CC BY
1194МЕТОДИКА И ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВЫХ РЕСУРСОВ И ИНСТРУМЕНТОВ В ОБУЧЕНИИ
УДК 371.214.18
Д.А. Саяпин
ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ КУРСА ФИЗИКИ КАК ПРОФИЛЬНОГО ПРЕДМЕТА ИНДУСТРИАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ ОБУЧЕНИЯ
Ключевые слова: физика, профильное обучение, принцип политехнизма, индустриально-технологический профиль, межпредметные связи, блочно-модульное обучение, информационно-коммуникационные технологии.
Совершенствование содержания, методов и форм профильного обучения в старшей школе является на сегодня одним из важнейших направлений педагогических исследований. Большое количество нерешенных научных проблем, связанных с реализацией «Концепции профильного обучения», тормозит процесс профилирования обучения. Среди них можно выделить проблему подготовки учителей различных предметов к обучению школьников в профильных классах и, в частности, формирование у будущих педагогов представлений о содержании обучения физике в рамках различных профилей.
В статье рассматриваются особенности содержания курса физики применительно к индустриально-технологическому профилю как одному из вариантов реализации технологического профиля обучения.
Профилизация школы подразумевает дифференциацию и индивидуализацию обучения, т.е. введение нескольких профильных направлений обучения и формирования профильных классов. Несомненное преимущество профильного обучения в том, что оно более полно учитывает интересы, склонности и способности учащихся, создает условия для обучения старшеклассников в соответствии с их жизненными планами.
Содержание школьного курса физики любого уровня должно быть ориентировано на формирование научного мировоззрения и ознакомление учащихся с методами научного познания окружающего мира, а также с физическими основами современного производства, техники и бытового окружения человека. Именно на уроках физики дети должны узнать о физических процессах, происходящих и в глобальных масштабах (на Земле и околоземном пространстве), и в быту.
Основой для формирования в сознании учащихся современной научной картины мира являются знания о физических явлениях и физических законах. Эти знания учащиеся
© Саяпин Д.А., 2010
должны получать через физические опыты и лабораторные работы, помогающие наблюдать то или иное физическое явление.
Переход к профильному обучению породил ряд трудностей методического характера применительно к обучению физике:
• проблему отбора содержания учебного материала по физике как на профильном уровне, так при реализации вариативной составляющей профильного обучения;
• отсутствие четких критериев оценки уровня знаний учащихся в зависимости от профиля;
• проблему психолого-педагогической диагностики личности при переходе к профильному обучению и некоторые др.
При переходе к профильному обучению в рамках различных профилей преподавать физику одинаково для всех учащихся невозможно. Цели ее изучения зависят от того, какую роль будет играть физика в будущей профессиональной деятельности школьников. Знания, полученные при изучении физики, могут являться либо элементом общей культуры непосредственно не используемым в будущей профессии (базовый уровень), либо профессиональным инструментом и основой профессиональной деятельности (профильный уровень). В связи с этим общие цели изучения физики должны быть уточнены как для базового, так и для профильного уровня.
Изучение физики в старшей школе на профильном уровне направлено на достижение следующих целей: [6]
• освоение знаний о методах научного познания природы; современной физической
картине мира: свойствах вещества и поля, пространственно-временных
закономерностях, динамических и статистических законах природы, элементарных частицах и фундаментальных взаимодействиях, строении и эволюции Вселенной; знакомство с основами фундаментальных физических теорий: классической механики, молекулярно-кинетической теории, термодинамики, классической электродинамики, специальной теории относительности, квантовой теории;
• овладение умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, обрабатывать результаты измерений, выдвигать гипотезы и строить модели, устанавливать границы их применимости;
• применение знаний по физике для объяснения явлений природы, свойств вещества, принципов работы технических устройств, решения физических задач, самостоятельного приобретения и оценки достоверности новой информации физического содержания, использования современных информационных технологий для поиска, переработки и предъявления учебной и научно-популярной информации по физике;
• развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний, выполнения экспериментальных исследований, подготовки докладов, рефератов и других творческих работ;
• воспитание духа сотрудничества в процессе совместного выполнения задач, уважительного отношения к мнению оппонента, обоснованности высказываемой позиции, готовности к морально-этической оценке использования научных достижений, уважения к творцам науки и техники, обеспечивающим ведущую роль физики в создании современного мира техники;
• использование приобретенных знаний и умений для решения практических, жизненных задач, рационального природопользования и защиты окружающей среды, обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и общества.
