Физико-информационный модуль как средство формирования и развития у учащихся средней школы обобщённых знаний и умений по физике

Государственный стандарт общего образования в числе приоритетных направлений модернизации российского образования выделяет такие, которые предусматривают внедрение в процесс обучения современных информационных технологий. Они изменяют не только способы приобретения знаний и умений, формы общения между обучаемым и обучающим, но и развитие общих учебных умений и навыков, обобщённых способов познавательной, творческой деятельности. На первый план выдвигаются задачи обучения способам самостоятельного приобретения знаний, развития опыта учебно-исследовательской деятельности учащихся с учётом индивидуальных интересов и возможностей каждого.

В качестве целей обучения физике образовательный стандарт выделяет умения описывать и строить модели систем физической природы, устанавливать границы их применимостивыполнять экспериментальные исследования с применением информационных технологий. Данные умения являются обобщёнными, их успешное формирование и развитие возможно в условиях преемственных связей на основе такого метода научного познания, как моделирование. Информационные модели физических объектов в настоящее время становятся предметом изучения и средством учебной деятельности учащихся средней школы (Ю.А. Сауров). Обучение их этой деятельности предусматривается инновационным научно-педагогическим проектом «Информатизация системы образования».

В силу принципа единства содержания и процесса обучения, моделирование явлений и закономерностей имеет отношение не только к его содержательной стороне, но и к процессуальной. Обобщение и систематизация физических знаний, уменийсамостоятельное их приобретениеиспользование современных форм, методов и средств реализации видов учебно-познавательной деятельности, например, таких, как модульное обучение в условиях научно-педагогического проекта «Информатизация системы образования», приобретает особую значимость, потому что осуществляет принцип преемст4 венности физики и информатики. Такие интегративные модули в качестве дидактических средств обучения в условиях реализации вышеназванного проекта требуют специального исследования.

Проблеме модульного обучения посвящено достаточное количество работ (П.А. Юцявичене, П. И. Третьяков, М. А. Чошанов, Т. И. Шамова, И. С. Карасова, А. В. Карпушев, О. Н. Королёва, Л. И. Васильев и др.). В них исследуются структура и содержание модульных программ, виды и способы активизации учебно-познавательной деятельности учащихся, формы организации их самостоятельной работы, в том числе, в дисциплинах интегративного содержания. Например, О. Е. Акулич в рамках интегративного модуля применительно к физике, изучаемой студентами медицинского вуза, разработала ценностно-смысловой аспект модульного обучения. Однако, в этой и других работах, создание и применение интегративного модуля физико-информационной направленности для раскрытия преемственных связей физики с информатикой в содержательном и процессуальном аспектах обучения физическому моделированию не рассматривалось.

В курсе информатики физические модели изучаются без выяснения сущности моделируемых явлений. В частности, в этой дисциплине не раскрываются причинно-следственные связи между физическими величинами, описывающими явления, что существенно сужает дидактическую ценность моделирования для изучения физики. В то же время, современное аппаратно-программное обеспечение, в частности, компьютеризированного физического эксперимента позволяет обучать школьников моделированию физических явлений и закономерностей.

Таким образом, актуальность настоящего исследования обусловлена противоречиями между современными тенденциями развития общества, связанными с информатизацией образования, и недостаточной разработанностью путей и средств комплексной реализации компьютерного моделирования в обучении учащихся физикемежду необходимостью развития обобщённых знаний и умений по физике на основе компьютерного моделирования и сложностью его выполнения учителями в условиях устоявшихся традиционных форм и средств обучения физикемежду необходимостью включения в образовательный процесс по физике современных дидактических средств обучения и недостаточной разработанностью методики их реализации.

Необходимость разрешения данных противоречий определила актуальность проблемы исследования, заключающейся в поиске ответов на вопрос: как посредством физико-информационного модуля возможно осуществление преемственных связей между физикой и информатикой, формирование и развитие на их основе обобщённых знаний и умений по физике у учащихся средней школы.

