретичних питань теми, сумнiвiв щодо (х доцтьносп та послщовносп вивчення не виникае. Але, звернемо увагу на приклады аспекти теми. Зпдно дiючоí програми, як i 50 роюв тому, основи радюзв'язку та основи телебачення розглядаються як окрем^ хоч i пов'язан мiж собою, приклади використання електромагштних хвиль для перенесення Ыформацм рiзного виду на вщстань. Вiдповiдно до обраного пщходу, спочатку розглядаються принципи телеграфного та телефонного радюзв'язку, радюлокащя, а вже по™, основи телебачення, що, очевидно, обумовлено вимогою дидактичного принципу наступност у навчаны. Автори програми, керуючись усталеними пщходами, традицiйно передбачають вивчення принципу дм електронно-променевоí трубки в темi „Електричний струм", що дае можливкть без зайвих витрат часу з'ясувати принципи дм осцилоскопа, а по™ i телевiзiйного приймача.
Така структура програми добре вщпрацьована i вже багато рокiв е незмЫною. Вiдповiдно, пiдручники мiстять у рiзних обсягах необхiдну iнформацiю для навчання за д^чою програмою [ 4, 5, 7].
Однак, за останн два десятилптя вiдбулися icTOTHi змЫи в технолопях передавання шформацп на вщстань, у nepeTBopeHHi зображень на електричн сигнали та електричних cигналiв на зображення, аналоговi види комунтацп швидко втрачають cвоí позицп перед цифровими, якi, в свою чергу, с^мко розвиваються, з'явилися новi навiгацiйнi системи на оcновi використання електромагнiтних хвиль, як забезпечують надвисоку точнicть визначення координат та параметрiв руху об'ектв тощо.
Враховуючи зростаючий вплив сучасних систем комунтацп та iнформацiйних технологш на розвиток цивiлiзацiйних процеciв, провщною прикладною iдеeю теми „Електромагыты хвилГ', на наше переконання, повинна стати не сшьки iдея можливоcтi передачi iнформацií рiзного виду (аудiо, вщео, службово(), як iдея едностiпринцип1в передачi будь-яко7 ¡нформацИ на в1дстань за допомогою електромагштних хвиль.
Радюзв'язок, телефонний мапстральний (кабельний та радiорелейний), супутниковий та сттьниковий, телебачення, повиннi розглядатися не як окремi феномени, а як приклади рiзного технологiчного впровадження единих фiзичних принципiв перенесення iнформацií на вщстань за допомогою електромагнiтних хвиль, незалежно вщ середовища íх поширення та виду iнформацií.
Цi принципи можна пояснити на оcновi такоí схеми (рис. 1):
Рис. 1.
В цм схемi чотири основы елементи: генератор електромагштних коливань високоí частоти, пристрiй для перетворення корисноí iнформацií на електричний и аналог, модулятор та пщсилювач модульованих коливань високоí частоти. Усi способи перенесення Ыформацп на вiдстань за допомогою електромагштних хвиль принципово вiдразняються лише способами перетворення шформацп на послщовысть електричних сигналiв, видом модуляцií та технолопею íí реалiзацií.
Оскiльки в сучасних засобах комунтацм превалюють цифровi технологií обробки iнформацií, шкiльний курс фiзики мае ознайомити учнiв з принципами та фiзичними основами саме цих процеав.
Нажаль, ця щея знайшла часткове вiдображення лише у пщручнику [5], тодi як, перш за все, вона мае бути вттеною в навчальних програмах.
У цтому, програма теми „Електромагнпн хвилГ' може бути такою:
Утворення й поширення електромагштних хвиль. Ппотеза Дж. Максвелла. Досл'ди Г. Герца. Швидк'!сть поширення, довжина /' частота електромагштно7 хвил'1. Шкала електромагштних хвиль. Властивост'1 електромагштних хвиль р'!зних д'юпазошв частот. Електромагштш хвил'1 в природi /' технiцi. Принципи передавання '¡нформацИ на в'дстань за допомогою електромагштних хвиль. Радо та телебачення. Стльниковий та супутниковий зв'язок. Рад'юлокац'я. Ефект Х. Доплера. Глобальнi нав'гац'шш системи.
