Совершенствование профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин к постановке физического эксперимента

Профессиональная подготовка учителя естественных дисциплин — одно из наиболее важных и ответственных звеньев современного высшего педагогического образования. Это объясняется тем, что цикл естественных дисциплин обладает не только большим потенциалом образовательного воздействия на человека, но и значительными возможностями для формирования научного мышления и миропонимания будущего специалиста. Охватывая значительную часть человеческой истории, естественные науки могли бы стать «основой нового университетского образования, целью которого (там, где оно не может готовить специалистов) было бы готовить, по крайней мере, людей, которые могли бы отличить шарлатана от специалиста» [96, с.328].

В этом направлении главенствующее положение занимает физика в силу своей лингвистической и методологической роли по отношению к другим естественным наукам. Поэтому ориентироваться в области физических знаний и методов исследования, составляющих основу всего естествознания, особенно важно для учителя естественных дисциплин.

История развития естественнонаучного образования свидетельствует о том, что метод физического эксперимента является основой эффективного преподавания естественных наук. Еще, А .Я. Герд в конце XIX века, поставив вопрос о значении естественных наук в образовании, отстаивал действенный подход к их преподаванию. Он призывал следовать педагогическому правилу: разумно сочетать рассказ с показом, чтобы ученик сам участвовал в добывании естественных знаний. Однако в настоящее время существенно сократился объем учебного времени, отведенного на изучение фундаментальных наук как в школе, так и в вузе, в частности, на занятия с постановкой физического эксперимента.

Так, в начале 50-х годов нашего столетия на изучение курса общей физики в пединститутах отводилось 544 часа с расчетом на 4 учебных семестра, доминирующее место в распределении часов между лекционными, практическими и лабораторными занятиями отводилось последним. При этом подчеркивалось, что в таких условиях можно обеспечить достаточный уровень знаний и умений у будущих учителей. Сегодня согласно учебному плану физико-математического факультета педвуза по специальности «математика и физика» на этот же курс с учетом возросшей информативной емкости материала отводится всего лишь 150 часов при его изучении в течение трех семестров с равномерным распределением между формами организации обучения. Значительно сокращено число лабораторных работ, выполняемых студентом за сроки обучения, многие из них выполняются на устаревшем оборудовании и не отвечают современным требованиям развития физической науки.

Все это в целом негативно сказывается не только на уровне образованности выпускников педвуза, но и на их профессиональной подготовке как учителей естественных дисциплин. Невысокий уровень естественнонаучной культуры, отсутствие твердых знаний по физике и смежным дисциплинам, низкое качество сформированности необходимых экспериментально-практических навыков и как следствие слабая мотивация к использованию метода физического эксперимента в профессиональной деятельности у многих выпускников педагогических институтов являются основными недостатками их подготовки к работе в школе.

Учитывая стремительный рост информационного потока, в процессе профессиональной подготовки необходимо обеспечить учителя не только теоретическими знаниями в соответствующей его профессии сфере деятельности, сформировать разносторонние практические умения, но, что особенно важно, помочь будущему педагогу овладеть методологической основой для результативной и творческой деятельности в новых условиях, не стандартных ситуациях. Способность к применению имеющихся или вновь добываемых знаний на практике в непривычных условиях для решения разного рода проблем, связанных с профессиональной деятельностью, становится одним из важнейших критериев оценки качества подготовки специалиста.

Согласно государственным требованиям к уровню подготовки выпускника учитель естественных дисциплин должен: владеть методами естественных наук, уметь работать с объектами в природных и лабораторных условияхуметь адаптировать естественнонаучные знания и умения к целям и задачам школьного образованияобладать организационно-деятельностными умениями, необходимыми для развития своих творческих способностей и повышения квалификациибыть психологически и методически подготовлен к работе в полии междисциплинарных областях знаний.

В соответствии с этим профессиональная подготовка учителя естественных дисциплин предполагает не только усвоение теоретического материала соответствующих наук, но и знание логики, методов и средств естественнонаучного познания в целом. В соответствии с этим учитель должен не только понимать сущность и значение методов, свойственных наукам его специальности, но и усвоить целую систему обобщенных теоретических знаний и умений методологического характера.