Изучение физики на профильном уровне предусматривается учебными планами для физико-математического, физико-химического и индустриально-технологического профилей обучения.
Специфика целей обучения физике на профильном уровне определяется, главным образом, интересами и профессиональными намерениями учащихся. Среди школьных дисциплин физика занимает особое место, это связано с особенностями и широким кругом воздействия ее на личность учащихся. Физика, как основа многих направлений научно технического прогресса, одновременно дает возможность показа школьникам гуманистической сущности научных знаний. Процесс ее изучения содействует формированию творческих способностей учащихся, их мировоззрения и убеждений, способствует воспитанию личности.
Как же построить процесс обучения физике в профильной школе, чтобы лучше подготовить учащихся к усвоению физических основ технологических процессов и профессиональной информации в технических вузах? Каким должно быть содержание курса физики?
Выполнение социального заказа определяет цель обучения физике в классах индустриально-технологического профиля на подготовку специалистов сферы производства. Для ее решения необходимо выполнить следующие задачи:
1. Уточнить содержание курса физики как профильного предмета индустриальнотехнологического профиля:
а) выявить связи физики с техникой с учетом особенностей выбранного профиля и направления обучения;
б) проанализировать учебно-методические материалы (учебники, программы, базисный учебный план) по курсу физика для профильного уровня;
в) сформировать содержание курса физики относительно специфики индустриально-технологического профиля обучения.
2. Разработать содержание вариативной составляющей обучения индустриальнотехнологического профиля:
а) составить перечень курсов по выбору для индустриально-технологического профиля;
б) уточнить содержание курсов по выбору для формирования специфических знаний по выбранному профилю обучения и будущей профессии.
3. Разработать систему контроля знаний.
При организации процесса обучения физике в профильных классах знания и умения, предусмотренные федеральным стандартом физического образования в России, являются инвариантными и обязательными. Вариативная часть представляет собой знания и умения политехнического характера с учетом регионального компонента.
Решение поставленных задач имеет большое учебно-методическое значение, так как разработке содержания преподавания курса физики как профильного предмета индустриально технологического профиля уделяется недостаточно внимания.
Для изучения курса физики в индустриально-технологическом профиле, в силу своей политехнической направленности, необходимо выявить связи физики с техникой.
Связь физики с техникой очень многогранна. Эта связь двусторонняя. С одной стороны, достижения физики лежат в основе развития техники. С другой — повышение уровня техники создает условия для интенсификации физических исследований, делает возможным постановку принципиально новых исследований.
Сегодня развитие современного производства и создание новых машин строится на основе исследований в области физики. Нельзя выявить какие-то конкретные связи физики с техникой, их можно только конкретизировать по отношению к отдельному объекту.
Для изучения физики в 10 - 11-х классах на базовом (2 часа в неделю) и профильном (5 часов в неделю) уровнях в 2009 - 2010 учебном году рекомендуется использовать следующие учебники (табл.1):
Комплект учебников Мякишева Г.Я. обеспечена программой (авторы программы B.C. Данюшенков, О.В. Коршунова) и учебно-тематическим планированием:
• Программы общеобразовательных учреждений. Физика. 10-11 классы / Саенко П.Г. и др. - М.: Просвещение, 2007.
• Шилов В.Ф. Физика: 10-11 кл.: поурочное планирование: кн. для учителя / В.Ф. Шилов. - М.: Просвещение, 2007.