Тема исследования: «Физико-информационный модуль как средство формирования и развития у учащихся средней школы обобщённых знаний й умений по физике».

Объект исследования — процесс обучения физике учащихся средней школы с использованием современных дидактических средств.

Предмет исследования — методика формирования и развития у школьников обобщённых знаний и умений по физике посредством интегративного физико-информационного модуля, реализующего преемственные связи физики с информатикой.

Цель исследования состоит в обосновании и разработке структуры и содержания физико-информационного модуля и методики работы с ним в процессе формирования и развития обобщённых знаний и умений по физике у учащихся средней школы.

Гипотеза исследования: если в образовательный процесс по физике включить современное дидактическое средство обучения — физико-информационный модуль, отражающий комплексные цели учения школьников, уров-невый характер обобщённых знаний и умений по физике и информатике, этапы организации видов учебно-познавательной деятельности, то это может способствовать:

• формированию у школьников обобщённого умения моделирования физических явлений, закономерностей с использованием компьютеризированного и вычислительного экспериментов;

• приобретению ими опыта учебно-исследовательской деятельности в работе с физико-информационным модулем, способствующим формированию и развитию обобщённых знаний и умений по физике;

• повышению качества знаний учащихся по физике и умений их самостоятельного приобретения в условиях реализации преемственных связей физики с информатикой.

Исходя из сформулированных цели и гипотезы, поставлены следующие задачи исследования:

1. Изучить состояние проблемы в области разработки интегративного физико-информационного модуля и его использования в процессе обобщения и систематизации знаний и умений учащихся средней школы по физике.

2. Обосновать роль физико-информационного модуля в формировании обобщённых знаний и умений по физике, а также познавательной самостоятельности учащихся средней школы.

3. Разработать в соответствии с этапами и логикой цикла учебного познания (В.Г. Разумовского) структуру и содержание физико-информационного модуля как дидактического средства формирования и развития обобщённых знаний и умений по физике у учащихся средней школы.

4. Разработать методику формирования и развития обобщённых знаний и умений по физике на основе модуляобобщённую структуру деятельности по осуществлению вычислительного эксперимента в процессе обучения физике учащихся средней школы.

5. Осуществить педагогический эксперимент, в ходе которого проверить гипотезу исследования.

Методологический базис исследования составляют: диалектический метод познания действительноститеория развивающего обучения, законы динамического развития личности, в основе которых лежат принципы активизации учебно-познавательной деятельности и познавательной самостоятельности на основе развития личностного опыта обучаемоготеория системтеория содержания общего образованиятеория формирования обобщенных уменийсистема подходов (деятельностного, личностно ориентированного, интегративного).

Теоретической основой исследования являются: психологическая теория деятельности (J1.C. Выготский, П. Я. Гальперин, В. В. Давыдов, А. Н. Леонтьев, C.JI. Рубинштейн и др.) — теория отбора и структурирования содержания образования (Л.Я. Зорина, В. В. Краевский, И. Я. Лернер, В.В. Мултанов-ский, А. А. Пинский, В. Г. Разумовский, М. Н. Скаткин и др.) — теория самостоятельной познавательной деятельности (А.В. Усова, П. И. Пидкасистый, Т. И Шамова, Н. Н. Тулькибаева, П. В. Зуев, Е. В. Оспенникова и др.) — теория образовательных технологий (В.П. Беспалько, В. А. Гузеев, М. В. Кларин, Г. К. Селевко) — теория интегративпых и преемственных связей (В.Н. Фёдорова, А. В. Усова, Г. Г. Гранатов, А. В. Петров, С. Н. Бабина, Т. Н. Гнитецкая,.