Методологическая составляющая образования выступает как средство, с помощью которого на основе имеющихся знаний и способов действия строится ориентировочная основа предстоящей деятельности. Будущему педагогу необходимо овладеть достаточной методологической базой для успешного и творческого использования физического эксперимента в преподавании естественных дисциплин.

Практика обучения студентов и проведенные исследования показывают, что недостаточное овладение рациональными и научно-обоснованными приемами постановки физического эксперимента тормозит процесс овладения студентами знаниями и умениями по выбранной специальности, увеличивает формализм и снижает уровень самостоятельности в выполнении учебных заданий, подавляет инициативу в процессе приобретения знаний и возможности творческого поиска в решении задач профессионального характера.

Ограниченность учебного времени по дисциплинам естествознания и необходимость в связи с этим эффективного использования доли учебного времени для самостоятельной работы студентов, требуют разработки новых эффективных дидактических приемов, направленных на глубокое усвоение получаемых знаний и отработку практических действий, основываясь на повышении уровня самостоятельности и творческой активности в процессе познавательной деятельности.

На этом пути возможно исследование методики обучения студентов постановке физического эксперимента в процессе совершенствования профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин в современных условиях высшего педагогического образования.

В нашем исследовании мы исходили из раскрытия современной роли экспериментального метода в естествознании с тем, чтобы определить место и функции физического эксперимента в профессиональной подготовке учителя естественных дисциплин с учетом дидактических принципов организации обучения в высшей школе.

Современная дидактика рекомендует, чтобы содержание учебного материала, структура и последовательность его подачи способствовали знакомству с логикой и методами самой науки, раскрывали эвристическую значимость методов науки в познании природы, отражали тесную связь научных и учебных методов познавательной деятельности [19, 33, 70, 108,154 и т. д.].

На эффективность отражения в формах обучения естественным дисциплинам методов соответствующих наук указывали A.M. Арсеньев, А .Я. Герд, В. В. Гориневский, Е. И. Барчук, В. А. Буров, И. С. Вайнер, С. Л. Вольштейн, Б. П. Есипов, В. В. Завьялов, Л. Я. Зорина, С. Е. Каменецкий, М. К. Карипова, Ф. Ф. Королев, В. П. Орехов, А. В. Перышкин, М. Ю. Пиотровский, С. В. Позойский, В. В. Усанов, А. В. Усова, В. Ф. Шилов, и др. Некоторые авторы предлагают организовывать деятельность студентов на основе сближения методов учебного познания и научного исследования [18, 29], в частности, предлагается соотносить элементы лабораторного практикума и научного эксперимента.

Изучение этих работ показало, что научные исследования вопросов, связанных с методикой использования физического эксперимента в школе, продвинулись дальше, чем аналогичные изыскания в области методики высшей школы. Это объясняется тем, что научно-методические исследования по вузовской тематике часто ограничиваются рамками методической работы.

Подробно изучены и описаны различные формы занятий по физическому эксперименту в методических разработках большого числа авторов, таких как В. М. Андреевский, Л. И. Анциферов, И. Т. Бовин, И. С. Вайнер, К. Н. Власова, В. Г. Глазырин, Л. Л. Гольдин, Л. Г. Деденко, В. В. Закотнов, Ф. Ф. Игошин, В. В. Керженцев, А. В. Кортнев, А. И. Кулаков, Н. Н. Майсова, А. П. Рымкевич, Ю. В. Рублев, И. М. Пищиков, О. Салимбаев и др.

Вопросы использования частнонаучных методов в школьном курсе физики получили освещение в ряде работ С. Л. Вольштейна, А. Т. Глазунова, В. Г. Зубова, А. А. Пинского, В. А. Фабриканта и др.

Попытки выявить основные причины недостатков в экспериментальной подготовке студентов сделаны И. Т. Бовиным, В. В. Завьяловым, В. Я. Синенко и др. Имеются работы, раскрывающие недостатки организации различных видов экспериментальной познавательной учебной деятельности [30, 158, 160 и т. д.].

