Вход

Зарегистрироваться ? или забыли Ваш пароль ?

Введение

Педагогика будет развиваться, если она будет пополняться все новыми и новыми фактами, в свою очередь для их накопления, объяснения интерпретаций, нужны научно-обоснованные исследования, зависящие от совокупности теоретических принципов, называемых методология. Методология характеризует компоненты научного исследования его объекта, задач исследования, предмета анализа, совокупности исследовательских средств, необходимых для их решения, а также формирует представление о движении исследователя в процессе решения соответствующих исследовательских задач. Методология воплощается в методологических принципах. А они в свою очередь дают практике обоснованные ориентиры и критерии успешности. Поэтому одновременно с анализом понятия методология нужно раскрыть основные методологические принципы.

Раскроем основные методологические принципы

1. Анализ понятия методология

Методологию считают учением о структуре, методах и средствах теоретической деятельности, логической организации, другие учёные считают наукой о принципах и процедурах формирования и применения методов познания и преобразования действительности; третьи – о методах исследования, о совокупности наиболее общих принципов решения сложных практических задач; четвертые – о системе принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности и учением об этой системе; пятые – об структуре, исходных положениях, функциях и методах научно-педагогических исследований, шестые считают, что это – «система принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности, а также учение об этой системе».

Известный методолог педагогики В.В. Краевский, указывает, обобщая достижения в этой области, что «методология педагогики есть система знаний об основаниях и структуре педагогической теории, о принципах подхода и способах добывания знаний, отражающих педагогическую действительность, и система деятельности по получению таких знаний и обоснованию программ, логики и методов, оценке качества специально-научных педагогических исследований».

В.И. Загвязинский полагал, что педагогическая методология включает в себя: учение о структуре и функциях педагогического знания, а также о педагогической проблематике; ключевые, исходные, фундаментальные социально-педагогические положения (теории, концепции, гипотезы), имеющие методологический смысл; учение о способах использования добытых знаний для совершенствования практики; учение о логике и методах социально-педагогического поиска.

В других случаях методология определяется как учения о методе научного познания и преобразования мира. В современной научной литературе под методологией понимают, прежде всего, методологию научного познания, то есть учение о принципах построения, формах и способах научно-познавательной деятельности.

Можно было бы и дальше продолжить перечисление, однако важнее не столько поиск различий в точках зрения на методологию, сколько тех существенных качественных ее характеристик, сближающих позиции исследователей, позволяющие достичь высокой степени согласованности в ее определении, применять эти определения к разработке методологии научного знания.

Эти определения методологии не противоречат друг другу, а отражают процесс постепенного развития области методологического понимания, осознания исследователями собственной деятельности, вынесения рефлексии за рамки индивидуального опыта. Поэтому, методологию педагогической науки следует рассматривать как совокупность теоретических положений о педагогическом познании и преобразовании действительности.

Анализ соответствующей литературы позволит прийти к выводу о сближении взглядов различных авторов на данную проблему, хотя бы, в том, что касается определения сущности методологии педагогики: это – «учение о структуре, логической организации, методах и средствах педагогической деятельности в области теории и практики»

2. Основные методологические подходы в педагогике

Подходы - это побуждении к чему-нибудь, совокупности приемов, способов воздействии на кого-нибудь, в изучении чего-нибудь.

1. Системный подход

Сущность: относительно самостоятельные компоненты рассматриваются как взаимосвязанные компоненты: цели образования, субъекты педагогического процесса: содержание образования, методы, формы, педагог и учащийся, средства педагогического процесса. Задача воспитателя: учет взаимосвязи компонентов.

Он ориентирует на выделение в педагогической системе и развивающейся личности, прежде всего инвариантных системообразующих интегративных связей и отношений; на изучение и формирование того, что в системе является переменным, а что устойчивым, что главным, а что второстепенным. Он предполагает выяснять вклад отдельных компонентов-процессов в развитие личности как системного целого. В этом отношении системный подход очень тесно связан с подходом личностным, который означает ориентацию при конструировании и осуществлении педагогического процесса на личность как субъект, цель, результат и главный критерий его эффективности. Он требует признания права на уважение, уникальности личности, ее интеллектуальной и нравственной свободы. Системный подход предполагает опору в образовании на естественный процесс саморазвития творческого потенциала личности и задатков, создание для этого соответствующих условий.