Таблица 1
Программно-методическое обеспечение по физике на 2009-2010 уч. год
№ п/п Авторы, название учебника, год издания Уровень обучения Класс Издательство
1 Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика. 10 класс. 2003-2007 Базовый, 2ч 10 Просвещение
Профильный, 5ч
2. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика. 11 класс. 2003-2007 Базовый, 2ч 11 Просвещение
Профильный, 5ч
3. Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физика. 10 класс. 2007 Базовый, 2ч 10 Мнемозина
4. Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физика. 11 класс. 2008 Базовый, 2ч 11 Мнемозина
5. Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Эвенчик Э.Е. и др., под ред. Пинского А.А., Кабардина О.Ф. Физика 2004-2007 Профильный, 5ч 10 Просвещение
6. Глазунов А.Т., Кабардин О.Ф., Малинин А.Н. и др., под ред. Пинского А.А., Кабардина О.Ф. Физика. 2004-2007 Профильный, 5ч 11 Просвещение
В книге содержится поурочное планирование к учебникам Мякишева Г.Я., Буховцева Б.Б., Сотского Н.Н. для 10-го класса и Мякишева Г.Я., Буховцева Б.Б. для 11-го класса. В виде таблиц в пособии представлено примерное распределение учебных часов по темам курса физики за 10-й и 11-й классы при изучении предмета по 2, 3 и 5 ч в неделю. Дано подробное поурочное планирование для изучения физики по 3 ч в неделю.
Комплект учебников под ред. ПинскогоА.А., Кабардина О. Ф. включена в региональный перечень в качестве второй линии для изучения предмета на профильном уровне. Учебники содержат последовательное изложение материала в соответствии с образовательным стандартом, имеется программа, методическое пособие для учителя, дидактический материал по проведению физического практикума, чего нет для учебников других авторов, и сборник задач, позволяющий на высоком уровне готовить учащихся к участию в олимпиадах различного уровня и к ЕГЭ. Учебники этой линии уже не один год используются в некоторых образовательных учреждениях области, учащиеся которых занимают призовые места на региональных и всероссийских олимпиадах.
Комплект обеспечен программой и поурочным планированием: программы
общеобразовательных учреждений. Физика. 10-11 классы / Саенко П.Г. и др. - М.: Просвещение, 2007.
В учебном процессе рекомендуется использовать следующие пособия:
1. Парфентьева, Н.А. Сборник задач по физике: базовый и профильный уровни: для 10 -11 классов общеобразовательных учреждений / Н.А. Парфентьева. - М.: Просвещение, 2007.
2. Рымкевич, А.П. Физика. Задачник. 10-11 классы: пособие для общеобразовательных учреждений /. А.П. Рымкевич. - М.: Дрофа, 2007.
На сегодняшний день существует программно-методический комплекс по физике профильного уровня на основе учебников и программ Г.Я.Мякишева, О.Ф.Кабардина, В.А.Касьянова. (табл. 2)
Учебно-методический комплекс В.А.Касьянова получил высокую оценку учителей физики Оренбургской области.
Учебники В.А.Касьянова «Физика. 10 класс (профильный уровень)», «Физика. 11 класс (профильный уровень)» написаны в соответствии с авторской программой среднего (полного) общего образования по физике, допущенной Министерством образования и науки РФ («Сборник нормативных документов. Физика», 2004, «Дрофа», М., стр. 94-102).
Таблица 2
Программно-методическое обеспечение по физике на 2010-2011 уч. год
Профильный курс
Учебный предмет Класс Число часов Программно-методическое обеспечение
Физика 10 5 Программы и учебники для использования в классах физико-математического, физико-химического, индустриально-технологического профиля, в которых физика является профильным предметом, в них на современном уровне и с учетом новейших достижений науки изложены основные разделы физики, они готовы к использованию и обеспечат подготовку учащихся на профильном уровне. Программа: Г.Я. Мякишев, М.: Дрофа, 2008 Учебники: Мякишев Г .Я. и др., М.: Дрофа, 2007. Линию составляют пять учебников: «Механика», «Молекулярная физика. Термодинамика», «Электродинамика», «Колебания и волны», «Оптика. Квантовая физика». Во всех учебниках данной линии каждый раздел завершается рассмотрением методов решения задач и упражнениями для самостоятельного решения. Методические рекомендации (календарно-тематическое планирование)\ А.В.Авдеева, М.: Дрофа, 2005. Программа: Ю.И.Дик, О.Ф. Кабардин, О.Ф.Коровин, В.А.Орлов, А.А. Пинский, М.: Дрофа, 2008 Программа: О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов, М.: Просвещение, 2007. Учебника-, под редакцией А.А. Пинского, О.Ф. Кабардина, «Физика: 10 класс с углубленным изучением», «Физика: 11 класс с углубленным изучением». - М.: Просвещение, 2005-2007.