Эти авторы приходят к выводу, что репродуктивный характер и недостаточный уровень осознания, осмысления структуры эксперимента, подавляют самостоятельность и творческую инициативу при выполнении экспериментальных заданий. Однако практика преподавания в педвузе показывает, что имеются серьезные недостатки в формировании практических умений и навыков у студентов в плане самостоятельного выполнения ими работ лабораторного практикума и тем более в области соответствующей методики обучения школьников.

Некоторые ученые и методисты находят причины недостатков в школьной и вузовской практике в неэффективном использовании вопросов методологии науки в содержании образования (Ю.К. Бабанский, А. П. Беляева, М. А. Данилов, И. Д. Зверев, И. Я. Лернер, В. Г. Разумовский, М. Н. Скаткин, С.А. Шапорин-ский и др.).

Отдельные аспекты использования вопросов общей методологии в обучении физике отражены в работах А. И. Бугаева, JI.A. Ивановой, Ю. А. Коварского, В. Н. Мощанского, В. А. Любичанковского, Б. И. Спасского и др.

В ряде кандидатских диссертаций и пособий была освящена методика формирования у школьников умений использовать в учебной деятельности отдельные методы научного познания. Среди таких исследований следует отметить работы Каменецкого и Солодухина (моделирование и аналогия), Коварского (мысленные модели), Д. Шодиева (мысленного эксперимента), Комарова (гипотеза), Анциферова и Кабардина (физический эксперимент).

Другие педагоги акцентируют внимание на овладении студентами методами самостоятельного мышления и действия для получения или производства необходимых знаний (18, 20, 24, 28, 45, 50 и др.). В соответствии с этим необходимо искать новые способы развития и совершенствования способности достижения. Иначе говоря, обучение должно быть направлено не на механическое овладение предметным содержанием, а на возможность выйти за пределы непосредственного учебного события и достичь не только ближайшие, но и далекие цели.

Многие исследователи констатируют взаимосвязь между уровнем самостоятельности и творческой активности студентов и усвоением ими знаний методологического характера, с помощью которых на основе имеющегося материала строится ориентировочная основа деятельности, предстоящей субъекту: выбирается совокупность отдельных действий, определяется роль и место каждого из них в целостной структуре деятельности, выясняется необходимая их последовательность для достижения требуемого нового результата. Так, Е. И. Барчук в своем исследовании делает вывод: «На лабораторных занятиях дисциплин специальности студенты должны научиться самостоятельно решать учебные задачи частной науки исследовательского характера при помощи методологических знаний» [18, с. 154].

Изучение имеющихся работ по этому вопросу [11, 32, 38, 61, 106, 120, 126, 134, 153, 158, 162, 178, 194] показало отсутствие общепринятого определения понятия методологических знаний, а также необходимость новых методических разработок в этом направлении, в частности, для учебного процесса педвуза в плане профессиональной подготовки учителей естественных дисциплин.

Вместе с тем, современная революция в естествознании свидетельствует, что «знание методологии и логики развития науки становится все более необходимым условием конкретно-научного творчества в значительной мере определяет качество профессиональной подготовки естествоиспытателей» [178, с.66].

В конкретной науке соответственно ее объекту познания необходимо используется определенный мыслительный инструментарий (категории, принципы, различные методы познания), образующий ее методологический базис, куда входят элементы знаний из целой совокупности различных наук (философии, общей методологии, частных методик и др.).

В соответствии с вышеизложенным физический эксперимент входит в число методов научного познания и выступает как необходимый компонент естественнонаучного образования. Тем самым он выполняет определенные дидактические функции.

Анализ функций и задач учебного эксперимента производился Л. И. Анциферовым, С. И. Архангельским, Е. И. Барчук, А. А. Бобровым, Л. Г. Деденко, С. И. Зиновьевым, О. Ф. Кабардиньш, С. Е. Каменецким, В. В. Керженцевым, В. А. Мануйленко, В. Я. Синенко, Т. Н. Шамало, Н. В. Шароновой, А. В. Усовой, B.JI. Шатуновским, В. Ф. Шиловым и др. Соответственно им определялись цели использования физического эксперимента в обучении. Нами обнаружена значительная вариативность мнений по этим вопросам, что послужило еще одним толчком к нашему исследованию.

