Предметные затруднения учителей физики и возможные пути повышения профессиональной компетентности Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 37.012.3: 372.8

https://doi.org/10.24411/2226-2296-2019-10101

Предметные затруднения учителей физики и возможные пути повышения профессиональной компетентности

С.В. Слинкин1, Э.Ф. Садыкова2, В.В. Клюсова1

1 АУ ДПО Ханты-Мансийского автономного округа - Югры «Институт развития образования», 628012, г. Ханты-Мансийск, Россия ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2039-0232, E-mail: ssv@iro86.ru

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4418-5193, E-mail:kvv@iro86.ru

2 ФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет», 625000, г. Тюмень, Россия ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4298-1383, E-mail: e.f.sadykova@utmn.ru

Резюме: В статье обсуждается тема предметных затруднений учителей физики, выявленных в результате диагностики обучающихся и педагогов ХМАО - Югры. Выявлены темы, разделы школьного курса физики и типы заданий, вызывающие наибольшие затруднения у педагогов и обучающихся. Проведено сопоставление между уровнями предметной подготовки педагогов и обучающихся по материалам государственной итоговой аттестации основного общего и среднего общего образования. Полученные данные говорят о наличии проблемных областей в предметных знаниях и учителей, и обучающихся, на которые следует обратить особое внимание при построении индивидуальных траекторий повышения квалификации учителей физики. Также обсуждаются вопросы повышения эффективности предметной и методической подготовки студентов педагогических вузов - будущих учителей физики. Особое внимание уделяется вопросу усиления компетентностной составляющей содержания физического образования, практико-ориентированной подготовки, умению решения качественных и олимпиадных задач по физике.

Ключевые слова: оценивание и аттестация, контроль качества, государственная итоговая аттестация выпускников, единый государственный экзамен, профессиональные компетенции, предметные затруднения педагогов, педагогическое образование, методика обучения физике.

Для цитирования: Слинкин С.В., Садыкова Э.Ф., Клюсова В.В. Предметные затруднения учителей физики и возможные пути повышения профессиональной компетентности // История и педагогика естествознания. 2019. № 1. С. 5-8. D0I:10.24411/2226-2296-2019-10101

SUBJECT DIFFICULTIES OF PHYSICS TEACHERS AND POSSIBLE WAYS TO IMPROVE PROFESSIONAL COMPETENCE Sergey V. Slinkin1, Elsa F. Sadykova2, Victoria V. Klusova1

1 AU DPO Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug-Ugra "Institute of education development", 628012, Khanty-Mansiysk, Russia ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2039-0232, E-mail: ssv@iro86.ru

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4418-5193, E-mail:kvv@iro86.ru

2 Tyumen State University, 625000, Tyumen, Russia

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4298-1383, E-mail: e.f.sadykova@utmn.ru

Abstract: The article discusses the subject difficulties of physics teachers identified as a result of diagnostics of students and teachers in the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug - Ugra. The topics, sections of school physics course, and types of tasks causing the greatest difficulties for teachers and students are revealed. The comparison between the levels of subject preparation of teachers and students is made on the basis of the materials of the state final examination of basic general and secondary general education. The data obtained indicate the presence of problem areas in the subject knowledge of both teachers and students, to which special attention should be paid when building individual trajectories of advanced training for physics teachers. The improving the effectiveness of subject and methodological training for students of pedagogical universities, future teachers of physics, is also discussed. Special attention is paid to the strengthening the competence component of the content of physics education, practice-oriented training, the ability to solve qualitative and Olympiad problems in physics.

Keywords: testing and assessment, quality control, state final examination, unified state examination, professional competence, subject difficulties of teachers, teacher education, physics teaching methods.

