Развитие физико-технического творчества учащихся при обучении физике

Человечество вступило в эру новой научно-технической революции,.

— «4 X — - ГЛ. .

О^уСЛОБЛСхипСгх ^ пдшп^п 1 (иивпйшп и1дриипл"т о иилач/Ш (^шшш, лимш, биологии, астрономии и других естественных наук. В последние годы сформировались и стремительно развиваются новые научно-технические направления: микроэлектроника, робототехника, кибернетика и другие. Это в значительной мере уже сейчас определяет, и в большей степени будет определять в ближайшем будущем, всю жизнь нашего общества, его экономику, социальную сферу, культуру.

Соответственно этому социальные ожидания нашего общества состоят в появлении человека нового типа, обладающего потребностью и готовностью решать сложные инженерно-технические задачи, владеющего высоким уровнем научно-технической культуры.

Все это предъявляет новые требования к интеллектуальному и научно-техническому развитию подрастающего поколения. В настоящее время возникла острая потребность в скорейшем переходе к новым педагогическим технологиям, позволяющим формировать активных граждан, обладающих развитыми способностями решать актуальные практические задачи, стоящие перед нашим обществом.

Основы успешной деятельности человека по проектированию, созданию и обслуживанию техники и осуществлению высокоэффективных технологических процессов, несомненно, закладываются в стенах общеобразовательной школы и, в первую очередь физики.

Согласно Государственному образовательному стандарту общими целями, стоящими перед курсом физики, являются формирование и развитие у ученика научных знаний и умений, необходимых для понимания явлений и процессов, происходящих в природе, технике, быту.

Обучение физике должно вооружить учащихся методами научного познания, способствовать развитию их интеллектуальных и практических умений, позволяющих самостоятельно проводить исследование явлений природы и исследования в области техники на уровне, соответствующем возрасту и ступени обучения.

В этом контексте нами и рассматривается проблема развития физико-технического творчества учащихся.

В настоящее время имеется много публикаций, связанных с развитием физико-технического творчества учащихся (К.Айманов (5), Г. С. Альтшуллер (8, 9), Н. П. Бойко (29), Б. Т. Войцеховский (47), М. А. Галагузова (49- 50- 51), Б. М. Игошев (87- 88), Д. М. Комский (104- 105−106- 107), И. М. Низамова (155), Д. И. Пеннер (150- 162), В. Г. Разумовский (178- 179- 180), Ю. С. Столяров (196- 197- 198), В. А. Тайницкий (199), В. А. Труфанов (51- 209), С. А. Хорошавин (230- 231) и др.).

Разработке отдельных методов и приемов преподавания физики, направленных на развитие творческих способностей учащихся, их самостоятельности посвящены работы В. А. Бетева (25), И. Я. Даниной (117- 119), Р. И. Малафеева (128- 130- 131), В. С. Третьякова (207), А. В. Усовой (212- 214- 217- 218- 219), С. И. Фролова (228), Т. ШИамало (235) и др.

Данная проблема является предметом диссертационных исследований А. В. Агеева (4), З. В. Андреевой (11), Т. Д. Бердалиевой (22), ЮА. Варицкого (43), М. Г. Ковтунович (102), М. С. Слепцовой (192), Е. Г. Трофимова (208) и др.

Однако в работах перечисленных авторов рассматриваются лишь отдельные стороны развития физико-технического творчества учащихся: решение задач с физико-техническим содержанием, выполнение творческих лабораторных работ, работа в физико-технических кружках, на факультативных занятиях и некоторые другие.

Анализ учебных программ и учебных пособий по физике показывает, что проблема развития физико-технического творчества учащихся разработана недостаточно.

Анализ реального состояния преподавания физики в практике общеобразовательной школы позволил нам выявить следующие противоречия в деле развития физико-технического творчества учащихся:

1) между теоретическими знаниями учащихся и умениями практического их применения;

2) между необходимостью развития творческого потенциала школьников, позволяющего им решать проблемы и задачи физико-технического содержания, и недостаточным объемом специальных знаний, умений и навыков прикладного характера, получаемых на уроках физики;

3) несоответствие между парком школьного лабораторного и демонстрационного оборудования и современной контрольно-измерительной, исследовательской техникой и ее элементной базой;

Перечисленные противоречия становятся еще более очевидными по причине недостаточного количества разработанных форм и методов развития физико-технического творчества учащихся непосредственно в учебном процессе по физике.

Преодоление этих противоречий приводит к необходимости решения проблемы развития физико-технического творчества учащихся, в первую очередь, на уроках физики и в домашних заданиях.