Многие педагоги и методисты (С.И. Архангельский, Елютин В. П., С. И. Зиновьев, Семенов М. Д. и др.) изучали теоретические и практические стороны организации процесса усвоения знаний. По Л. И. Анциферову в процессе познания сосуществуют и взаимодействуют два цикла: цикл экспериментального познания и цикл теоретического познания.

Взаимосвязь эмпирической и теоретической сторон в преподавании естественнонаучных дисциплин обсуждалась в разной степени Е. И. Барчук, C.JI. Волыытейном, А. Н. Звягиным, Л. Я. Зориной, В. Н. Лавренчик, И.М. Низамо-вым, С. В. Позойским, А. И. Ракитовым, М. Д. Семеновым, В. В. Усановым и др.

А.Н. Звягин отмечает, что реальная тенденция повышения теоретического уровня в современных школьных программах и учебных предметов ни в коем случае не умаляет роли эмпирической стороны. Эксперимент при этом выступает как особый вид деятельности, представляющий собой соединение материальных действий реального преобразования объектов с теоретической мыслью [67]. Однако практика преподавания показывает отсутствие эффективной формы взаимодействия теоретических и экспериментальных методов обучения.

Изучению структуры экспериментальной деятельности, выделению ее основных этапов посвящены различные методические разработки таких авторов, как Л. И. Анциферов, А. А. Быков, И. С. Вайнер, СЛ. Вольштейн, О. Л. Данилов, Л. Г. Деденко, О. Ф. Кабардин, В. В. Керженцев, А. С. Кондратьев, В. А. Мануйленко, И. М. Пищиков, С. В. Позойский, М. Д. Семенов, В. В. Усанов, С. Я. Чачин, В. Л. Шатуновский, В. Ф. Шилов, В. В. Ягов и др.

На основе анализа имеющегося материала нами сделан вывод, что проблема выделения и обоснования необходимой структуры экспериментальной деятельности студентов на занятиях лабораторного практикума, соответствующей экспериментальному методу исследования в науке, требует дальнейшего рассмотрения. При этом важно обеспечить эффективное соотношение теоретической и практической составляющих эксперимента.

В процессе профессиональной подготовки будущего учителя естественных дисциплин предполагается формирование у него умения самостоятельной постановки физического эксперимента без «готового» описания. С этой целью надо или решить проблему координации содержания лабораторного практикума и теоретического обучения (поднятую Синенко В.Я.), или дать методологические знания о возможных способах и формах исследовательской работы (Е.И. Барчук) и выработать умение ориентироваться в незнакомой ситуации в соответствии с каким-то алгоритмом действий (Низамов И.М.). Решение этих и других, сопутствующих им, проблем требует новых научно-методических исследований.

Эти и другие особенности состояния профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин в настоящее время обусловили выбор темы нашего исследования — «Совершенствование профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин к постановке физического эксперимента». Актуальность исследования обусловлена противоречиями между:

— важным вкладом естественных наук в образование и развитие личности педагога и недостаточным объемом их содержательной и методологической составляющих в профессиональной подготовке учителя естественных дисциплин, в частности, учителя физики;

— возросшим значением экспериментальных методов физической науки в достижениях других областей естествознания и снижением качества экспериментальных навыков выпускников педвуза;

— большой педагогической ценностью физического эксперимента как метода познания и средства обучения и слабой подготовкой учителя естественных дисциплин к его использованию в профессиональной деятельности;

— насущной потребностью во внедрении более эффективных путей обучения студентов постановке физического эксперимента, в частности, на занятиях лабораторного практикума, и их недостаточной научно-методической разработанностью в плане совершенствования профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин;

— необходимостью формирования у студентов системы обобщенных теоретических знаний методологического значения при постановке физического эксперимента и реальной тенденцией их отрывочного и стихийного усвоения в имеющихся условиях организации обучения в педвузе.