For citation: Slinkin S.V., Sadykova E.F., Klusova V.V. SUBJECT DIFFICULTIES OF PHYSICS TEACHERS AND POSSIBLE WAYS TO IMPROVE PROFESSIONAL COMPETENCE. History and Pedagogy of Natural Science. 2019, no. 1, pp. 5-8. DOI:10.24411/2226-2296-2019-10101

1 ■2019

История и педагогика естествознания

Введение

В данной работе проведен анализ типичных ошибок и затруднений, которые испытывают учителя физики общеобразовательных организаций и обучающиеся при подготовке к итоговой государственной аттестации (ОГЭ и ЕГЭ) по физике. Для выявления предметных затруднений использовались тестовые материалы, сформированные на основе заданий государственной итоговой аттестации выпускников школ по предмету «Физика». Задания итоговой государственной аттестации выпускников включали элементы ядра содержания физического образования в строгом соответствии с федеральным компонентом государственного стандарта основного и среднего (полного) общего образования [1-2]. Именно результаты государственной аттестации выпускников характеризуют уровень достижения результатов освоения ООП общего образования [3-5].

Материалы и методы исследования

Педагогам предлагались задания, направленные на выявление сформи-рованности общеучебных умений, навыков и способов деятельности. При этом приоритетными были задания, нацеленные на знание понятийного аппарата, владение методологическими умениями и компетенциями для объяснения физических процессов, происходящих в неживой природе, решение количественных и качественных физических и прикладных задач.

Диагностика проводилась с использованием программного диагностического модуля, наполненного тестовыми заданиями по физике одинаковыми и для обучающихся, и для учителей. В диагностике участвовали педагоги и обучающиеся Ханты-Мансийского автономного округа - Югры (в том числе 438 учителей физики). Участвовавшие в мероприятии педагоги имели возможность пройти тестирование по материалам одного из двух уровней общего образования (9-й или 11-й класс) или по двум уровням одновременно.

Результаты исследований и их обсуждение

Результаты тестирования по программам среднего общего образования по физике учителей и обучающихся приведены на рис. 1. По оси абсцисс указан номер задания в тесте, а по оси ординат - процент учителей и обучающихся, правильно выполнивших соответствующее задание теста.

Проанализировав данные гистограммы (рис. 1), можно отметить, что

Рис. 1. Результаты выполнения заданий тестирования по материалам государственной итоговой аттестации обучающихся по программам среднего общего образования (физика) педагогов и обучающихся (процент выполнивших задание от общего количества участников)

% 100

80 60 40 20 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

■ учителя

■ обучающиеся

наибольшие затруднения у педагогов вызвали следующие задания, направленные:

- на решение расчетной задачи из разделов: «Электродинамика»; «Квантовая физика» (49%, задание 27);

- изменение физических величин в процессах из раздела «Электродинамика» (50%, задание 17);

- решение расчетной задачи из раздела «Молекулярная физика» (60%, задание 26).

Из результатов, представленных на гистограмме, видно, что есть «западающие» темы у обучающихся и учителей.

Результаты тестирования по программам основного общего образования по физике учителей и обучающихся приведены на рис. 2.

Наибольшие сложности у педагогов вызвали задания связанные с:

- сопоставлением информации из разных частей текста. Применение информации из текста физического содержания (52%, задание 22);

- решением расчетной задачи из раздела «Механические явления» (54%, задание 6);

- задания, связанные с владением основ знаний о методах научного познания (56%, задание 16).

Анализируя гистограмму, можно отметить, что результаты педагогов в целом выше, чем у обучающихся. Однако эта разница не такая значительная, как можно было бы ожидать. И даже по некоторым темам наблюдаются так называемые инверсии результатов, когда обучающиеся выполняют тестирование лучше учителей.

Например, на базе основного общего образования инверсными заданиями являются:

- решение задач из раздела «Механическое движение. Равномерное и равноускоренное движение» (задание 1);

- на понимание и анализ информации, представленной в виде таблицы,

графика или рисунка (схемы) из раздела «Физические явления и законы» (задания 16, 19);

- на понимание и анализ экспериментальных данных, представленных в виде таблицы, графика или рисунка (схемы) из раздела «Физические явления и законы» (задание 20);

- на извлечение информации из текста физического содержания (задание 21);

- на сопоставление информации из разных частей текста и применение информации из текста физического содержания (задание 22).

На базе среднего общего образования инверсными заданиями являются: на установление соответствия между графиками и физическими величинами; между физическими величинами и формулами и единицами измерения (23%, задания 16, 23, 27).