A.И. Гурьев, С. А. Старченко, С. А. Суровикина, М. В. Потапова, А.П. Усоль-цев, О. А. Яворук, Г. А. Ларионова, B.C. Елагина и др.) — дидактические теории комплексного использования средств обучения (Г.И. Pax, С. Г. Шаповаленко и др.) — теория управления и самоуправления (В.И. Земцова, В. И. Андреев, Д. Ф. Ильясов, Г. Н. Сериков, А. А. Попова и др.) — исследования в области применения новых информационных технологий в обучении физике (Ю.А. Винницкий, Н. Н. Гомулина, С. В. Грызлов, Б. М. Игошев, В. А. Извозчиков, Д. А. Исаев, С. Е. Каменецкий, А. С. Кондратьев, В. В. Лаптев, Е. Ю. Левченко, Р. В. Майер, Е. В. Оспенникова, Н. С. Пурышева, А. В. Смирнов, М. И. Старовиков и др.) — исследования, посвященные разработке средств новых информационных технологий обучения (Ю.А. Гороховатский,.

B.В Ларионова, Д. Ш. Матрос, А. А. Оспенников, Е. С. Полат, И.В. Роберт) — теория и методика обучения физике (А.В. Усова, И. Л. Беленок, В. А. Бетев, А. А. Бобров, С. В. Бубликов, А. И. Бугаев, М. Д. Даммер, В. И. Земцова,.

И.С. Карасова, А. Н. Крутский, Р. И. Малафеев, Е. В. Оспенникова, Ю.А. Са-уров, В. И. Тесленко, Т. Н. Шамало, А. А. Шаповалов, Н. В. Шаронова и др.).

Для решения поставленных задач применялись теоретические и экспериментальные методы исследования: теоретический анализ проблемы на основе изученной научной и методической литературыанализ теоретических исследований и практических наработок по методике формирования и развития обобщённых знаний и уменийанализ теоретических исследований и практических рекомендаций по модульному обучению, по использованию электронных средств обучения физикеанализ теоретических исследований в области использования моделирования в экспериментеанкетированиетестирование учащихся, учителейанализ письменных работ учащихсястатистическая обработка результатов педагогического экспериментаэкспериментальное преподавание.

Научная новизна исследования:

1. Обоснована целесообразность включения в образовательный процесс по физике интегративного дидактического средства — физико-информационного модуля, обеспечивающего реализацию преемственных связей физики с информатикой, методов и приёмов обобщения знаний и уменийразвитие познавательной самостоятельности учащихся.

2. Разработаны на основе этапов и логики учебного познания структура и содержание интегративного физико-информационного модуля как дидактического средства, включающего целевые компоненты модуля (комплексный, ин-тегративный, частно-дидактический) — знаковые модели физических системвычислительный и компьютеризированный экспериментобобщённые знания и умения по физике, способствующие организации экспериментальной и учебно-исследовательской деятельности учащихся, формированию положительных мотивов учения, развитию познавательной самостоятельности.

3. Разработана методика формирования и развития обобщённых знаний и умений учащихся по физике в процессе их работы с физико-информационным модулем на основе этапов организации учебно-познавательной деятельности учащихся (внутренней и внешней упорядоченности частей целогосовокупности действий по взаимодействию частей целогосубъект-субъектного взаимодействия обучающего и обучаемого), входящих в структуру и содержание физико-информационного модуля.

4. Определён состав действий при выполнении вычислительного физического эксперимента, разработан обобщённый план его выполнения учащимися.

Теоретическая значимость:

1. Разработана методологическая модель методики формирования обобщённых знаний и умений у учащихся средней школы на основе интегративного физико-информационного модуля, отражающая три этапа организационной деятельности участников образовательного процесса: внутреннюю и внешнюю упорядоченность и согласованность частей целогосовокупность действий, ведущих к образованию взаимосвязей между частями целогосубъект-субъектное общение участников образовательного процесса, способствующее развитию познавательной самостоятельности обучаемого.

2. Разработаны требования к конструированию интегративного физико-информационного модуля, отражающие: 1) единство физических и информационных процессов- 2) организацию обратной связи между этапами познавательного цикла- 3) раскрытие свойств физических процессов па основе исследования знаковой модели- 4) использование алгоритмической основы вычислительного эксперимента, методов параметризации в моделировании для приобретения учащимися опыта выдвижения физических гипотез, их проверки в процессе самостоятельной познавательной деятельности.