Проблема исследования заключается в нахождении путей и условий повышения эффективности профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин к постановке физического эксперимента.

Несмотря на широкий спектр исследований, связанных с постановкой физического эксперимента в педвузе, эта проблема применительно к современному этапу развития высшего педагогического образования в аспекте профессиональной подготовки учителей естественных дисциплин (физика, химия, биология) не являлась предметом специального изучения.

В соответствии с поставленной проблемой были определены цель, объект и предмет исследования.

Цель исследования: разработать и научно обосновать содержание и методику формирования у студентов системы обобщенных знаний и умений как предпосылки готовности учителя естественных дисциплин к эффективной постановке физического эксперимента в профессиональной деятельности.

Объектом исследования выступает процесс профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин в педвузе.

Предметом исследования является содержание и методика обучения будущих учителей естественных дисциплин постановке физического эксперимента на основе усвоения и применения системы обобщенных теоретических знаний методологического характера на занятиях лабораторного практикума.

В основу исследования положены следующие положения:

1. Физический эксперимент — рассматривается как вид учебно-познавательной деятельности, аналогичный соответствующему методу естественнонаучного познания и имеющий свои специфические особенности. Его назначение в профессиональной подготовке учителя естественных дисциплин — овладение важным методом учения и обучения, развитие навыка установления рационального сочетания теории и практики в преподавании предметов специализации.

2. Обобщенные теоретические знания методологического характера должны выступать средством систематизации отдельных умственных и практических действий, повышения степени осознания и ориентировки в системе естественнонаучных знаний и структуре деятельности не только на лабораторных занятиях, но и при решении более широкого круга учебно-познавательных и профессиональных задач. 3. Обучение студентов постановке физического эксперимента в педвузе имеет большой потенциал для формирования широкого спектра необходимых будущему учителю естественных дисциплин знаний и умений.

Гипотеза исследования основана на том, что физический эксперимент в педвузе, имеющий место в педвузе главным образом на занятиях лабораторного практикума, — дидактический аналог важного метода естественнонаучного познания, роль которого в науке, общественном производстве и учебном процессе школы определяет его место в процессе профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин. Обучение студентов постановке физического эксперимента на занятиях лабораторного практикума будет способствовать формированию прочных предметных знаний, обобщенного экспериментального умения и повысит мотивацию к использованию физического эксперимента в будущей профессиональной деятельности, если:

1) определена система обобщенных теоретических знаний методологического характера, способствующая осознанному пониманию студентами сущности физического эксперимента и его значения в преподавании естественных дисциплин;

2) разработана обобщенная схема постановки физического эксперимента, выполняющая роль ориентировочной основы при организации экспериментальной деятельности;

3)в содержание занятий лабораторного практикума включены задачи профессионального характера по использованию элементов системы обобщенных теоретических знаний.

В соответствии с предметом и гипотезой были поставлены следующие задачи исследования.

1. Раскрыть сущность физического эксперимента как дидактического аналога естественнонаучного метода познания и соответственно определить его место в профессиональной деятельности учителя естественных дисциплин на современном этапе.

2. Изучить и проанализировать условия постановки физического эксперимента студентами на занятиях лабораторного практикума и результаты имеющихся исследований по теме.

3. Выявить основные требования, принципы построения и определить содержание системы обобщенных теоретических знаний методологического значения, необходимых будущему учителю для использования физического эксперимента в преподавании естественных дисциплин.

4. Разработать методику проведения занятий лабораторного практикума с опорой на обобщенную схему постановки физического эксперимента, а также с привлечением элементов обобщенных знаний для решения задач профессионального характера.

5. Осуществить экспериментальную проверку педагогической эффективности методики обучения студентов постановке физического эксперимента. Методологической основой исследования явились:

1) на философском уровне — диалектика процесса познания (единство чувственного и рационального, теории и метода, роль эксперимента в естествознании, конкретность и относительность истины в познании и т. д.);

2) на общенаучном уровне — идеи системного и междисциплинарного подхода, теория деятельности, общая методология;

3) на частнонаучном уровне — принципы обучения в высшей школе, основные психологические концепции, требования к профессиональной подготовке учителей естественных дисциплин, закономерности развития естественнонаучного, в частности, физического знания.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования.