Наблюдаемая инверсия результатов, на наш взгляд, возникает потому, что учитель не является единственным субъектом обучения по предмету и обучающиеся пользуются услугами репетиторов, различных подготовительных курсов, интернет-источниками и другими средствами обучения при подготовке к экзамену. Наличие подобного результата должно стать темой отдельного анализа и обсуждения в институциональных, муниципальных и региональных методических объединениях учителей физики.

Тестовые задания оценивались по 100-балльной шкале с учетом их сложности и количества . Для проведения анализа нами использована условная шкала определения уровня предметной подготовки педагогов и обучающихся по аналогии с применяемой для перевода баллов по результатам государственной итоговой аттестации обучающихся по программам основного общего и среднего общего образования в пятибалльную систему оценивания знаний

История и педагогика естествознания

1 ■2019

Рис. 2. Результаты выполнения заданий тестирования по материалам государственной итоговой аттестации обучающихся по программам основного общего образования (физика) педагогов и обучающихся (процент выполнивших задание от общего количества участников)

% 100

80

60

40

20

0

1

Ш

Ш

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

■ учителя

■ обучающиеся

Таблица 1.

Уровни предметной подготовки педагогов и обучающихся

Уровень готовности педагога Количество набранных баллов

Низкий Менее 60

Средний От 61 до 80

Высокий От 81 до 100

Таблица 2.

Средний балл обучающихся и педагогов по результатам тестирования по материалам государственной итоговой аттестации обучающихся

Предмет Средний балл

обучающихся учителей по уровням учителей в целом по предмету

Физика 11-й класс 52,1 78,6 81,8

Физика 9-й класс 60,8 84,9

Отметим, что проведенная диагностика типичных ошибок и затруднений обучающихся и педагогов не ставила своей целью проследить влияние особенностей преподавания и уровня предметных компетенций педагогов на учебные достижения обучающихся. Однако данное исследование позволяет выявить те факторы, которые могут непосредственно влиять на результаты обучения.

Отсутствие прямой корреляции между «западающими» темами в подготовке учителей и обучающихся, безусловно, подчеркивает недостаточную методическую компетентность учителей. В связи с этим остро стоит вопрос качественного повышения квалификации педагогов в области методики преподавания физики.

Полученные нами данные позволили провести сопоставления между уровнями предметной подготовки педагогов и обучающихся по физике по материалам государственной итоговой аттестации основного общего и среднего общего образования. Они позволяют с определенностью утверждать о наличии проблемных областей в пред -метных знаниях и учителей, и обучающихся, на которые следует обратить особое внимание при построении индивидуальных траекторий повышения квалификации педагогов.

Таблица 3.

Уровни предметной подготовки учителей-предметников по физике

Уровень предметной подготовки педагогов 11-й класс 9-й класс

кол-во % кол-во %

Низкий 28 10,5 10 3,1

Средний 88 33,0 7 СО 22,6

Высокий 151 56,5 240 74,3

обучающихся общеобразовательных организаций (табл. 1).

В соответствии с данными уровнями и количеством набранных баллов педагогов и обучающихся приведен анализ результатов мониторинга. В табл. 2 приведены значения средних баллов обучающихся и педагогов по результатам тестирования по физике.

Распределение учителей по уровням предметной подготовки приведено в табл. 3.

Общее количество протестированных учителей, показавших низкие и средние результаты, составило 43,5% (116 человек), и это является, на наш взгляд, признаком недостаточной предметной и методической подготовки педагогов. Высокие результаты показали 56,5% (151 человек) от общего чис-

ла протестированных по материалам среднего общего образования (ЕГЭ).

Общее количество протестированных учителей, показавших низкие и средние результаты, составило 25,7% (83 человека) и высокие результаты 74,3% (240 человек) от общего числа протестированных по материалам основного общего образования (ОГЭ).