Физика И 5
Материал учебников полностью соответствует минимальным требованиям к содержанию образования, Федеральному компоненту Государственного стандарта среднего (полного) общего образования по физике (профильный уровень).
Учебник «Физика. 10 класс (профильный уровень)» издан в 2005 г., рекомендован МОиН и используется в настоящее время в общеобразовательных школах.
Учебник содержит следующие разделы: Механика (классическая и релятивистская), Молекулярная физика и Термодинамика, Электростатика.
Учебник «Физика. 11 класс (профильный уровень)» является продолжением учебника «Физика. 10 класс (профильный уровень)» издан в 2007 г.
Учебник содержит следующие разделы: электродинамика (постоянный ток, магнитное поле, электромагнетизм), электромагнитное излучение (излучение радио- и СВЧ-диапазона, геометрическая и волновая оптика, квантовая теория излучения), физика высоких энергий (физика атомного ядра, элементарные частицы), элементы астрофизики (эволюция Вселенной).
Учебники значительно дополнены и доработаны по сравнению с учебниками «Физика. 10 класс», «Физика. 11 класс», используемыми в общеобразовательных школах: введен дополнительный материал, соответствующий Федеральному компоненту Государственного
стандарта среднего (полного) общего образования по физике (профильный уровень): в 10-м классе - статика, эффект Допплера, последовательное и параллельное соединение конденсаторов, в 11-м классе - электрический разряд в газах, элементы астрофизики (эволюция Вселенной) .
При подготовке учебников к изданию была проведена существенная редакционная правка на основе предложений и замечаний учителей и методистов, имеющих достаточный опыт работы с учебниками «Физика. 10 класс», «Физика. 11 класс» для общеобразовательных школ.
Программно-методические комплексы Г.Я. Мякишева; А.А. Пинского, О.Ф. Кабардина и учебно-методический комплекс В.А.Касьянова, решают проблему содержания образования по физике на профильном уровне в общем плане. Для решения проблемы содержания курса физики в индустриально-технологическом профиле и его возможных вариантах реализации, с учетом специфики будущей профессии и необходимыми знаниями для формирования компетенций по выбранному профилю обучения, следует внести изменения в структуру содержания или дополнить ее недостающими модулями.
Содержание курса физики в индустриально-технологическом профиле должно строиться на основе политехнического принципа.
Политехнический принцип применения научных знаний по физике отражает реально существующие связи физики как науки с производством и производительной деятельностью человека. Универсальность фундаментальных физических законов позволяет рассматривать аспекты их использования в различных отраслях науки, техники, производства. Проблемы политехнической и технологической направленности школьного курса физики исследовались в работах Г.Д. Бухаровой, В.Г. Гуйфуллина, А.Т. Глазунова, Г.Н. Груздева, В.А. Извозчикова, С.Е. Каменецкого, Ф.И. Кочурова, В.В Лаптева, Б.М. Мирзахмедова, В.Г. Разумовского, А.В. Усовой, P.M. Чудинского и др.
Многие исследователи отмечают роль физического образования в развитии творческих качеств личности: В.А. Беликов, B.C. Данюшенков, Е.С.Кодикова, Р.И. Малафеев, А.И. Подольский, В.Г.Разумовский, В.П. Ушачев, Т.Н. Шамало и др.
Особое место в исследованиях аспектов повышения качества технической и технологической подготовки учащихся занимает проблема межпредметных связей и взаимодействий учебных предметов, в особенности профильного цикла.
Исследованиями в этой области занимались: М.Т. Рахматуллин, Е.А. Карпухина, К.И. Корнисик и др.
