Педагогические приемы в рамках курса физики, формирующие критическое мышление у студентов факультета «Наноматериалов и нанотехнологий»

Садыкова А.Ю.

УДК 53.01:53.02:53.06

А. Ю. Садыкова

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ В РАМКАХ КУРСА ФИЗИКИ, ФОРМИРУЮЩИЕ КРИТИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ У СТУДЕНТОВ ФАКУЛЬТЕТА «НАНОМАТЕРИАЛОВ И НАНО ТЕХНОЛОГИЙ»

Ключевые слова: критическое мышление, качество обучения.

В статье рассматриваются аспекты формирования критического мышления в рамках обучения курсу общей физики на факультете «Наноматериалов и нанотехнологий».

Keywords: critical way of thinking, quality of education.

The article is devoted to the aspects of the forming the critical way of thinking in the framework of teaching general physics on the faculty of «Nanomaterials and nanotechnology».

Введение

Широкое внедрение информационных технологий в повседневную жизнь оказывает многостороннее влияние на общество в целом. Причем это влияние как положительное, так и отрицательное. С одной стороны, благодаря новым технологиям общество становится более открытым, доступ к информации расширяется, увеличивается скорость коммуникаций, новые технологии становятся инструментом бытия, усиливается интерактивный обмен, увеличивается объем визуализированной информации. С другой стороны, уменьшается степень выборочности в отборе информации, снижается уровень общественного контроля над достоверностью информации, что, в свою очередь, оказывает существенное влияние на уровень критического восприятия, отбора, трансляции и ретрансляции информации, как на массовом, так и на индивидуальном уровне.

Одним из законов информационного общества [1], в которое вступило человечество в ХХ веке, является закон удвоения информации каждые две недели. Совершенно естественно, что на уровне отдельно взятой личности уследить за степенью достоверности информации очень сложно. Кроме того, данная личность должна обладать сформированным и устойчивым критическим мышлением. Такое мышление должно формироваться системой образования.

1. Основные тенденции в сфере образования, связанные с информатизацией

Внедрение новых информационных технологий оказали большее влияние на систему начального и среднего образования в Российской Федерации. В особенности в Республике Татарстан, благодаря государственной программе информатизации, принятой на основании соответствующего республиканского закона [2], практически повсеместно во всех школах и средних специальных учебных заведениях был обеспечен технически и организационно доступ во всемирную систему Internet. Появились новые программы интерактивного доступа, система обучения обогатилась широким спектром различ-

ных визуальных учебных материалов, возникли интерактивные формы общения между педагогами и учащимися, в том числе и между учебными заведениями различных локальных сообществ. Однако, только в последние несколько лет стала появляться информация о проявляющихся последствиях негативного влияния широкого внедрения информационных технологий на новое поколение, причем тревогу бьют в основном родители и психологи, говоря об Internet - зависимости, возникающей вследствие виртуального общения в социальных сетях и игровой зависимости. В этой связи предлагается перечень мер, сводимых к ограничению либо временного, либо блокирующего доступа к электронной информации. Следует отметить, что влияние негативных последствий шире и глубже. Представляется, что основной негативной чертой является вырабатываемое небрежное, некритичное, потребительское отношение к получаемой информации. Второй негативной чертой является отсутствие разумной «цензуры» и «корректуры», то есть системы ограничения поступления непроверенной и безграмотной, в широком смысле этого слова, информации. К примеру, никто не может отрицать того факта, что сейчас основной электронной энциклопедией является «Wikipedia». Простое сравнение формирования традиционных энциклопедических предметных словарей или энциклопедий, в которых подготовка информации отдельных разделов поручалась узким и признанным специалистам в каждой конкретной отрасли, с публичным и добровольным формированием разделов всемирной электронной энциклопедии «Wikipedia», говорит о необходимости тщательной проверки данных, размещенных в «Wikipedia», и о необходимости системы формирования критического предметного мышления у поколения «Next». Одним из массовых следствий негативного внедрения информационных технологий является и снижение уровня качества знаний, полученных в результате среднего образования и оцениваемых по системе ЕГЭ. При этом отметим, что как сами работники образования, так и общественное сознание были готовы только к положительным результатам вследствие внедрения новых информационных технологий в повседневную жизнь.