Незначительную разницу между низким средним баллом у обучающихся (52,1 и 60,8), и средним баллом у педагогов (78,6 и 84,9) можно объяснить, на наш взгляд, недостаточной предметной, методической и технологической подготовкой учителей физики, которые сами недостаточно хорошо владеют предметом и методикой его преподавания и поэтому не могут передать имеющиеся знания и сформировать необходимые компетенции у обучающихся.

О методических аспектах подготовки будущих учителей физики

Отдельной актуальной темой, выявленной в ходе данного исследования, является качество подготовки студентов педагогических вузов по предмету «Физика». По мнению автора, следует обратить особое внимание на предметную и методическую подготовку будущих учителей физики. Для этого в образовательном процессе в вузе необходимо усилить практико-ориен-тированную составляющую подготовки учителей физики. Важно научить студентов работать с заданиями разных типов. Например:

- задания с множественным выбором (с рисунком);

- задания на установление сопоставления;

- задания на определение вида графиков (например, для механических или электромагнитных колебаний в колебательном контуре);

- задания на интерпретацию результатов экспериментов в виде графических или табличных зависимостей, задания со свободным развернутым ответом, требующим от обучающихся умений обоснованно и кратко, логично

1 ■ 2019 История и педагогика естествознания

излагать свои мысли (необходимо обучать «физической речи» - правильно письменно излагать свои мысли и др.);

- задания контекстного характера на дополнение недостающей информации, представленной в виде схем и таблиц;

- задания, связанные с работой с изображением модельных теоретических заданий и нахождением ошибок в подписях к ним;

- задания, предусматривающие решение расчетных задач с развернутым ответом, в которых используются новые ситуации и необходимо самостоятельно выбрать адекватную физическую модель и выстроить собственный ход решения задач (отрабатывать алгоритмы их решения, применять знания в новой ситуации при решении задач для обоснования полученных результатов);

- задания, предусматривающие умение решать качественные задачи, то есть выстраивать доказательные рассуждения с опорой на изученные законы и свойства физических явлений.

Одним из направлений совершенствования предметной подготовки учителей является овладение методикой проведения олимпиад по физике.

Имеющиеся в автономном округе многолетние результаты муниципальных и региональной олимпиады по физике показывают, что, в целом, слабо проработанными темами являются: механическое движение; молекулярная физика и термодинамика; электричество и магне-

тизм; волновая и геометрическая оптика; основы квантовой физики.

Особое внимание при подготовке учителя к проведению олимпиад необходимо уделить заданиям практико-ориентированного характера, которые позволяют оценить не только учебные достижения обучающихся, глубину знаний по физике, но и умение применять полученные знания в реальной жизни. Например, выбор установки для проведения опыта по заданной гипотезе, запись показаний прибора с учетом заданной абсолютной погрешности измерений. Полноценное овладение приемами проведения измерений и опытов возможно только при выполнении лабораторных опытов на реальном оборудовании. Использование только теоретических форм обучения отрицательно сказывается на освоении содержания и формировании умений объяснять физические явления и процессы.

Наиболее важным видом деятельности педагога является владение методикой решения задач разных уровней сложности, позволяющей проверить умение применять физические законы и формулы, как в типовых учебных, так и в нестандартных ситуациях, требующих проявления достаточно высокой степени самостоятельности при комбинировании известных алгоритмов действий или создании собственного плана выполнения задания. Также важным моментом в методической и предметной подготовке учителя является

решение качественных задач по физике. В качественных задачах обучающиеся должны понимать физическую суть процессов и явлений природы, не допускать ошибок при построении объяснений, при этом особое внимание следует уделять проведению комплексного анализа физических процессов [6].

Для этого на уроках необходимо чаще использовать обучающие задания, требующие проведения анализа отдельных характеристик процессов. Эффект увеличится, если для представления процессов отбирать разные способы изложения информации (словесный, табличный, схематичный и др.). Нужно стремиться использовать задания с различными текстами, с наличием лишних или недостающих данных, это будет способствовать лучшему осмыслению условий задачи, адекватному выбору физической модели, обоснованности суждений.