Таким образом, актуальность проблемы развития физико-технического творчества учащихся при обучении физике обусловлена: необходимостью развития интеллектуального и творческого потенциала учащихся в процессе обучения физике;

— необходимостью разработки форм и методов развития физикотехнического творчества учащихся при обучении физике. Исходя из актуальности исследуемой проблемы и научных предпосылок, способствующих ее дальнейшему развитию, нами определена тема исследования: «Развитие физико-технического творчества учащихся при обучении физике «.

Цель исследования — разработка методики развития физико-технического творчества учащихся, включающей в себя все виды учебной деятельности учащихся в процессе изучения физики.

Объект исследования — процесс обучения физике в современной общеобразовательной школе.

Предмет исследования — содержание, формы и методы организации учебной деятельности, направленной на развитие физико-технического творчества учащихся общеобразовательной школы.

На основе вышеизложенного нами была сформулирована гипотеза: развитие физико-технического творчества учащихся на уроках физики, развитие их интеллектуальных способностей будет более продуктивным, если обеспечить:

1) тесную взаимосвязь учебной деятельности по физике с процессом физико-технического творчества;

2) вариативность форм и методов развития физико-технического творчества учащихся при изучении физики;

3) учет индивидуальных особенностей учащихся, их склонностей, способностей, интересов, профессиональной направленности и т. д.

Исходя из цели исследования и сформулированной гипотезы, мы определили следующие задачи:

1. Проанализировать состояние исследуемой проблемы в психолого-педагогической, методической литературе и школьной практике.

2. Выявить основные пути и средства развития физико-технического творчества учащихся на уроках физики.

3. Определить формы и методы организации учебной деятельности учащихся, наиболее эффективные с точки зрения развития их физико-технического творчества.

4. Экспериментально проверить разработанную методику развития физико-технического творчества учащихся в процессе обучения физике.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

— анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы по теме исследования;

— изучение и анализ практики работы общеобразовательных заведений по исследуемой проблеме;

— педагогический эксперимент, в ходе которого опробировалась разработанная нами методика, а также проводились беседы с учащимися, анкетирование, контрольные работы и др.

Опытно-экспериментальная работа проводилась в три этапа в период с 1994 по 1997гг. в школах-гимназиях № 57 и № 27, школе № 32 г. Кургана, а также в Карачельской средней школе Шумихинского района Курганской области. Экспериментом было охвачено 167 учащихся указанных общеобразовательных заведений, в нем приняло участие 14 учителей физики.

На первом этапе (1994;1995гг.) был проведен анализ состояния проблемы развития физико-технического творчества учащихся при обучении физике в психолого-педагогической литературе и школьной практике, сформулированы цель, основные задачи, гипотеза исследованияисследован уровень обученности учащихся, определены экспериментальные и контрольные классы, проведен констатирующий эксперимент. Основными методами исследования на данном этапе являлись педагогическое наблюдение, беседы, анкетирование, выполнение учащимися контрольных и специальных заданий диагностического характера.

Второй этап (1995;1996гг.) состоял в разработке методики развития физико-технического творчества учащихся и опробирования ее отдельных элементов в процессе преподавания физики. Основные методы, применявшиеся на этом этапе: теоретическое моделирование процесса развития и педагогический эксперимент (в школах № 27, 32, 57 г. Кургана).

Третий этап (1996;1997гг.) — проведение широкого эксперимента, в ходе которого осуществлялась проверка эффективности разработанной методики развития физико-технического творчества учащихся, анализ и обобщение полученных данных. На данном этапе опытно-экспериментальной работы для оценки результатов проводимого исследования использовались уровневая система и методы математической статистики.

Научная новизна исследования заключается:

— в теоретической разработке содержания и методов развития физико-технического творчества учащихся в учебном процессе по физике, охватывающей все основные виды их учебной деятельности: изучение нового материала, решение задач, выполнение лабораторных работ, работ физического практикума, выполнение домашних заданий. Основными принципами предлагаемой нами методики являются: взаимосвязь всех видов учебной деятельности учащихся, осуществляемая с целью всестороннего развития физико-технического творчества учащихсявариативность форм и методов работынаправленность на развитие творческих способностей и самостоятельности учащихся при решении задач физико-технического характераучет индивидуальных особенностей учеников (их общих и специальных способностей, направленности интересов, волевых качеств и т. д.);

— в определении условий развития физико-технического творчества учащихся в практике общеобразовательной школы, к которым мы относим: наличие специально созданной для этого материально-технической базы при кабинете физикицеленаправленность каждого задания физико-технического характера во всех видах учебной деятельности, их взаимосвязь и преемственностьрассмотрение теоретических и практических вопросов курса физики в тесной взаимосвязи с окружающим современным миром техникипланирование учебного процесса с учетом предлагаемой методики развития физико-технического творчества учащихсясистематичность и последовательность работы по развитию физико-технического творчества учащихсяпланомерное нарастание сложности физико-технических заданий, их творческого содержания.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:

— обоснована принципиальная возможность развития физико-технического творчества учащихся непосредственно при обучении физике;

— сформулированы общие принципы организации учебной работы по развитию физико-технического творчества учащихся.