В контексте негативного следует упомянуть и небрежное общественное отношение к авторским

правам, вопрос о которых публично озвучивается, в основном, когда это касается сферы шоу-бизнеса и киноиндустрии, и еле слышен при использовании авторских педагогических методик, разработок учителей школ, педагогов средних специальных и высших учебных заведений.

Трансформации в системе образования, в связи с внедрением информационных технологий в учебный процесс, совпали по времени с переходом к двухуровневой системе в сфере высшего образования Российской Федерации. Отметим при этом, что система высшего образования РФ, будучи консервативной (свойственной формой для системы образования), что является положительным фактором, сохраняет системность в подготовке кадров, и внедряет информационные технологии в практику производственной деятельности медленнее, чем система среднего и специального образования. Это связано, не столько со скудностью материальной базы высших учебных заведений, а с тем, что целевая общегосударственная политика РФ проводилась в направлении приспособления отечественной системы высшего образования к европейским стандартам, определенным Болонским процессом, в русле общего процесса глобализации и касалась содержательной компоненты.

2. Простые приемы формирования критического мышления в курсе физики

Переход к двухуровневой системе высшего образования неожиданно для образовательного сообщества обозначил некоторые проблемы, которые при подготовке специалистов технического профиля представляются крайне важными.

Все чаще в средствах массовой информации, в социальных сетях появляются сообщения о возникающих в повседневной жизни техногенных ситуациях, которые связаны с так называемым человеческим фактором, с технической или технологической безграмотностью, с пониженным чувством персональной ответственности. Данная тенденция «набирает обороты». Наиболее ярким примером, характеризующим данное утверждение, и непосредственно связанное именно с технической безграмотностью, является разбор причин, повлекших катастрофу ХХ века в г.Чернобыль, когда ради электротехнического эксперимента были проигнорированы азбучные истины условий протекания управляемых ядерных реакций деления, как правило, излагаемые студентам 1 и 2 ого годов обучения в рамках курса физики в техническом вузе.

Именно поэтому высшим учебным заведениям, в чьи функции входит подготовка кадров технического профиля, следует в рамках предметных курсов уделять особое внимание вопросам формирования критического мышления при использовании данных, постановке задач и практических методах реализации экспериментов.

В авторской методике преподавания курса физики, которой посвящены некоторые публикации [3-9], был использован ряд приемов, на которых остановимся ниже, направленных на выработку

критического мышления, принимая во внимание актуальность этого аспекта при формировании профессиональных навыков специалиста. Отметив при этом, что есть особенности при работе со студентами, обучающимися по программам очной или заочной форм обучения.

Рассмотрим различные приемы, которые были использованы в рамках традиционных видов занятий: лекций, лабораторного практикума, практических занятий для очного отделения и контрольных заданий для заочного отделения для студентов, обучающихся в Институте нефти, химии и нанотех-нологий.

Говорят: «Лучший комплимент лектору -ошибка, замеченная слушателем». Поэтому опытный и профессиональный лектор всегда может использовать прием «намеренно допущенной ошибки» для проверки студентов во время потоковых лекций на степень внимания и погруженности в предмет. В рамках используемой методики [6] чтения лекций студентам, обеспеченных краткими конспектами лекций, во время чтения вводной лекции по курсу физики делается упор на целях курса и на перечислении тех компетенций, которыми должен обладать любой технический специалист. Легче всего проверить степень внимания студентов на лекции по физике, когда при написании формул лектор намеренно пропускает обозначение векторов, а затем, в случае, если ошибка не была замечена студентами, просит найти ошибку в записи на доске, сравнив с текстом конспекта лекций, изданного типографским способом. Данным приемом лучше пользоваться при изучении раздела «механика и молекулярная физика», то есть в самом начале изучения курса физики.

При чтении лекций по разделу «электричество и магнетизм», помимо описанных выше приемов, используется прием «намеренно допущенных ошибок», но уже в текстах конспектов лекций [7] при указании направления токов, векторов напряженности электрического и магнитного поля на рисунках. Студентам предлагается обнаружить неточности, при этом даются комментарии о том, что любой человек ошибается, даже специалист, публикующий научный или методический труд. Делается акцент на том, что технический специалист должен подвергать сомнению и проверять любую информацию по нескольким источникам.