Заключение

Таким образом, при подготовке будущих учителей физики в вузе, при повышении квалификации работающих учителей особое внимание нужно обратить на усиление предметной и методической подготовки, а также компетентностной составляющей содержания физического образования и практико-ориентированной подготовки, что необходимо для умения решать качественные и олимпиадные задачи.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. URL: http://iro8B.rU/images/documents/Obrazovatl._ Standart/fgos_OOO.pdf (дата обращения 25.01.2019)

2. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования. URL: http://iro8B.rU/images/documents/Obrazovatl._ Standart/fgos_SOO.pdf (дата обращения 25.01.2019)

3. Васильев В.И., Красильников В.В., Плаксий С.И. Оценка качества деятельности образовательного учреждения. М.: ИКАР, 2005. 320 с.

4. Каинова Э.Б. Критерии качества образования: основные характеристики и способы измерения. М.: АПКиППРО, 2005. 78 с.

5. Пермяков О.Е. Методологические основы и технологии оценки индивидуальных образовательных достижений в системе профессионального образования. М.: ФИРО, 2008. 422 с.

B. Демидова М.Ю. Методические рекомендации для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок участников ЕГЭ 2017 года по физике. М.: ФИПИ, 2017. 31 с.

REFERENCES

1. Federal'nyy gosudarstvennyy obrazovatel'nyy standart osnovnogo obshchego obrazovaniya (Federal state educational standard of basic general education) Available at: http://iro8B.ru/images/documents/Obrazovatl._Standart/fgos_OOO.pdf (accessed 25 January 2019)

2. Federal'nyy gosudarstvennyy obrazovatel'nyy standart srednego obshchego obrazovaniya (Federal state educational standard of basic general education) Available at: http://iro8B.ru/images/documents/Obrazovatl._Standart/fgos_SOO.pdf (accessed 25 January 2019)

3. Vasil'yev V.I., Krasil'nikov V.V., Plaksiy S.I. Otsenka kachestva deyatel'nosti obrazovatelnogo uchrezhdeniya [Evaluation of the quality of the activities of an educational institution]. Moscow, IKAR Publ., 2005. 320 p.

4. Kainova E.B. Kriteriikachestva obrazovaniya: osnovnyye kharakteristiki isposoby izmereniya [Criteria for the quality of education: basic characteristics and methods of measurement]. Moscow, APKiPPRO Publ., 2005. 78 p.

Permyakov O.Ye. Metodologicheskiye osnovy i tekhnologii otsenkiindividuafnykh obrazovatel'nykh dostizheniy v sisteme professional'nogo obrazovaniya [Methodological bases and technologies of assessing individual educational achievements in the system of vocational education]. Moscow, FIRO Publ., 2008. 422 p.

Demidova M.YU. Metodicheskiye rekomendatsii dlya uchiteley, podgotovlennyye na osnove analiza tipichnykh oshibok uchastnikov YEGE 2017 goda po fizike [Methodical recommendations for teachers, prepared on the basis of the analysis of typical errors of the Unified State Exam, 2017 in physics]. Moscow, FIPI Publ., 2017. 31 p.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Слинкин Сергей Викторович, к.ф.-м.н., проф. кафедры общего и дополнительного образования, заместитель директора по учебно-методической работе, АУ ДПО Ханты-Мансийского автономного округа -Югры «Институт развития образования». Садыкова Эльза Фаилевна, к.п.н., доцент кафедры естественнонаучных дисциплин и методик преподавания, Тюменский государственный университет.

Клюсова Виктория Викторовна, к.п.н., доцент, АУ ДПО Ханты-Мансийского автономного округа - Югры «Институт развития образования».

Sergey V. Slinkin, Cand. Sci. (Ph.-m.), Prof. of the Department of General and Additional Education, Deputy Director for Educational and Methodical Work, AU DPO Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug-Ugra "Institute of education development".

Elsa F. Sadykova, Cand. Sci. (Ped.), Assoc. Prof. of the Department of Natural Sciences and Teaching Methods, Tyumen State University. Victoria V. Klusova, Cand. Sci. (Ped.), Assoc. Prof., AU DPO Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug-Ugra "Institute of education development".

История и педагогика естествознания

1 ■2019