Щодо останнього питання теми, то воно е одним iз найбтьш затребуваних у середовиш^ старшокласни^в. Навкацшними системами користуються мтьйони людей, а розум^ть принципи íхньоí дм лише одиницГ
Очевидно, що для належного вивчення деяких прикладних питань теми „Електромагыты хвилГ на сучасному р^вн^, змiн потребуе також програма теми „Електричний струм у натвпровщниках".
Наразi в н^й розглядаються такi питання:
Електропров'дшсть напiвпровiдникiв та 77види. Власна /' дом'шкова провiдностiнапiвпровiдникiв. Електронно-дiрковий перех'д: його властивост'1 i застосування. Напiвпровiдниковий дод. Транзистор. Напiвпровiдниковi прилади та 7х застосування.
Фiзичнiоснови обчислювально7технки. Iнтегральнiм'кросхеми [4].
Перш за все, слщ зауважити, що уведення в програму загальноосвiтньоí школи вивчення фiзичних основ обчислювальноí технти н теоретично, ж методично не обфунтоване. По-перше, щоб учителевi пояснити, а учням зрозумiти i засвоíти принципи та способи реалiзацií логiчних елеметчв, компараторiв, пiдсилювачiв сигналiв тощо, учням потрiбнi значно глибшi попереднi знання про д^ напiвпровiдникових приладiв в рiзних режимах, нiж може забезпечити д^ча програма з фiзики. По-друге, за т години, що вщводяться програмою на вивчення фiзики натвпровщниюв, таке завдання виконати, в принцип^ неможливо. Висновок очевидний: вивчення основ електронно-обчислювальноí технiки можна планувати х^ба що в межах факультативiв чи спецкурав.
Стосовно забезпечення вивчення фiзичних основ телебачення, то в темi „Електричний струм у напiвпровiдниках" доцтьно: по-перше, хоча б на феноменолопчному рiвнi, з'ясувати суть явища внутршнього фотоефекту та сучаснi способи перетворення зображення об'екта на електричний його аналог, тобто, розглянути принципи дм найпроспших свiтлочутливих матриць; по-друге, розглянути принципи цифровоí фотографп.
У цтому, послщовжсть вивчення навчального матерiалу теми „Електричний струм у натвпровщниках" може бути
такою:
Електропров'дшсть напiвпровiдникiв та 77види. Власна / дом'шкова провiдностi напiвпровiдникiв. Електронно-дiрковий перех'д: його властивост'1 i застосування. Наniвnровiдниковий д'юд. Транзистор. Внутршнш фотоефект.
HanienpoeidHUKoei прилади та Ух застосування (фотодод, свтлодод, фотоелементи, транзистор). Цифрова фотограф'т.
Ознайомлення учыв з основами цифрово! фотографм в TeMi „Електричний струм у натвпровщниках" дае пщГрунтя для вивчення основ дiйсно сучасного телебачення. Враховуючи те, що принципи дм рiдкокристалiчних монiторiв учням вже вiдомi з молекулярно! фiзики, учитель мае можливкть системно i доступно пояснити основы особливост пeрeдачi на вщстань рухомих зображень за допомогою eлeктромагнiтних хвиль.
Очевидно, що не лише змкт розглянутих тут тем потребуе оновлення. Висом темпи розвитку та зростаючий вплив рiзноманiтних напряммв прикладно! фiзики на усi сфери жи^п^яльносп людини вимагають вiд педагопв перманентного удосконалення прикладного компоненту змкту усiх роздiлiв курсу фiзики загальноосвтьо! школи.
На даний час вже е певний позитивний досвщ викладання фiзики в рядi загальноосвiтнiх закладiв мiста Нiжина з урахуванням представлених автором напрацювань, що дае пщстави стверджувати про !х eфeктивнiсть i, вiдповiдно, про доцiльнiсть уведення пропонованих вище змiн до навчально! програми та до пщручнимв фiзики.
Список використаних джерел
1. Закалюжний В.М. Прикладний компонент зм^у курсу фiзики загальноосвтьо! школи та його дидактичн функцм / В.М. Закалюжний // Науковий часопис НПУ iмeнi М.П. Драгоманова, сeрiя 5. - Ки!в, 2015. - Випуск 50. - С. 52-58.
