CC BY
24
УДК 378
Antifeeva E.L., Cand. of Sciences (Pedagogy), senior lecturer, Military Space Academy n.a. A.F. Mozhaysky (Saint-Petersburg, Russia),
E-mail: [email protected]
FORMING RESEARCH COMPETENCES OF STUDENTS BY SOLVING EXPERIMENTAL PROBLEMS IN PHYSICS. The article is dedicated to substantive and organizational issues of methodology for the formation of research competencies of students within the framework of a physics course by solving experimental problems. The need to change approaches in education towards activities aimed at self-education, as one of the components of the professional activities of future specialists, has been determined. Possibility of developing research competencies within disciplines of the basic part of the main professional educational program is considered. Potential of physics as a fundamental science for mastering the methodology of research activity has been determined. The material presented in the article is a generalization of the experience of including experimental problems in physics in the educational process at the A.F. Mozhaisky Military Space Academy.
Key words: approaches in education, structure of experiment, competent specialist, research competencies, practical orientation.
Е.Л. Антифеева, канд. пед. наук, доц., Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, г. Санкт-Петербург, E-mail: [email protected]
ФОРМИРОВАНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПОСРЕДСТВОМ РЕШЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ
Статья посвящена содержательным и организационным вопросам методики формирования исследовательских компетенций обучающихся в рамках курса физики посредством решения экспериментальных задач. Определена необходимость изменения подходов в образовании в сторону деятельности, направленной на самообразование, как одной из составляющих профессиональной деятельности будущих специалистов. Рассмотрена возможность формирования исследовательских компетенций в рамках дисциплин базовой части основной профессиональной образовательной программы. Определен потенциал физики как фундаментальной науки для овладения методологией исследовательской деятельности. Материал, представленный в статье, является обобщением опыта включения экспериментальных задач по физике в учебный процесс в Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского.
Ключевые слова: подходы в образовании, компетентный специалист, исследовательские компетенции, структура эксперимента, практическая направленность.
Переход от традиционного инженерного образования, целью которого была подготовка специалиста, владеющего узкоспециальными знаниями, умениями и навыками, к новому типу образования, когда будущий специалист должен обладать набором инструментальных (прикладных, узкоспециальных), а также интеллектуальных компетенций, позволяющих развиваться, получать новые знания, переходить на более высокий уровень специализации, обусловлен темпами развития современной техники и технологий. Сегодня продолжительность существования многих технологий меньше чем продолжительность обучения в вузе, что, несомненно, затрудняет подготовку в вузах по специальностям, которые сегодня относятся к сегменту интенсивно развивающихся. В связи с этим к содержанию инженерного образования предъявляются достаточно жесткие требования: оно не может констатировать и объяснять принцип действия каких-либо технологических систем (ввиду их эволюции, с одной стороны, и нестабильности, с другой), а должно ориентировать будущего специалиста на непрерывное профессиональное самообразование и формирование у него тех компетенций, которые позволят быть профессионально мобильными и конкурентоспособными на современном рынке труда [1].
Таким образом, одна из задач, которую в связи с этим ставит перед собой высшая школа, - сформировать у выпускника вуза исследовательские компетенции с тем, чтобы на выходе получить не просто инженера, а инженера-исследователя, специалиста, способного продуктивно действовать не только в ограниченном пространстве его специальности, но и такого, который сможет найти решение задач, выходящих за рамки его компетентности.
В соответствии с ФГОС уровневого и непрерывного высшего образования в РФ реализуются три группы образовательных программ (бакалавриат, специали-тет и магистратура). Но, несмотря на то, что по окончании обучения компетенции исследовательской деятельности обязательно должны быть сформированы у выпускников магистратуры, у выпускников бакалавриата и специалитета в меньшей степени, но все же должны быть сформированы эти же компетенции [2].
В связи с этим перед разработчиками основных профессиональных образовательных программ стоит вопрос: на каком этапе у обучающихся вузов необходимо начинать формирование исследовательских компетенций, и в рамках каких дисциплин это возможно сделать? Очевидный ответ - формирование исследовательских компетенций у будущих выпускников вузов всех уровней образования должно начинаться с дисциплин базовой части основной профессиональной образовательной программы и происходить непрерывно, с учетом профиля (направления) в течение всего периода обучения. Иными словами, формирование исследовательских компетенций у выпускников вузов должно базироваться как на дисциплинах профессиональной направленности, так и на фундаментальных дисциплинах.