2. Личностный подход

Сущность: признает личность как продукт общественно-исторического развития и носителя культуры, и не допускает сведение личности к натуре.

Личность как цель, субъект, результат и главный критерий эффективности педагогического процесса. Уникальность личности – ее интеллектуальная нравственная свобода, право на уважение. Задача воспитателя: создание условий для саморазвития задатков и творческого потенциала личности.

Личностный подход требует признания уникальности личности, ее интеллектуальной и нравственной свободы, права на уважение. Он предполагает опору в воспитании на естественный процесс саморазвития задатков и творческого потенциала личности, создание для этого соответствующих условий.

3. Деятельностный подход

Сущность: деятельность – основа, средство и условие развития личности, это целесообразное преобразование модели окружающей действительности.

Задачи воспитателя: выбор и организация деятельности ребенка с позиции субъекта познания труда и общения (активность самого). Это предполагает: осознание, целеполагание, планирование деятельности, ее организация, оценка результатов и самоанализ (рефлексия).

А.Н. Леонтьев. «Для овладения достижениями человеческой культуры, – писал он, – каждое новое поколение должно осуществить деятельность, аналогичную (хотя и не тождественную) той, которая стоит за этими достижениями». Вот почему, чтобы подготовить воспитанников к самостоятельной жизни и разносторонней деятельности, необходимо в меру возможностей вовлечь их в эти виды деятельности, т.е. организовать полноценную в социальном и нравственном отношении жизнедеятельность.

Деятельностный подход требует перевода ребенка в позицию субъекта познания, труда и общения. Важным при этом является то, что активность личности, ее потребности в самосовершенствовании рассматриваются неизолированно. Они развиваются только в условиях взаимоотношений с другими людьми, построенных по принципу диалога. Диалогический подход в единстве с личностным и деятельностным составляют сущность методологии гуманистической педагогики.

4. Индивидуальный подход

Это психолого–педагогический принцип, в котором постулируется важность для обучения и воспитания учета индивидуальных особенностей каждого ребенка. В педагогической работе воспитатель(учитель) организует свою деятельность с учетом особенностей каждого воспитанника т. к. все дети разные, а значит и способности у них тоже разные.

Выделенные методологические подходы педагогики как отрасли гуманитарного знания позволяют:

- определить ее действительные проблемы и способы их разрешения;

- проанализировать всю сумму образовательных проблем и установить их порядок значимости (иерархию);

- реализовать гуманистическую парадигму образования.

 

3. Методология методов обучения

При практической реализации педагогической технологии особое место занимает выбор методов обучения, так как от этого в значительной степени зависит результативность применения технологии.

Существует несколько классификаций методов обучения. Наиболее широко распространена классификация по способу предъявления учебной информации.

Есть классификация, основанная на степени самостоятельности ученика. Для реализации данной технологии наиболее удобна классификация, основанная на различии алгоритмов достижения цели.

Если ученик знает, из какого знания надо исходить, через какие промежуточные результаты надо пройти в изучении темы, каким образом их достичь, то его функции в обучении сводятся к запоминанию всего этого и воспроизведению в нужный момент.

Если до ученика не доводятся промежуточные результаты, но известно все остальное, то имеет место программированное обучение. Чаще всего оно реализуется с помощью компьютера.

Если же наоборот, открыты промежуточные результаты, но неизвестны пути их достижения, то ученику приходится пробовать разные пути, пользуясь множеством эвристик. Так повторяется после каждого промежуточного результата. Это стандартная схема эвристического поиска.

При проблемном методе обучения неизвестны ни промежуточные результаты, ни пути их достижения. Ученик попадает в проблемную ситуацию, так как имеет противоречие между имеющимися знаниями и необходимыми. Его поиск приобретает более сложный характер.