Практическая значимость исследования заключается в разработке: 1. Методических рекомендаций по формированию обобщенных знаний и умений на основе интегративного физико-информационного модулявключению вычислительного и компьютеризированного экспериментов в структуру физико-информационного модуля для формирования обобщённых знаний и умения моделирования учащимися физических процессоворганизации учебно-исследовательской деятельности учащихся в процессе изучения физичеt ских явлений и закономерностей на основе натурного и виртуального экспериментов.

2. Содержания и методики реализации компьютеризированного эксперимента на основе автоматизированной модели маятника для изучения колебательного и вращательного движения в условиях модульного обучения учащихся старшей профильной школы.

Этапы исследования. Диссертационное исследование проведено в течение 2004;2009 гг. в четыре этапа.

Первый этап (2004;2005 гг.) — подготовительно-поисковый, включает: изучение документов, философской, психолого-педагогической, методической литературы, диссертационных исследованийанализ состояния проблемыформирование темы, определение цели и задач, объекта и предмета, рабочей гипотезы исследованияразработку понятийного аппаратапроведение констатирующего и поискового экспериментов.

Второй этап (2005;2006 гг.) — аналитический, включает: разработку и теоретическое обоснование целесообразности использования в образовательном процессе по физике интегративного модуля как дидактического средства обобщения знаний и умений по физике в условиях информатизации обученияконструирование структуры и содержания физико-информационного модуля, программа которого включает теоретический и экспериментальный материал с использованием компьютеризированного экспериментавыбор критериев и показателей отслеживания результативности использования физико-информационного модуля в формировании и развитии обобщенных знаний и умений учащихся средней школы.

На третьем этапе (2006;2008 гг.) — формирующем, осуществлялась экспериментальная проверка выдвинутой гипотезыприменялся интегративный физико-информационный модуль как дидактическое средство обобщения знаний и умений учащихся средней школы, оценивалась результативность проведения педагогического эксперимента.

Четвертый этап (2008;2009 гг.) — контрольный включал в себя эксперимент по проверке влияния физико-информационного модуля па качество усвоения знаний и умений, развитие познавательной самостоятельности учащихся средней школыкоррекцию полученных результатовоформление результатов исследования.

Экспериментальная база исследования: Муниципальные образовательные учреждения «Межшкольный учебный комбинат учащихся г. Кургана», физико-математический «Лицей № 12», средние общеобразовательные школы №№ 38, 48, 50 г. Кургана, Институт повышения квалификации и переподготовки работников образования Курганской области.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены использованием взаимодополняющих методов педагогического исследования, адекватных поставленным задачамдлительностью эксперимента, его повторяемостьюприменением статистических методов обработки результатов экспериментасоблюдением основных требований к организации педагогического эксперимента.

Апробация и внедрение полученных результатов осуществлялись путём выступлений и обсуждений на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: 1) «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики» (г. Екатеринбург, УрГПУ, 2007 г.) — 2) «Совершенствование профессионально-методической подготовки учителей физики» (г. Орск, ОрГТУ, 2007 г.) — 3) «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся и студентов вузов» (г. Челябинск, III, XIV-я, XV-я конференции на базе ЧГПУ, 2008, 2009 гг.) — 4) публикаций в сборниках: «Актуальные проблемы развития высшего и среднего образования» (ЧГПУ, 2007;2009 гг.), «Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского госуниверситета» (2007;2009 гг.). Методика и дидактические средства, разработанные в ходе исследования, внедрены в учебный процесс ИПКиПРО Курганской области, МОУ «Лицей 12», средних школ №№ 38, 48, 50 г. Кургана.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Обучение физике учащихся средней школы на основе интегративного физико-информационного модуля определено необходимостью реализации преемственных связей физики и информатикиформирования общих для данных предметов умений (до уровня обобщённых) на основе натурного, виртуального экспериментовразвития мотивации учения школьников, их познавательной самостоятельности.