При изучении разделов «оптика, строение атома, элементы квантовой механики, строение ядра» [8] или «дополнительных глав физики» разбираются примеры, в которых важно оценить границы применимости тех или иных понятий, закономерностей, в особенности для случаев движения со скоростями, близкими к скорости света в вакууме. Особое внимание необходимо уделять критериям оценок порядка численных значений физических величин. Именно в данной части рассматривается пример катастрофы на чернобыльском атомном реакторе, о чем было уже сказано в статье. При этом сначала излагаются физические принципы, лежащие в основе моделей ядерных реакций, а потом зачитывается газетная статья почти многолетней давности, в которой описана хронология событий в контексте дей-

ствий персонала. Оценивается техническая грамотность и степень гражданской ответственности лиц, проводивших эксперимент. Делается упор на масштабе и характере последствий в результате безграмотных действий персонала.

В последние несколько лет, после интенсивного проникновения в повседневную жизнь планшетных компьютеров и смартфонов возникла большая проблема, которую можно условно назвать «информационной ленью». Реалии сегодняшнего дня таковы, что студенты вместо того, чтобы заранее подготовить и изучить материал учебников, необходимый для защиты теоретических вопросов по лабораторному практикуму по физике, просто в ответ на задаваемый преподавателем вопрос, обращаются к поисковику в Internet-е и зачитывают без осознания то, что выдает поисковик. Такой подход к обучению и практическое игнорирование требований высшей школы к самостоятельной работе полностью лишает студентов возможности формирования у них критического мышления.

Поэтому в рамках защиты результатов экспериментов, проведенных во время лабораторного практикума, для формирования критического мышления весьма эффективно вызвать для защиты одной и той же лабораторной работы несколько бригад, попросив взаимно оценить степень достоверности полученных сокурсниками результатов.

Хороший эффект дает и используемая преподавателем схема вопросов: «что (определение), где (в бытовых или промышленных условиях), когда (почему)»?

К примеру, студенты часто при определении вакуума апеллируют к понятию давления в сравнении с атмосферным. Вопрос преподавателя о том, будет ли вакуум на вершине горы, где давление ниже атмосферного, приводит студента к необходимости следовать более четким физическим понятиям и критически оценивать определения, приводимые в Internet -е.

При защите каждой лабораторной работы следует требовать от студентов привести примеры аналогов рассматриваемых процессов и понятий в окружающей, повседневной жизни. Как показывает многолетняя практика использования подобного подхода, студенты начинают демонстрировать элементы критического мышления уже к концу первого семестра в рамках лабораторного практикума и вынуждены отказаться от механического подхода в поиске ответов на вопросы в Internet-е с помощью гаджетов.

Гораздо больше проблем возникает при выработке критической и «быстрой» оценки порядка величин и степени достоверности собственных результатов. Здесь сказываются, выработанные годами в рамках школьной программы, принципы использования калькуляторов и игнорирование необходимости тщательной работы с единицами измерений.

Для специалистов, работающих в сфере на-номатериалов и нанотехнологий, особенно важно понимание границ применимости отдельных физических понятий, поскольку процессы проходят в особом диапазоне размеров физических объектов и,

в своем большинстве, на уровне моделей процессов. Хотя справедливости ради отметим, что это важный аспект уровня профессионализма и технической культуры любого выпускника технического вуза.

Выработка навыков критического мышления в отношении численных значений результатов расчетов наиболее эффективно формируется при решении задач. Здесь есть отличия при работе со студентами дневной формы и заочной форм обучения.

В разработанных вариантах контрольных заданий для студентов, обучающихся в Институте нефти, химии и нанотехнологий, в формулировках ряда задач были допущены «осознанные неточности», приводящие к неоднозначной трактовке условий, и подобраны такие численные значения физических величин и единиц измерений, которые при решении приводят к абсурдным выводам. К примеру, в тексте задачи написано, что тело брошено с начальной скоростью вертикально. Но не указано вверх или вниз. Таким образом, студенту предстоит разобрать два варианта. Или в случае другой задачи о пловцах, переплывающих реку по разным траекториям, скорость течения указывается в м/с, а скорость пловцов в км/ч. Если решение задачи происходит осознанно, то студент должен привести все единицы измерения в единой системе СИ. Грамотный алгоритм решения сразу приводит к несоизмеримости величин в данной задаче.