В модельном методе не выделяются также и начальные условия. Они отбираются самим учеником, в зависимости от его понимания задачи. Примерами реализации данного метода являются разнообразные уроки в виде вариаций деловых игр: урок-суд, урок-аукцион, урок – пресс-конференция и другие.

3.1 Система методологических знаний и умений в СШ

Для реализации на практике образовательных и воспитательных функций методологии науки необходимо разработать целостную систему формирования у учащихся методологических знаний и умений. Эти знания и умения довольно обширны, поэтому возникает проблема их отбора в учебных целях.

С точки зрения основных задач совершенствования обучения методологические знания и умения должны:

– служить сознательному усвоению физических знаний, углубленному пониманию сути изучаемых явлений и закономерностей;

– способствовать выработке правильного, научного мировоззрения;

– раскрывать характер и диалектику научного познания, вооружать учащихся общенаучными методами познания;

– способствовать преодолению узкопрактического понимания физики как науки, показывая последнюю как один из аспектов общечеловеческой культуры и основу современной техники;

– содействовать развитию любознательности, интереса к овладению знаниями, творческих способностей и физического мышления, интеллектуальных умений;

– способствовать формированию таких черт личности, как патриотизм, гуманизм, трудолюбие, стремление принести людям пользу.

Выделенный для изучения дидактический материал должен:

– быть компактным и неразрывно связанным с предметными знаниями;

– представлять интерес для учащихся, быть увлекательным, вызывая положительную мотивацию к учению.

Предлагаемая нами система методологических знаний и умений включает следующие направления, вокруг которых обобщается весь учебный материал второй ступени курса физики средней школы:

– Научный эксперимент и методы экспериментального (эмпирического) познания.

– Физическая теория и методы теоретического познания.

– Стержневые методологические идеи физики.

– Основные закономерности развития физики.

 

4 Методика изучения физики

Методика изучения физики может быть представлена в виде определенной последовательности ступеней работы. Эти ступени четко структурируют каждый урок (речь идет о сдвоенных уроках в начале учебного дня, идущих каждый день в течение 3–4-х недельного периода – учебной эпохи-погружения по данному предмету). Более того, полный «цикл» изучения каждой единичной темы (понятия, явления, закона), представляющий данную последовательность методических этапов, входит в состав трех последовательных уроков. В конце первого урока происходит первый шаг изучения – эксперименты и их описание. Второй урок полностью посвящен проработке и анализу наблюдений, и формулированию и уяснению новых понятий и закономерностей. И в третьем уроке, занимая совсем немного времени, происходит применение и закрепление полученных знаний. При этом темп работы над материалом довольно высок – ведь в конце второго урока ставятся новые эксперименты, которые прорабатываются на третьем. Также на втором уроке имеет место и закрепление материала, который был рассмотрен в основной части предыдущего урока.

Таким образом, каждый урок, имея стройную ритмическую организацию (последовательность методических этапов), имеет вместе с тем три слоя тематического содержания: первый (основной) – проработка наблюдений и описаний (фактического материала) и формулирование новых понятий и закономерностей; второй (он обращен в основном к предыдущей теме) – применение и закрепление знаний; третий, обращенный к будущему обсуждению, – новые явления (эксперименты, описания).

Последовательность методических этапов изучения одной темы

1. Наблюдение явлений.

2. Описание наблюдений.

3. Пауза, между наблюдением и обсуждением пролегает ночь.

4. Вспоминание описания и обсуждение, нацеленное на получение закономерности.

5. Уяснение закономерности при ответах на вопросы и решении задач.

6. Запись конспекта урока.

7. Новая пауза.

8. Закрепление изученных ранее закономерностей в процессе применения к анализу новой ситуации (явления).

Первым шагом является наблюдение явлений.