2. Структура и содержание физико-информационного модуля как дидактического средства реализации преемственных связей физики с информатикой включают: знаковые модели физических систем, вычислительный и компьютеризированный экспериментыобобщённые знания и умения по физике и информатикеметод моделирования в физике.

3. Физико-информационный модуль, включающий теоретический и практический материал, эксперимент (натурный и виртуальный) способствует развитию учебно-исследовательской деятельности и познавательной самостоятельности школьников, мотивации их учения.

4. Методологическая модель методики формирования обобщенных знаний и умений учащихся средней школы на основе физико-информационного модуля отражает процесс организации учебно-познавательной деятельности, включающей совокупность действий по упорядочению частей целогопо их взаимодействию в совместном общении субъектов образовательного пространства.

5. Обобщённый план проведения вычислительного физического эксперимента отражает логику этапов познавательных циклов в процессе учебного познания, единство физических и информационных процессов.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III.

Анализ результатов педагогического эксперимента позволил сделать следующие выводы:

1. Гипотеза об эффективности и целесообразности методики проведения занятий по физике с использованием обучающего интегративного модуля «физика-информатика» в условиях преемственности, системности, генерализации в процессе формирования обобщённых знаний, умения их комплексного применения в компьютерном эксперименте подтвердилась. На основе применения объективных исходных данных, адекватных качественных и количественных показателей и их характеристик сформулированы обоснованные выводы о положительном влиянии разработанной методики обучения физике в условиях нового дидактического средства в целях развития системного характера знаний, обучения исследовательской деятельности в физике, развитию познавательной самостоятельности.

2. Для проверки эффективности методики обучения использовались диагностические анкеты и разнообразные цифровые образовательные ресурсы, в том числе комплексные лабораторные работы компьютеризированного эксперимента, графические задачи, задачи исследования физических процессов на основе знаковых моделей, направленные на выявление уровней обобщённости физических знаний, их осознанности, умения применения в процессе решения физических задач различной степени сложности, включая сравнение эмпирических и теоретических данных в эксперименте.

3. Сравнение результатов выполнения контрольных заданий и экспериментальных задач учащимися, работавшими с дидактическим материалом в формате интегративных модулей и не работавшими с ним, показало, что разработанная методика обучения умению самостоятельного обобщения физических знаний в процессе выполнения обучающего модуля способствует: а) повышению осознанности, качества знаний по физике, умения комплексного применения алгоритмических, математических и физических знаний в процессе системной познавательной деятельности в компьютерной средеб) переводу обучаемых на уровень актуальной мотивированной деятельности в процессе проведения этапов физического моделирования, формирования физических гипотез и методов их проверки на основе знаковых моделейв) развитию активности и познавательной самостоятельности в работе с интегративным модулемг) обеспечению условий модернизации содержания обучения физике посредством включения новых разделов: «вычислительная физика», «цифровые измерения в физике», «компьютеризированный эксперимент».

4. Педагогический эксперимент подтвердил эффективность интегративного модуля для обобщения знаний учащихся, повышения их качества, уровня самостоятельности в учении и, соответственно, обоснованность гипотезы исследования. Обучаемые в экспериментальной выборке показали существенно более глубокое владение физическими знаниями (законов, физических величин, сущности моделирования), умениями самостоятельного обобщения знаний, экспериментирования.

Таким образом, применение интегративных модулей при условии адаптации содержания, форм организации обучения, перевода условий контроля и диагностики на субъект-субъектный уровень формирует обобщённые знания и умения в самостоятельной познавательной деятельности, обеспечивающей широкий перенос знаний учащимися. Цель исследования достигнута.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Исследование является завершённым с точки зрения поставленной цели и решённых задач. В ходе выполнения исследования в соответствии с задачами получены результаты, подтвердившие гипотезу:

1. Теоретически и экспериментально обосновано наличие проблемы использования интегративных форм обучения физике в процессе организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся в информационной образовательной среде с целью формирования у них обобщённых знаний и умений по физике.