— анализ философской и психолого-педагогической, научной и учебнометодической литературы, касающейся темы исследования, с целью определения логики исследования указанной проблемы и ее методологических основ;

— концептуальный анализ нормативных документов и научных работ в плане выделения вопросов, относящихся к предмету исследования;

— изучение и анализ современных тенденций развития естественных наук, в частности, физики, ее вклада в достижения других областей естествознания, функций экспериментального метода в естественнонаучном познании;

— наблюдение и обобщение опыта учителей по разным естественным дисциплинам, деятельности студентов на лабораторных занятиях и во время педагогической практики, их опрос, анкетирование с целью изучения состояния исследуемой проблемы в педагогической практике;

— метод моделирования как в прогностических целях — для выявления логики исследования, построения гипотез, так и в целях разработки методики включения системы обобщенных теоретических знаний в учебный процесс;

— педагогический эксперимент с привлечением методов математической статистики для обоснования достоверности полученных результатов исследования.

Основные этапы исследования.

Исследование проводилось в несколько этапов с 1996 по 1999 год.

Первый этап (1996;1997 гг.) включал в себя анализ философской литературы по вопросам познания, теории систем с целью определения методологической основы исследованияанализ психолого-педагогической, научно-методической и учебной литературы и изучение нормативных документов, опыта работы учителей с целью выяснения состояния исследуемой проблемы в теории обучения и определения основ проводимого исследования. На этом этапе были определены цель, объект, предмет исследования, его гипотеза и задачи, разработана программа исследования. Практический аспект состоял в изучении состояния исследуемой проблемы в практике обучения в школе и в педвузе, выявлении недостатков профессиональной подготовки учителей естественных дисциплин к постановке физического эксперимента.

Общая модель исследования представлена на схеме: Схема. Модель исследования путей совершенствования профессиональной под готовки учителя естественных дисциплин к постановке физического экспери мента на основе построения системы обобщенных теоретических знаний мето дологического характера.

На втором этапе (1997;1998 гг.) была разработана система обобщенных теоретических знаний методологического характера и методика ее использования на занятиях физического лабораторного практикума. В практическом плане был начат формирующий эксперимент.

На третьем этапе (1998;1999 гг.) проводился системный формирующий эксперимент, в ходе которого подтверждалось методологическое значение и определялась эффективность использования предложенной системы обобщенных знаний в процессе профессиональной подготовки учителя физики к постановке физического эксперимента, ее целесообразность на лабораторных занятиях. В завершение был осуществлен контрольный эксперимент.

Четвертый этап исследования (1999 гг.) заключался в обработке экспериментальных данных, анализе и оформлении результатов педагогического эксперимента. На этом этапе были подведены основные итоги исследования, сформулированы выводы.

Научная новизна заключается в том, что: уточнены и систематизированы знания, раскрывающие сущность физического эксперимента как дидактического аналога естественнонаучного метода познания и его место в профессиональной подготовке учителя естественных дисциплин на современном этапе развития естествознанияопределена система обобщенных теоретических знаний методологического значения для эффективной постановки физического эксперимента в процессе преподавания естественных дисциплинпостроена обобщенная схема постановки физического эксперимента, отражающая взаимосвязь теоретических и эмпирических методов исследования, выполняющая роль ориентировочной основы при выполнении экспериментальных заданий, в частности, профессионального характера;

— разработана методика организации занятий лабораторного практикума в педвузе с опорой на систему обобщенных знаний методологического характера.

Теоретическая значимость исследования заключается в определении теоретико-методологической основы постановки физического эксперимента в процессе профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин, обосновании педагогической целесообразности использования предложенной системы обобщенных теоретических знаний методологического характера на занятиях лабораторного практикума. На этой основе возможно создание новых методик профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин, рассчитанных на комплексное использование учебного материала отдельных курсов (физики, химии и биологии) с привлечением различных форм организации учебного процесса в педвузе.