Одной из дисциплин базовой части основной профессиональной образовательной программы, позволяющей в полной мере решать задачу формирования исследовательских компетенций (овладения методологией исследовательской деятельности), является физика. Одним из достоинств физики является то, что с ее помощью формируется понятийный аппарат, который применяется для анализа различных явлений при решении многообразных задач (причем, не только физических). А само содержание дисциплины предусматривает возможность
построения процесса обучения как физического эксперимента, целью которого является не только выявление какой-либо закономерности между параметрами системы, но и прогнозирование изменения системы, установление новых закономерностей и определение границ применимости этих закономерностей [3].
Грамотное построение лекционного курса будет способствовать интеграции физики и дисциплин профессиональной (технической) направленности. Различные формы занятий (лабораторные практикумы, расчетно-графические работы, научно-исследовательская работа и пр.), предусмотренные учебными планами, позволят как сформировать, так и закрепить исследовательские компетенции у обучающихся.
Основным мотивом при обучении физике должно стать практическое значение полученных знаний и сформированных компетенций для решения научно-технических и исследовательских задач, предусмотренных профессиональной деятельностью выпускника. В этой связи одним из ключевых подходов к формированию исследовательских компетенций может стать решение экспериментальных задач в курсе физики, которые также способствуют развитию познавательного интереса и логического мышления обучающихся [4; 5].
По утверждению В.В. Кудинова и М.Д. Даммер, «основным признаком экспериментальной задачи является не просто наличие эксперимента, проделанного в связи с ее решением, а невозможность постановки задачи и осуществления ее решения без эксперимента» [6].
В некотором приближении решение экспериментальных задач в рамках учебного процесса - это объединение лабораторного практикума и семинаров по решению задач, при котором обучающийся будет видеть прикладной характер изучаемой дисциплины. Грамотно сформулированная задача, требующая экспериментального подхода, поможет сделать ее решение более информативным с точки зрения содержания учебного материала и покажет практическое применение полученных знаний на практике.
Решение экспериментальных задач, которые можно условно разделить на два вида - формализованные (отражающие поисковую деятельность, в которой вопрос сформулирован в явном виде) и неформализованные (сначала проводится опыт, затем формулируется вопрос и экспериментальным путем ищется ответ на этот вопрос), даст лучший методический результат, если работа над такой задачей будет разделена на несколько этапов, сопоставимых с этапами построения физической модели явления:
- описание (особенности, характеристики);
- выявление главного с точки зрения условий задачи;
- выдвижение гипотезы о механизме явления;
- экспериментальная проверка гипотезы [7].
С точки зрения результата который должен быть достигнут (формирование исследовательских компетенций у обучающихся) на начальном этапе, сама задача не должна быть сложной и требовать наличия высокотехнологичного лабораторного оборудования. Первое, чего мы должны добиться в методическом плане, - это того, чтобы, проанализировав задачу, обучающимся были определены все этапы ее решения, разработан алгоритм проведения эксперимента - от постановки проблемы до подтверждения достоверности и аргументации полученного результата. Только в том случае, если у обучающегося будет четко от-
работан алгоритм поиска ответа на задачу, решение которой требует проведения эксперимента, можно будет с уверенностью сказать, что умение планировать и проводить эксперимент достигло высшей степени сформированности - перешло в область навыков.
Примером таких задач может служить определение длины волны света, проходящего через дифракционную решетку Классическая лабораторная работа предполагает определение длины волны монохроматического излучения. Опираясь на теоретический материал лекций, используя формулу d sin ф = kA, где k = 0, 1, 2.., определение длины волны монохроматического излучения становится достаточно простой задачей, а рассмотрение вопроса зависимости ф(А) остается в рамках лекционных и семинарских занятий.