Для решения данной проблемы предложено использовать дидактическое средство — физико-информационный модуль, использование которого на основе познавательного цикла компьютерного моделирования в условиях модульного обучения формирует у учащихся обобщённые знания и умения по физике.

2. Процесс организации и осуществления преемственных связей физики с информатикой осуществляется на основе интегративного физико-информационного модуля, направленного на формирование обобщённых знаний и умений их самостоятельного приобретения, познавательной активности и самостоятельности мышления школьников в процессе выполнения этапов виртуального и компьютеризированного эксперимента в физике, создания и изучения физических моделей средствами информационных технологий.

3. Методологическая модель методики формирования и развития обобщённых знаний и умений их самостоятельного приобретения разработана на основе поэтапной организации учебно-познавательной деятельности учащихся, включающей этапы внутренней и внешней упорядоченности частей целогосовокупность действий по их согласованиюпознавательную деятельность в субъект-субъектном взаимодействии учащегося и учителя.

4. Методика формирования обобщённых знаний и умений на основе реализации физико-информационного модуля включает:

1) целевой компонент (комплексные, интегративные, частно-дидактические цели);

2) содержательный, связанный с обобщением знаний о моделировании физических системразвитием умений выполнять этапы компьютерного эксперимента- 3) процессуальный, отражающий самостоятельную познавательную деятельность, развивающую творческое мышление и формирующую опыт учебного исследования в физике.

5. Результативность методики обобщения знаний и умений на основе реализации интегративного физико-информационного модуля определяется совокупностью приоритетных направлений в осуществлении преемственных связей физики с информатикой, к которым относятся:

1) развитие творческого мышления в обучении моделированию физических явлений и закономерностей- 2) создание интегративных учебных проектов на основе моделирования в курсе физики- 3) условия, цели и средства создания открытой дидактической среды «физика-информатика».

6. Овладение учителями физики умениями: а) использования ресурсов, инструментов и объектов виртуальной средыб) рационального применения компьютерных технологий для создания и исследования знаковых моделейв) проектирования разноуровневых задач для самостоятельной работы школьниковг) применения обобщённого плана эксперимента для организации познавательной деятельности при изучении физических процессов и закономерностей в натурном и виртуальном экспериментах способствует эффективной организации работы учащихся средней школы с физико-информационным модулем на занятиях по физике.

7. Выделены этапы обобщения знаний на основе освоения моделирования физических процессов и явлений в соответствии с требованиями ГОС: первый этап — усвоение элементов знаний (фактов, понятий, законов) и их применение на операциональном уровне на основе электронных образовательных ресурсов МО РФ (репродуктивный уровень) — второй этап — применение знаний в изменённых ситуациях, для усложнённых классов задачсоздание и изучение знаковых моделей в процессе выполнения вычислительного эксперимента на основе предложенного обобщённого плана ВЭ (конструктивный уровень, самостоятельность действия) — третий этап — приобретение опыта выдвижения и проверки гипотез в процессе учебного исследования следствий фундаментальных физических теорий на основе компьютеризированного экспериментапреобразование содержания элементов адаптивной модульной программы (продуктивный уровень, самостоятельность деятельности).

8. Разработана методика работы с интегративным модулем формирования и развития обобщённых знаний и умений по физике, включающая целевой компоненткогнитивную визуализацию физических процессов средствами ПКсоздание и исследование информационных объектов разного уровня сложности, выполняющих в физике функцию средства поэтапного формирования самостоятельности (операциональной, действия, деятельности) в процессе выполнения компьютерного эксперимента, включаемого в модульную программудиагностику уровня достижений учащихся.

9. Сформулированы определение интегративного физико-информационного-модуля (с. 25) — требования к нему (с. 26) — концептуальная основа и методологическая модель (с. 27−29) — основания его классификации — уровень обобщённости знаний (эмпирическийтеоретическийаксиологический) — уровень познавательной самостоятельностиуровневый характер дидактических целей (комплексной, интегрирующей, частно-дидактической) (с. 92—99).