Студенты очной формы обучения бывают предупреждены заранее, что в контрольных заданиях есть специально допущенные неточности и ошибки. Поскольку для факультета «наноматериа-лов и нанотехнологий» на практических занятиях используется бригадный подход [9], то уже на стадии поиска решений, студенты обсуждают между собой наличие и отсутствие ошибок в формулировках задач и в численных значениях. На практическом занятии наличие или отсутствие ошибки озвучивается, приводятся доказательства. При таком подходе студенты очной формы обучения вынуждены осмысленно и критически подходить к процессу выполнения заданий.

В случае, когда задания выполняются студентами заочной формы обучения, возникает ряд иных проблем. Не секрет, что недобросовестные студенты прибегают к коммерческим услугам при выполнении контрольных заданий. Включение «осознанных неточностей» позволяет выявить факты механического списывания. Кроме того, повышенные требования к работе с единицами измерений, также помогает преподавателю выявить факты недобросовестного выполнения заданий. Поскольку, так называемые «коммерсанты от образования» даже предположить не могут факта наличия «осознанных неточностей» и «намеренно неверных» значений физических величин.

Кроме того, ряд задач контрольных заданий носят качественный характер, что также требует осознанного краткого критического ответа на поставленные вопросы.

Выводы

Обсуждены простые приемы, которые может использовать преподаватель в рамках курса физики для нивелирования некоторых отрицательных тенденций, связанных с широким использованием гаджетов студентами в процессе обучения. Рассмотрены приемы, позволяющие выработать элементы критического мышления во время лекций, практических и лабораторных занятий. Обсуждены возможности формирования критического мышления на примере «осознанных неточностей и ошибок».

Литература

1. А.Ю.Садыкова, В сб. Ежегодник «Глобализация и национальная самобытность. Форум языков. Информационный век и гражданское общество». «Центр инновационных технологий»,Казань,2006. С. 23-36.

2. Закон РТ N 58-ЗРТ от 13.11.2007 "Об информационных системах и информатизации Республики Татарстан" Принят Государственным Советом Республики Татарстан 17 октября 2007 года.

3. А.Ю.Садыкова. Н.А.Кузина, Вестник Казан. технол. ун-та., 14, 11, 246-248 (2011);

4. А.Ю.Садыкова. Т.Ю.Старостина, Вестник Казан. технол. ун-та., 14, 12, 215-216 (2011);

5. А.Ю.Садыкова, Вестник Казан. технол. ун-та., 16, 3, 296-299 (2013).

6. А.Ю.Садыкова,Е.С.Нефедьев , Е.В.Бурдова, А.Н. Глебов, Р.Р.Шипилова. Краткий конспект лекций по физике Часть.1.Механика и молекулярная физика с примерами по теме «Нанотехнологии и наноматериалы» и контрольными заданиями. «Экоцентр», Казань,

2011. 72 с.

7. А.Ю.Садыкова, Е.С. Нефедьев, А.Н.Глебов, Р. Р. Шипилова. Краткий курс лекций по физике с контрольными заданиями Часть.11.Электричество и магнетизм». «Экоцентр», Казань, 2012. 64 с.

8. А.Ю.Садыкова, Е.С. Нефедьев, А.Н.Глебов, Р. Р. Шипилова. Краткий курс лекций по физике Часть.Ш. Оптика, строение атома, элементы квантовой механики, строение ядра. «Экоцентр», Казань,

2012. 54 с.

9. А.Ю.Садыкова, Э.И.Галеева, Вестник Казан. технол. ун-та., 16, 15, 277-281 (2013).

Аннотация научной статьи по СМИ (медиа) и массовым коммуникациям, автор научной работы — Садыкова А.Ю.

Похожие темы научных работ по СМИ (медиа) и массовым коммуникациям , автор научной работы — Садыкова А.Ю.