Совершенно очевидно, что если зависимость ф(А) для всего видимого спектра (от красного до фиолетового) будет получена экспериментальным путем в процессе решения задачи, а не предъявлена обучающимся в готовом виде на лекции, понимание того, почему зависимость имеет именно такой характер, будет основано на выводе, который был сделан по результатам эксперимента, что однозначно приведет к пониманию сути физического явления, и, как следствие, формула d sin ф = kA, будет выглядеть как проанализированная дифракция белого света на решетке (или совокупность дифракционных картин света от разных фильтров).
Решение данной задачи может быть как качественным, так и количественным. Зависимость можно определить качественно - как прямую пропорциональность, а можно получить значения длин волн для всего спектра видимого света.
Одна из задач, которые предлагаются обучающимся при изучении дифракции, это нахождение длины волны спектра второго порядка, на которую накладывается фиолетовая граница спектра третьего порядка при освещении
Библиографический список
дифракционной решетки белым светом, также может быть решена экспериментально.
Поскольку при проведении эксперимента могут быть использованы различные дифракционные решетки, стоит определить, влияет ли характеристика решетки (период) на угол ц для монохроматического излучения и, соответственно, для всего диапазона видимого излучения.
Следующее, что необходимо определить, это границы применимости теории и, соответственно, проведения данного эксперимента, в нашем случае - это диапазон длин волн или частот излучения видимого света. Обучающиеся должны дать ответ на вопрос - что будет при прохождении через дифракционную решетку волн, длины которых больше или меньше периода дифракционной решетки d?
Таким образом, задача для монохроматического излучения, рассмотренная в рамках лекционного курса, должна найти свое экспериментальное решение для всего диапазона длин волн видимого света в рамках семинаров и лабораторного практикума, а дальнейшее (углубленное) решение этой задачи может быть сформулировано как тематика научного исследования.
Еще одним важным фактором при формировании исследовательских компетенций у обучающихся должна стать регулярность и цикличность включения экспериментальных задач в учебный процесс. Такие и подобные им экспериментальные задачи должны стать такой же нормой для преподавателя и обучающегося, как решение обычных задач по известным всем учебникам Т. И. Трофимовой, задачникам Д.И. Сахарова, Чертова А.П и Воробьева А.А. и пр. [8; 9].
Опыт преподавания общего курса физики свидетельствует о том, что включение экспериментальных задач в процесс обучения способствует развитию познавательного интереса обучающихся, повышению их активности при организации научной работы и, как следствие, формированию исследовательских компетенций [10].
1. Андреев В.И. Педагогический мониторинг качества воспитания студентов в контексте саморазвития конкурентоспособной личности. Известия Российской академии образования. 2003; № 1: 90 - 95.
2. Алтухов А.И., Сквазников М.А., Шехонин А.А. Особенности разработки ФГОС уровневого и непрерывного высшего образования. Высшее образование в России. 2020; Т. 29, № 3: 74 - 84.
3. Антифеева Е.Л., Петрова Д.Г Эксперимент, теория и практика в обучении физике. Современное образование: содержание, технологии, качество. 2021; Т. 1: 38 - 39.
4. Комаров Б.А., Ширяева А.А., Сухомлина Е.С. Методическое сопровождение решения экспериментальных задач по физике. Физика в школе и вузе: международный сборник научных статей. Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена. Санкт-Петербург 2020: 26 - 30.
5. Шаповалов А.А., Андреева Л.Е. Подготовка студентов к конструированию и решению экспериментальных задач по физике. Мир науки, культуры, образования. 2018; № 4 (71): 279 - 280.
6. Кудинов В.В., Даммер М.Д. Экспериментальные задачи и задания: понятия и классификации. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Образование. Педагогические науки. 2010; № 23 (199): 75 - 81.
7. Антифеева Е.Л., Петрова Д.Г, Фомичева Е.Е. Физическое моделирование и формирование навыков исследовательской деятельности обучающихся. Мир науки, культуры, образования. 2020; № 4 (83): 219 - 220.
8. Арюкова О.А., Масленникова Л.В. Обучение решению экспериментальных задач по физике как средство интеллектуального развития студентов. Актуальные проблемы инновационного педагогического образования. 2017; № 1 (1): 38 - 40.
9. Шаповалов А.А., Андреева Л.Е. Практикум по решению экспериментальных физических задач. Фундаментальные науки и образование.VI Всероссийская научно-практическая конференция. 2016: 242 - 245.