Практическая значимость исследования заключается в том, что использование в различных формах учебных занятий в педвузе системы обобщенных теоретических знаний методологического характера и разработанных на ее основе методических рекомендаций по организации работы студентов в физической лаборатории будет способствовать развитию самостоятельности и повышению творческой активности будущих учителей в постановке целостного физического эксперимента. Полученные теоретические результаты исследования стали основой для проведения лабораторных занятий и построения курса по выбору, оказывающего положительное влияние на качество профессиональной подготовки учителя физики. Результаты исследования могут быть рекомендованы преподавателям, участвующим в процессе профессиональной подготовки учителей различных естественных дисциплин (физика, химия, биология), а также учителям школ как в целях решения учебно-воспитательных задач предметов естественнонаучного цикла, так и в целях самообразования.

Достоверность результатов исследования обеспечивается:

— методологической обоснованностью используемых положений философии, педагогики, психологии, а также методики преподавания естественных дисциплин, введенных и разработанных различными специалистами в указанных областях;

— строгостью проведенного анализа и логики научного исследования, использование взаимосвязей между абстрактным и конкретным, теорией и практикой;

— совокупностью разнообразных методов исследования, адекватных поставленным целям и задачам исследования;

— согласованностью полученных результатов с гипотетическими предположениями, основанными на выводах различных теорий о закономерностях учебно-познавательного процесса;

— результатами педагогического эксперимента, строгостью статистической обработки полученных данных, а также личным участием автора в его проведении.

Апробация результатов исследования осуществлялась посредством ежегодных сообщений и отчетов на кафедре физики (ЕГПИ) и кафедре МТО (МПУ), а также выступлений на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и студентов по итогам НИР в г. Ельце (1996;1998 гг.), Всероссийской конференции «Реформа образования и сельская школа» в г. Орле (1998 г.).

Внедрение результатов исследования по совершенствованию профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин к постановке физического эксперимента проходило с 1997 по 1999 год в ЕГПИ на физико-математическом факультете, а также путем публикации работ в печати. По теме исследования имеется 6 публикаций.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Условием совершенствования профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин к постановке физического эксперимента является усвоение студентами системы обобщенных теоретических знаний методологического значения, которая включает материал о логике естественнонаучного познания и совокупности теоретических и эмпирических методовобобщенной структуре постановки физического экспериментаспособах логико-математической обработки эмпирических данныхметодике самостоятельного формулирования экспериментально-познавательных задач и их применения в профессиональной деятельности учителя.

2. При организации экспериментальной деятельности студентов на занятиях лабораторного практикума следует опираться на обобщенную схему постановки физического эксперимента как на ориентировочную основу. 3. Одним из путей обеспечения профессиональной направленности лабораторных занятий является привлечение студентов к решению задач профессионального характера на основе выделенной системы обобщенных теоретических знаний.

Выводы по третьей главе.

1. Констатирующий эксперимент, проведенный в ЕГПИ на физико-математическом факультете и в школах г. Ельца обосновал необходимость и возможность совершенствования профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин к постановке физического эксперимента на основе усвоения обобщенных знаний методологического характера с целью повышения учебно-познавательной эффективности и педагогической направленности соответствующих форм обучения студентов в педвузе.

2. В ходе эксперимента на различных его этапах были апробированы содержание курса по выбору «Теория и практика физического эксперимента», система форм занятий и методика организации экспериментальной деятельности студентов на занятиях лабораторного практикума, способствующая достижения поставленной в исследовании цели.

3. Об эффективности курса и методики его преподавания мы судили по изменению качества знаний и умений студентов контрольной и экспериментальной групп на основе выделенных критериев.

4. Практика показала, что предложенная методика проведения занятий лабораторного практикума не только значительно повышает качество знаний (предметных и обобщенных), но и формирует обобщенное экспериментальное умение и положительную мотивацию к использованию физического эксперимента в будущей профессиональной деятельности.