Принцип политехнизма направлен на подготовку специалистов и рабочих широкого профиля на основе выявления и изучения инвариантной научной основы, общей для различных наук, технических дисциплин, технологий производства, что позволит учащимся переносить знания и умения из одной области в другую.
Реализация принципа политехнизма в преподавании физики в современных условиях преследует несколько важных целей. Среди них понимание учащимися роли науки в развитии материально-технической базы народного хозяйства. Ряд основных направлений развития народного хозяйства базируется в значительной степени на достижениях физики.
Важной целью политехнического образования является знание школьниками тех областей физики, на которых базируется научно-техническая революция в нашей стране и в которых в первую очередь развиваются теоретические и экспериментальные исследования. В частности, в области ядерной физики, физики плазмы, твердого тела, низких температур, радиофизики и электроники, вычислительной компьютерной техники и Интернета, информатики, квантовой электроники, механики, оптики, атомной и термоядерной энергетики, разработки новых способов преобразования энергии, создания новых конструкционных, магнитных, полупроводниковых, сверхпроводящих материалов, технически ценных кристаллов. Все это обеспечивает необходимую мотивацию для овладения предметом, способствует повышению познавательной активности школьников.
Вместе с тем политехническое образование готовит школьников к непосредственному труду на производстве, поэтому необходимо дальнейшее совершенствование обучения, воспитания учащихся общеобразовательных школ и подготовки их к труду. Все это необходимо учитывать при обучении физике.
Следует помнить, что свыше трети выпускников средней школы пойдет непосредственно на производство. Отсюда становится понятной необходимость знакомства школьников с принципом действия конкретных объектов передовой техники, а также необходимость овладения многими практическими умениями и навыками исследования явлений и процессов, измерения физических величин, монтажа электрических цепей и технических установок, а также первоначальными навыками их эксплуатации и управления. [2]
Если теперь суммировать эти важнейшие цели политехнического образования в курсе физики, то станет ясно, что его содержание определяется фундаментальными физическими теориями и соответствующими важнейшими направлениями технического прогресса. Таким образом, содержание политехнического образования в курсе физики определяется следующей схемой:
В практике политехнического образования широко используется привлечение материала из техники, который иллюстрирует применимость известных физических явлений и законов. Это хорошо, однако на современном этапе развития науки и техники такой путь недостаточно эффективен. Подбор примеров из техники нередко оказывается для школьников случайным и не дает представления об основных направлениях развития народного хозяйства, о роли физики в его развитии, о наиболее перспективных областях физики, революционизирующих производство.
Целесообразно выделить следующие направления технического прогресса, непосредственно связанные с физикой: механизация и автоматизация производства, производство новых материалов и совершенствование технологии их обработки, развитие энергетики и приборостроения.
Предлагаемая система включает также ознакомление с наиболее перспективными областями физики, такими, как физика твердого тела, физика низких температур, физика плазмы, квантовая электроника, оптика, ядерная физика и др., с наиболее существенными отраслями каждого из направлений и техническими объектами, представляющими эти направления и отрасли. Кроме того, в систему входят наиболее важные умения и навыки, которые облегчат учащимся овладение современной техникой на производстве и в быту. Эти навыки должны быть сформированы при проведении лабораторных работ и решении задач, а также в процессе трудового обучения и производственной практики.
Каждое направление научно-технического прогресса (НТП), изучаемое в курсе физики, рассматривается в соответствующих его разделах и преимущественно в одном из них. Исключение составляет автоматизация производства, с которой знакомят учащихся на протяжении всего срока изучения курса физики, поскольку это необходимо для понимания составляющих ее элементов — датчиков, усилителей, реле и исполнительных механизмов.
Основные характеристики каждого из направлений НТП освещаются во введении к соответствующему разделу курса физики. Здесь же дается краткая характеристика современного этапа развития этого направления, называются наиболее важные его отрасли и объекты, а также задания пятилетки по его дальнейшему развитию. По мере формирования физических понятий, овладения физическими законами и их практическим применением политехнические знания учащихся углубляются. В конце изучения раздела курса физики
происходит обобщение не только физической теории, но и принципов действия технических установок, базирующихся на этой теоретической основе.