10. Раскрыты дидактические функции интегративного модуля «физика-информатика», особенности его применения в обучении моделированию в физике в соответствии с этапами цикла учебного познания (целеполагание, формализация, алгоритмизация, создание и исследование знаковой модели, обобщение) на основе принципов преемственности, системности, генерализации, научности.

11. В качестве ориентирующей основы развития самостоятельной познавательной деятельности предложены: алгоритмы построения объектов визуализации физических явлений в форме таблиц и графиков в различных аппаратно-программных средахпараметрический и критериальный подход в обучении анализу знаковых моделей в физике, границ их применимости.

12. Разработан обобщённый план вычислительного эксперимента на основе принципов детализации этаповорганизации обратной связи между заключительным и стартовым этапами эксперимента для обеспечения генерализации знаний. Обратная связь заключается в том, что новые знания, полученные в результате изучения модели, позволяют включить их в исходную цель моделирования и повторить эксперимент как познавательный цикл.

13. Разработаны и апробированы в учебном процессе методические рекомендации по использованию физического практикума на основе компьютерного и компьютеризированного эксперимента в составе элективного курса старшей профильной школы.

14. Организованный в рамках диссертационного исследования педагогический эксперимент показал эффективность применения разработанной методики работы с модулем для формирования обобщенных знаний и умений по физике.

По результатам исследования сделаны следующие выводы:

1. Требования ГОС по формированию умения моделирования, опыта выдвижения физических гипотез на основе информационных технологий обуславливают поиск интегративных средств обучения, ориентированных на систематизацию и обобщение знаний в интегративной деятельности учащихся на основе индивидуализации, рефлексии познавательной деятельности, анализа структуры элементов научного знания. Таким интегративным средством является физико-информационный модуль («физика-информатика»).

2. Структура, содержание и функции модуля «физика-информатика» в образовательном процессе по физике предполагают использование компьютерного моделирования. Проблема формирования умения компьютерного моделирования в физике на основе частично-самостоятельной и самостоятельной деятельности остаётся актуальной в виду отсутствия в программе по физике материала, обеспечивающего данное обучение.

3. Структура и содержание обучающего модуля позволяют организовать поэтапное формирование уровней обобщённости знаний (воспроизводящий, частично-поисковый, продуктивный) на основе механизма актуализации комплекса знаний и мотивационной самостоятельной деятельности учащихся в процессе выполнения ими компьютерного моделирования.

4. Обобщение физических знаний в условиях интегративного модуля происходит в процессе овладения учащимися обобщённым планом выполнения эксперимента, умением выдвигать и проверять физические гипотезы.

5. Структура и содержание дидактического материала в форме модульной программы предполагает различные формы организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности школьников, как на занятиях, так и во внеурочное время. Содержание самостоятельных работ систематизировано на основе поэтапного формирования умения моделировать на основе генерализации, систематизации знаний, функциональной замкнутости модуля.

6. Элективный курс «Вычислительная физика» как надстройка над профильными курсами позволяет удовлетворять познавательные потребности школьников, потому что выполняет роль средства самоорганизации их самостоятельной деятельности при условии согласования процессов формирования физических, математических и технологических знанийопределения и соблюдения этапов усложнения, структурирования данной деятельности на основе этапов познавательного цикла с использованием общедидактических принципов.

7. В работе осуществлено решение задачи реализации преемственных связей школьного курса физики, информатики, математики на базовом и профильном уровнях на основе дидактического средства — интегративного модуля. Результаты исследования могут быть использованы при организации физико-математического и физико-технологического профильного обучения, в обучении методам самостоятельного приобретения физических знаний.

Диссертационное исследование имеет направления дальнейшей работы: формирование аксиологического уровня знаний в обучении физикеопределение структуры, целей и методов обучения исследованию в процессе обучения физике.