10. Алтухов А.И., Калинин В.Н., Ковнацкий В.К. Экспертный метод оценивания уровня сформированности профессиональных компетенций обучающихся при выполнении лабораторного практикума по физике. Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2017; № 659: 179 - 183.
References
1. Andreev V.I. Pedagogicheskij monitoring kachestva vospitaniya studentov v kontekste samorazvitiya konkurentosposobnoj lichnosti. Izvestiya Rossijskoj akademii obrazovaniya. 2003; № 1: 90 - 95.
2. Altuhov A.I., Skvaznikov M.A., Shehonin A.A. Osobennosti razrabotki FGOS urovnevogo i nepreryvnogo vysshego obrazovaniya. Vysshee obrazovanie v Rossii. 2020; T. 29, № 3: 74 - 84.
3. Antifeeva E.L., Petrova D.G. 'Eksperiment, teoriya i praktika v obuchenii fizike. Sovremennoe obrazovanie: soderzhanie, tehnologii, kachestvo. 2021; T. 1: 38 - 39.
4. Komarov B.A., Shiryaeva A.A., Suhomlina E.S. Metodicheskoe soprovozhdenie resheniya 'eksperimental'nyh zadach po fizike. Fizika v shkole i vuze: mezhdunarodnyj sbornik nauchnyh statej. Rossijskij gosudarstvennyj pedagogicheskij universitet im. A.I. Gercena. Sankt-Peterburg, 2020: 26 - 30.
5. Shapovalov A.A., Andreeva L.E. Podgotovka studentov k konstruirovaniyu i resheniyu 'eksperimental'nyh zadach po fizike. Mir nauki, kultury, obrazovaniya. 2018; № 4 (71): 279 - 280.
6. Kudinov V.V., Dammer M.D. 'Eksperimental'nye zadachi i zadaniya: ponyatiya i klassifikacii. Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Obrazovanie. Pedagogicheskie nauki. 2010; № 23 (199): 75 - 81.
7. Antifeeva E.L., Petrova D.G., Fomicheva E.E. Fizicheskoe modelirovanie i formirovanie navykov issledovatel'skoj deyatel'nosti obuchayuschihsya. Mir nauki, kul'tury, obrazovaniya. 2020; № 4 (83): 219 - 220.
8. Aryukova O.A., Maslennikova L.V. Obuchenie resheniyu 'eksperimental'nyh zadach po fizike kak sredstvo intellektual'nogo razvitiya studentov. Aktual'nyeproblemyinnovacionnogo pedagogicheskogo obrazovaniya. 2017; № 1 (1): 38 - 40.
9. Shapovalov A.A., Andreeva L.E. Praktikum po resheniyu 'eksperimental'nyh fizicheskih zadach. Fundamental'nyenaukiiobrazovanie.VI Vserossijskaya nauchno-prakticheskaya konferenciya. 2016: 242 - 245.
10. Altuhov A.I., Kalinin V.N., Kovnackij V.K. 'Ekspertnyj metod ocenivaniya urovnya sformirovannostiprofessional'nyh kompetencij obuchayuschihsya pri vypolnenii laboratornogo praktikuma po fizike. Trudy Voenno-kosmicheskoj akademii imeni A.F. Mozhajskogo. 2017; № 659: 179 - 183.
Статья поступила в редакцию 20.07.21
УДК 37.013
Albakova L.O., MA student, Department of Pedagogy and Psychology, Chechen State University (Grozny, Russia), E-mail: [email protected]
Arskieva Z.A., Cand. of Sciences (Pedagogy), Chechen State University (Grozny, Russia), E-mail: [email protected]
ART THERAPY AS A UNIQUE METHOD FOR CORRECTING ANXIETY IN PRIMARY SCHOOL CHILDREN. In the work, a theoretical and empirical study of features of the development of anxiety in children of primary school age is carried out. The research studies ways of psychological correction of this phenomenon as negatively affecting the personality of the child, creating a lot of problems in learning in relationships with peers, preventing adaptation in society, contributing to the development of complexes such as low self-esteem, impairment of his "I" as not able to overcome slightest difficulties on the way of personal growth. For success