Конечно, полного соответствия между разделом физики и направлением технического прогресса нет. Например, механизация производства базируется не только на механике. Однако нужно иметь в виду, что главной задачей на уроках физики является овладение теорией науки и навыками ее применения на практике, поэтому сообщение сведений по развитию техники в каждом разделе курса физики должно служить лучшей мотивации необходимости изучения физики. Следовательно, из всего многообразия технического применения физики целесообразно для каждого раздела курса взять наиболее важные направления НТП.
Таким образом, содержание политехнического образования в курсе физики становится совершенно определенным и конкретным. Его стержнем являются важнейшие направления технического прогресса, базирующиеся на изучаемых разделах курса физики как на теоретической основе. Вместе с тем изучаемые направления технического прогресса органически вплетаются в школьный курс физики. Они являются своеобразным «полигоном» применения теории на практике.
При формировании содержания курса физики в индустриально-технологическом профиле, где физика является профильным предметом наряду с 00 «Технология», целесообразно воспользоваться межпредметными технологиями построения содержания обучения.
Межпредметные связи в школьном обучении являются конкретным выражением интеграционных процессов, происходящих сегодня в науке и в жизни общества. Эти связи играют важную роль в повышении практической и научно-теоретической подготовки учащихся. С помощью многосторонних межпредметных связей закладывается фундамент для комплексного видения, подхода и решения сложных проблем реальной действительности. В целом МПС являются одним из инструментов, нацеленных на социализацию выпускника, в частности в рамках профильной подготовки обеспечивают формирование ключевых компетенций школьников [5].
Осуществление межпредметных связей в процессе изучения физики - важное направление профессионально-методической деятельности учителя. Установление межпредметных связей курсов физики и технологии - необходимое условие осуществления политехнического обучения. Эта связь носит двухсторонний характер. Ее фундаментом служит то, что физика является основой конструкции и работы орудий труда и целого ряда технологических процессов, с которыми учащиеся могут встретиться в дальнейшем в своей трудовой деятельности и которые они могут наблюдать в повседневной жизни. В процессе преподавания основ физической науки и ее технических приложений учителю целесообразно опираться на опыт работы учащихся в мастерских, предлагать им задания по наблюдению за технологическими процессами, по изучению свойств обрабатываемых материалов, по составлению и решению задач на основе результатов работ, выполняемых в курсе «Технология». Это позволит учащимся не только более глубоко изучить технические приложения физической науки, но и осуществить сознательный выбор будущей профессии.
На сегодняшний день полная разработка методики осуществления межпредметных связей в школьном курсе физики в основном широко разработана в общетеоретическом плане, а в педагогической практике реализация МПС зачастую игнорируется.
Можно выделить следующие наиболее распространенные причины слабого использования межпредметных связей в школьной практике:
• недостаточная теоретическая и практическая подготовка учителя к процессу проведения учебного занятия с реализацией межпредметных связей;
• слабая методическая база для проведения занятий с межпредметной направленностью (отсутствие учебников, задачников, методических пособий межпредметного содержания);
• несовпадение по времени изучения материала различными учебными дисциплинами; различная трактовка одних и тех же понятий в различных учебных дисциплинах;
• трудоёмкость и большие временные затраты при подготовке учителя к реализации межпредметных связей на учебных занятиях;
• неэффективность одностороннего использования межпредметных связей (ситуация, когда учитель одной дисциплины пытается на уроках по своему учебному предмету реализовать межпредметные связи, а на других учебных дисциплинах знания, полученные учениками, не используются).
МПС являются одним из эффективнейших способов формирования политехнических знаний учащихся технологического профиля, поэтому технологию межпредметной подачи учебного материала нельзя отодвигать на задний план.
В работе С.Н. Бабиной «Интеграция технологического и физического образования учащихся школ» рассматривается содержательная сторона МПС физики и технологии в общем контексте [1. 101с.]