2. Фiзика 7-9 класи. Навчальна програма для загальноосвп>лх навчальних закладiв ( затверджено наказом МОН Укра!ни вiд 29.05.2015) http://mon.gov.ua/activity/education/zagalnaserednya/navchalniprogramy.html
3. Програма для загальноосвп>лх навчальних закладiв. Фiзика 10-11 класи. Профтьний рiвeнь. Режим доступу: http://osvita.ua/school/program/30993/
4. Фiзика, 11кл.: Пiдр. для загальноосв. навч. закл / £.В. Коршак, О.1. Ляшенко, В.Ф. Савченко. - К.; 1ртнь: ВТФ „Перун", 2004. - 288 с.
5. Фiзика. Акадeмiчний рiвeнь. 10 клас [Текст] : пщруч. для загальноосвiт. навч. закл. / В. Г. Бар'яхтар, Ф. Я. Божинова. -Х. : Ранок, 2010. - 256 с.
6. Фiзика. 11 клас. Акадeмiчний рiвeнь. Профтьний рiвeнь. Пщручник для загальноосвп-. навч. закл./ В.Г. Бар'яхтар, Ф.Я. Божинова, М.М. ЮрюхЦ О.О. ЮрюхЫа. - Х. : Ранок, 2011. - 320 с.
References
1. Zakaliuzhnyi V.M. Applied Physics course content component of a comprehensive school and its didactic function /V.M. Zakaliuzhnyi // Naukovyi chasopys NPU imeni M.P. Drahomanova, seriia 5. - Kyiv, 2015. - Vypusk 50. - S. 52-58. (in Ukrainian)
2. Fizyka 7-9 klasy. Navchalna prohrama dlia zahalnoosvitnikh navchalnykh zakladiv (zatverdzheno nakazom MON Ukrainy vid 29.05.2015)/ Physics Grades 7-9. The curriculum for secondary schools (approved by MES of Ukraine of 29.05.2015)/ http://mon.gov.ua/activity/education/zagalnaserednya/navchalniprogramy.html (in Ukrainian)
3. Prohrama dlia zahalnoosvitnikh navchalnykh zakladiv. Fizyka 10-11 klasy. Profilnyi riven./The program for secondary schools. Physics. Grades 10-11. The profile level./ Rezhym dostupu: http://osvita.ua/school/program/30993/ (in Ukrainian)
4. Fizyka, 11kl.: Pidr. dlia zahalnoosv. navch. zakl /Physics. Grade 11./ Ye.V. Korshak, O.I. Liashenko, V.F. Savchenko. - K.; Irpin: VTF „Perun", 2004. - 288 s. (in Ukrainian)
5. Fizyka. Akademichnyi riven. 10 [klas] [Tekst] : pidruch. dlia zahalnoosvit. navch. zakl. /Physics. Grade 10. The academic level./ V. H. Bariakhtar, F. Ya. Bozhynova. - Kh. : Ranok, 2010. - 256 s. (in Ukrainian)
6. Fizyka. 11 klas. Akademichnyi riven. Profilnyi riven. Pidruchnyk dlia zahalnoosvit. navch. zakl./Physics. Grade 11. The academic level. Theprofile level./ V.H. Bariakhtar, F.Ya. Bozhynova, M.M. Kiriukhin, O.O. Kiriukhina. - Kh. : Ranok, 2011. - 320 s. (in Ukrainian)
UPDATE ON APPLIED COMPONENT CONTENT GENERAL PHYSICAL EDUCATION Victor Zakalyuzhnyy
National Pedagogical University named after M.P. Dragomanova, Ukraine
Abstract. The education system has to fulfill the social order of society. 21st century society entered into a new, postindustrial phase of development and requires adequate changes in the general education.
Today the high expectations in the context of educational reforms are associated with the introduction in all educational fields of competence oriented approach, the main idea of which is to humanize and strengthen the practical orientation of education.
One of the important areas of general physical education reform is to improve the application component content of school physics course.
In the article on the topic "Electromagnetic waves":
- the analysis of the relevant sections of the existing programs and textbooks for physics for high school and the necessity of modernization;
- offered: a generalized approach to the study of the principles of information transfer on distance using electromagnetic waves and study the principles of global navigation systems;
- a new approach to learning the basics of modern television;
- reasonable number of changes to the program theme "Electric current in semiconductors."
It is also accentuated in the article the necessity of wide use of didactic functions applied component content in the educational process in physics.
Key words: educational reform, competence approach, content updates, electromagnetic waves, semiconductors.