5. Содержание и методика обучения студентов постановке физического эксперимента способствуют развитию самостоятельности, умственной культуры и творческого потенциала будущей профессиональной деятельности студентов, повышению их интереса к предметам естественно-математического цикла.

Заключение

.

В данном исследовании раскрыты содержание и методика совершенствования профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин к постановке физического эксперимента, в частности, выделены дидактические условия организации экспериментальной деятельности студентов на занятиях лабораторного практикума и выявлены пути повышения ее эффективности на основе разработанной системы обобщенных теоретических знаний методологического характера и методики ее использования в педвузе.

В процессе теоретического и экспериментального изучения поставленной научной проблемы в соответствии с задачами и целью исследования получены следующие основные результаты:

1. Раскрыта сущность психолого-педагогических и философских аспектов совершенствования профессиональной подготовки учителя естественных дисциплин к постановке физического эксперимента:

— психологический, вытекающий из требований современных психологических концепций: эффективность обучения студентов постановке физического эксперимента на занятиях лабораторного практикума обеспечивается за счет предварительного усвоения ими системы обобщенных теоретических знаний методологического значения по отношению к формированию широкого спектра умений, необходимых в процессе преподавания естественных дисциплин;

— педагогический, основанный на принципах обучения в высшей школе: физический эксперимент как дидактический аналог научного метода реализуется через систему теоретико-методологических знаний и практических умений с учетом мотивационной стороны деятельности;

— философский, отражающий тенденцию интеграции наук на уровне экспериментальных методов: физический эксперимент как необходимый элемент познавательного процесса, вытекающий из логики естественнонаучного познания природных объектов, необходим учителю различных естественных дисциплин.

2. В ходе логико-дидактического анализа научно-методических исследований и изучения опыта практической работы в вузе и школе с точки зрения цели данного исследования выявлено, что традиционная методика организации экспериментальной деятельности студентов на занятиях лабораторного практикума недостаточно ориентирует студентов на формирование умений и навыков самостоятельной постановки эксперимента и творческого его применения в будущей профессиональной деятельности. Предложенная система обобщенных теоретических знаний методологического характера способствует более глубокому усвоению предметных знаний, формированию прочных экспериментально-практических умений и повышению мотивации к использованию физического эксперимента в будущей профессиональной деятельности.

3. Система обобщенных знаний методологического характера, дает представление о логике естественнонаучного познания, соответственно показывает роль эмпирических и теоретических методов исследованияобеспечивает студентов ориентировочной основой экспериментальной деятельностираскрывает логико-математические основы анализа опытных данныхзнакомит с методикой их использования в профессиональной деятельности. Предложенное содержание, во-первых, ориентирует студентов в особенностях эксперимента с учетом современных представлений о процессе формирования научного знания, помогает понять условия успешного использования физического эксперимента как метода обучения и метода повышения познавательного интереса учащихсяво-вторых, дает в руки будущих учителей инструмент проектирования учебных ситуаций, ориентированных на мобилизацию резервов данного познавательного метода.

4. Методика организации лабораторных занятий основана на использовании знаний методологического значения в процессе формирования обобщенного экспериментального умения. В частности, обеспечение студентов ориентировочной основой позволит успешно использовать метод физического эксперимента на конкретном предметном материале любой естественной дисциплины. На этой основе разработана программа курса по выбору «Теория и практика физического эксперимента». Предложенный курс решает несколько задач, одна из которых подготовка к будущей профессиональной деятельности в школе. Он может быть рекомендован студентам педвуза, а также учителям различных естественных дисциплин.

5. Проведенное исследование показало высокую эффективность разработанной системы обобщенных теоретических знаний методологического значения в профессиональной подготовке учителя естественных дисциплин к постановке физического эксперимента, а также методики ее использования в учебном процессе педвуза, в частности, на занятиях лабораторного практикума.

Таким образом, поставленные задачи решены, гипотеза исследования подтвердилась, цель достигнута.

Дальнейшие исследования возможны на пути построения системы профессиональной подготовки учителей естественных дисциплин в направлении использования эмпирических методов исследования и разработки конкретного материала практических заданий с учетом требований междисциплинарного подхода к физическому эксперименту.