Мы уточнили эти связи с учетом специфических знаний получаемых при обучении в индустриально-технологическом профиле.
Основные области знаний, определяющие содержательную сторону межпредметных связей физики и технологии в рамках индустриально-технологического профиля, приведены на рисунке.
Сведения о строении вещества - Материалы в преобразующей деятельности человека, их свойства
<=* Механика - Приборы и оборудование для преобразующей деятельности человека, их строение и принципы работы.
& Механика; оптика; давление твердых тел, жидкостей и газов - Приборы и оборудование для исследования свойств вещества
ев Ьй СО Взаимодействие тел - Технические объекты и системы механизации, транспорт и т.п. к и о Ч о
е Давление твердых тел, жидкостей и газов - Создание гидравлических и пневматических систем, транспорта и оборудования. № И <и Н
Молекулярная физика. Термодинамика - Создание материалов с заданными физическими свойствами и техническими характеристиками.
Электродинамика - Создание устройств электроники, автоматики, ЭВМ
& Механика (кинематика); электродинамика - Моделирование и проектирование производственных процессов в сложных системах. &
Рис.1. Содержательная сторона межпредметных связей физики и технологии в рамках индустриально-технологического профиля обучения
Из рис.1 видно, что различные области знаний, определяющие содержательную сторону межпредметных связей физики и технологии, можно объединить в группы, каждая из которых содержит специфический набор знаний в определенной области, относящихся к одному или нескольким направлениям обучения в индустриально-технологическом профиле. На основе этого возможно:
• разработать дополнительные образовательные модули к учебникам физики (профильный уровень) для углубленного изучения определенных областей знаний, относящихся к конкретным профессиям сферы производства;
• построить структуру вариативной составляющей индустриально-технологического профиля на основе блочно-модульной технологии обучения.
Так, например, профессия «термист» требует наличия у рабочего таких знаний в области физики и технологии, как:
• приборы и оборудование для преобразующей деятельности человека, их строение и принципы работы {тема: механика).
• материалы в преобразующей деятельности человека, их свойства (тема: сведения о строении вещества);
• создание материалов с заданными физическими свойствами и техническими характеристиками (тема: молекулярная физика; термодинамика).
Наибольший интерес на сегодняшний день представляет решение вопроса о структуре вариативной составляющей индустриально-технологического профиля.
Большой объем материала, который должен быть включен в вариативную часть профиля, создает предпосылки для применения блочно-модульной технологии обучения. В рамках данной технологии структуру вариативной части можно представить в виде нескольких профессиональных блоков, каждый из которых включает в себя набор модулей для конкретной профессиональной области, а также обязательный интегративный межпредметный модуль «Физика в технологии», который войдет в состав каждого профессионального блока. Такой межпредметный модуль призван обеспечивать интеграцию профильных предметов индустриально-технологического профиля в каждом профессиональном блоке.
Изучение материала профессиональных блоков целесообразно осуществлять с применением цифровых мультимедиаресурсов.
В исследовании И.В. Ильина выполнен анализ учебных пособий и цифровых ресурсов на предмет представления в них информации политехнического содержания. Проведенный автором анализ ЦОР показал, что в них представлена информация лишь об отдельных технических объектах (ТО). Описание ТО сопровождается демонстрацией рисунков, видеофрагментов, анимации, реже интерактивных моделей и конструкторов. На рис. 2 представлено соотношение включенных в ЦОР виртуальных объектов различных медиаформатов [3]. Иллюстративные материалы ЦОР полезно использовать в профильном обучении в рамках индустриально-технологического профиля. Однако имеющаяся совокупность этих материалов на сегодня явно недостаточна для решения задач профильного обучения.
Необходимо развитие системы медиаресурсов, ориентированных на поддержку профильного обучения, и, в частности, ресурсов для обеспечения учебного процесса в рамках индустриально-технологическом профиля.
Важным условием достижения максимальной эффективности обучения при применении блочно-модульной технологии структурирования материала является медиаформат представления материала. Ввиду большого объема политехнической информации и недостаточного количества часов на ее усвоение, учебный материал необходимо подать сжато, структурировано, наглядно и в том объеме, который был бы необходим для конкретного профессионального блока.