— определены уровни развития учащихся в области физико-технического творчества.

Практическая значимость исследования состоит в том, что установлены и разработаны конкретные формы и методы организации деятельности учащихся по развитию физико-технического творчества во всех звеньях учебного процесса. Как показало исследование, применение разработанной нами методики на практике приводит к повышению интереса учащихся к физике и, как следствие этого, к повышению общего уровня обученности, уровня развития логического и творческого мышления, уровня экспериментальных и конструкторских умений и навыков. Разработаны методические рекомендации по применению предлагаемой методики развития физико-технического творчества учащихся на практике.

Методологической основой исследования явились: теория познания, теория развивающего обучения, теория формирования обобщенных умений и навыков учащихся.

На защиту выносятся следующие положения:

— эффективное развитие физико-технического творчества учащихся происходит в том случае, если оно проводится не только во внеурочной работе, а, в первую очередь, в рамках учебного процесса;

— работа, направленная на развитие физико-технического творчества учащихся, должна охватывать все основные виды учебной деятельности учащихся и быть ориентированной на максимальное развитие общих и специальных способностей учеников с учетом глубины и направленности их интересов;

— организуемое на основе разработанной нами методики развитие физико-технического творчества учащихся заметно повышает качество их знаний по физике и интерес к предмету.

Достоверность результатов исследования обеспечивается единством теоретического и экспериментального исследования, привлечением к проведению эксперимента учителей высокой квалификации, широкой выборкой учащихсяиспользованием различных методов обработки эмпирического материала, полученного во время опытно-экспериментального исследования и совпадением полученных при этом принципиальных результатов.

Апробация результатов исследования. Основные идеи и результаты исследования были изложены на научно-практических конференциях «Опыт решения проблем управления развитием образования в регионе» (г.Курган, 1996), «Проблемы учебного физического эксперимента» (г.Глазов, 1997),.

Модели и моделирование в методике обучения физике" (г.Киров, 1997), на 1-ом Фестивале-конкурсе научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи и студентов (г.Курган, 1997). В этом конкурсе приняли участие 16 учеников из различных школ и классов, в которых проводился педагогический эксперимент. Тринадцать из них стали авторами публикаций в сборнике, изданном по материалам докладов, представленных на конкурсе. Ученик 10 класса школы-гимназии № 57 г. Кургана Е.Плотников, выступивший с докладом «Фотоэлектрические методы исследования переменных звезд и планет», стал лауреатом конкурса по секции «Современная физика и химия».

Теоретические выводы и практические результаты исследования были использованы при составлении учебного пособия для студентов педагогических вузов и учителей физики.

По теме диссертации опубликовано 5 работ:

1. Развитие физико-технического творчества учащихся как одно из средств повышения эффективности обучения физике // Опыт решения проблемы управления развитием образования в регионе: тез. докладов. — Ч.П.-ИПК, Курган, 1996. — С.82 — 83 (в соавторстве);

2. Демонстрационный эксперимент в школе и физико-техническое творчество учащихся // Проблемы учебного физического эксперимента: Сб. науч. и метод, работ. — Вып. 3. — ГГПИ, Глазов, 1997. — С. 48 — 49 (в соавторстве);

3. Индивидуально-групповая работа по развитию физико-технического творчества учащихся при обучении физике // Пути повышения прочности знаний и развития учащихся в процессе обучения физике: материалы научно-практической конференции. — Ч. П. — ИПКПРО, Курган, 1997. — С. 60−63;

4. Моделирование в системе развития физико-технического творчества учащихся // Модели и моделирование в методике обучения физике: тез. докладов. — Вятский гос. пед. ун-т, Киров, 1997. — С. 104−106.

5. Система развития физико-технического творчества учащихся в процессе обучения физике: Уч. пособие. — Курганский гос. ун-т, Курган, 1999 — 62 с. (в соавторстве).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы. Общий объем диссертации 197 страниц. Диссертация содержит 28 таблиц, 42 рисунка и 7 фотографий.

Список литературы

содержит 255 наименований, из них 8 на иностранном языке.

Результаты исследования интереса учащихся к предметам школьного цикла.

Предметы Ранг предметов школьного цикла школьного 1 срез (октябрь, 95 г.) 2 срез (май, 97 г.) цикла экспериЛенталь контрольные экЬЩрименталь контрольные вде клдссы классы «йвде^классы ., классы.

Физика 5 1-. ' 4.

Математика 3. -, г 6 3.,. 5.

Информатика д.,-:., 1 1.

Химия «1 —. 3 4 2.

Биология 7,. ¦ 4 в. :" 6.

География 7 8.

История 4 2 •. .5 * 1.' - 3.