Одним из технологических вариантов такого представления материала, является создание насыщенных зум-презентаций. [4] Применение зум-презентации отличается двумя важными особенностями: организацией удобной навигации и набором инструментов для обеспечения полного цикла работы с презентацией непосредственно внутри среды. Особенность организации навигации заключается в том, что весь учебный материал размещается в одной плоскости. Элементы учебного материала могут иметь разный масштаб, а навигация осуществляется посредством «полета» над этой плоскостью. В область
отображения могут попадать разные участки презентации и в разном масштабе. Если масштаб мал, то в область отображения может попасть только несколько крупных элементов (например, заголовки слайдов), при этом можно видеть их взаимное расположение (т.е. связи между элементами). В то же время к любому элементу можно «подлететь поближе так, чтобы он занял всю область отображения. В этом случае можно будет различать более мелкие детали презентации (основной текст слайда и иллюстрации).
Технический И нте ра кти в н ы е и нте ра кти в н ы и модели конструктор
15,1% 1-1%
Рисунки
49,2%
Видео
5,2%
Рис. 2. Соотношение виртуальных объектов различных медиаформатов в цифровых образовательных ресурсах [3]
Содержание курса физики в индустриально-технологическом профиле должно строиться не только на основе того содержания, которое предусмотрено рекомендованными учебниками, так как они, позволяя учащимся изучить физику базового уровня, не раскрывают в полном объеме всю специфику индустриально-технологического профиля. Вариативная составляющая, представленная в этих учебниках, обеспечивает решение проблемы профилизации лишь частично. Применение блочно-модульной технологии позволит организовать вариативную составляющую профиля в виде нескольких профессиональных блоков, один из который ученик может выбрать в соответствии со своими интересами и жизненными планами. Исходя из специфики каждого блока должно строиться и содержание интегрированного модуля «Физика в технологии», в котором будет рассматриваться та область физического знания, которая необходима для конкретного профессионального направления подготовки выпускников.
За счет технологии зум-презентации, материалы модуля могут быть хорошо структурированы и представлены максимально наглядно. В содержании презентации должны быть отображены межпредметные связи физики с образовательной областью «Технология».
В нашем исследовании разрабатывается содержание и технология реализации блочномодульной организации учебного материала для вариативной составляющей содержания обучения в рамках индустриально-технологического профиля. С целью дидактической поддержки интегрированного модуля «Физика в технологии» для каждого профессионального блока, разрабатывается комплекс зум-презентаций. Данные цифровые комплексы являются целесообразным дополнением к действующим учебно-методическим комплектам, подготовленным для профильных классов старшей школы.
Библиографический список
1. Бабина, С.Н. Интеграция технологического и физического образования учащихся школ (научно-методические основы и педагогический опыт реализации): монография [Текст]/ С.Н. Бабина. - М.: Изд-во «Прометей» МПГУ, 2002. - 320 с.
2. Гилева, Е. А. Инновационные процессы в технологическом образовании школьников: анализ результатов и тенденций развития [Текст] / Е. А. Гилева // Технологическое образование и устойчивое развитие региона: Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск: НГПУ, 2007.
3. Ильин, И.В. Изучения вопросов прикладной физики в средней школе с применением средств ИКТ [Текст] / И.В. Ильин // Вестник Пермского государственного педагогического университет. - 2010. - № 6.- С. 149-162.
4. Ильин, ИВ., Печеный, А.П. Структурирование и систематизация учебной технической информации и использование современных технологий по ее представлению и визуализации [Текст] / И.В. Ильин, А.П. Печеный // Вестник Пермского государственного педагогического университет. - 2010. - № 6.- С. 112-116.
5. Кулигин, П.Г. Межпредметные связи в процессе обучения [Текст] / П.Г. Кулигин. - М.: Просвещение, 1981.
6. Государственный стандарт среднего (полного) общего образования) [Электронный ресурс] - 1ЖЬ:Шр://www.edu.ru/db/portal/obschee/ (дата обращения: 06.11.2010).