Это могут быть и наблюдения непосредственно на природе, однако, в подавляющем большинстве случаев, это – эксперимент, выполняемый в лабораторных условиях. Эксперимент может быть, как демонстрационным (учитель показывает, дети наблюдают), так и лабораторным (выполняемым самими учащимися индивидуально или же в группах). Демонстрационный эксперимент имеет то преимущество, что не требует большого количества одинаковых приборов и полностью определяется заранее продуманным планом. Вместе с тем, у практических работ есть другое существенное преимущество – они в значительно большей степени задействуют активную деятельность детей, что, безусловно, положительно сказывается на интересе и личностной значимости эксперимента. К тому же, последнее развивает индивидуальные практические умения и навыки учащихся, учит их самостоятельному обращению с физическими приборами, ведению «лабораторного журнала» (записей наблюдений). Трудность проведения лабораторных работ в том, что деятельность учащихся в этом случае должна быть очень хорошо организована: они должны ясно понимать цель работы и иметь перед глазами подробный план ее выполнения. Еще до начала работы учитель должен продемонстрировать всему классу, как обращаться с приборами.

Во время наблюдения демонстрационного эксперимента в классе должна установиться тишина и внимание. Словесные комментарии к происходящему совершенно излишни. Ни учитель, ни ученики не должны при этом описывать происходящее. Тем более неуместны желания учеников уже в ходе эксперимента вслух высказывать его объяснение.

Второй шаг – описание наблюдений

Эксперимент происходит в конце урока. Однако прежде чем учащиеся уйдут на перемену, следует подробно и точно устно описать наблюдения. В этом – содержание второго этапа. Лучше всего, если это делают сами учащиеся. Все детали явления должны быть теперь осознаны. При этом сам эксперимент уже не отвлекает учащихся. Итогом описания должна стать точная мысленная картина явления. Если какие-либо детали, существенные для дальнейшего понимания явления, ускользнули от внимания учащихся, можно, обратив на них внимание класса, вновь повторить опыт. Этот этап, несмотря на кажущуюся простоту и незначительность, очень важен, так как во время наблюдения дети настолько погружаются в явления, настолько сильно находятся в этот момент вовне своими чувствами, что необходим определенный жест сознательной антипатии, возвращения к себе и воспроизведения картины явления в сознании учащихся. Без нее невозможна дальнейшая мыслительная работа над содержанием наблюдения. Это имеет большое значение, так как наша основная цель – получить такие понятия и законы, которые тесно связаны с наблюдаемым, с явлением. Конечно, при традиционном модельном подходе, когда явление отходит на второй план, играя роль всего лишь эпифеномена, т.е. подтверждения определенной модели, такая работа над содержанием восприятия является излишней.

После этого урок заканчивается и учащиеся получают домашнее задание, одним из главных пунктов которого является письменное описание наблюдений и зарисовка экспериментальной установки. Наряду с этим могут быть заданы вопросы и задачи, преимущественно качественного характера, на применение уже изученных законов.

Третий шаг – работа подсознания

Между этим уроком и следующим пролегает ночь – период времени, когда, как показывает опыт, дневные впечатления перерабатываются где-то в глубинах человеческого существа и наутро предстают порой как бы обновленными. Иногда, когда человек решает какую-либо проблему, часто именно наутро, вспомнив о ней, он одновременно находит и ее решение. Поэтому так важна пауза, пролегающая между восприятием явления и его осмыслением. Правда, она эффективна лишь в том случае, если на самом наблюдении и его описании учащиеся были сконцентрированы, если картина происходившего действительно возникла перед их сознанием. И другое условие, не менее важное, если она пробудила определенный вопрос, желание понять происходившее. Лишь тогда без непосредственного участия сознания человека, в этот период «забывания» внутри человеческого существа будет происходить интенсивная работа над содержанием наблюдавшегося.

Четвертый шаг – обсуждение явлений и поиск закономерности

Наутро картина явления вновь кратко восстанавливается: учащиеся устно по памяти воспроизводят его описание. Так как дальнейшая работа будет происходить в сфере мышления, важнее воспроизвести явление в сознании учащихся по памяти, а не по тетрадке.

Далее начинается самая сложная часть урока – поиск и формулировка закономерности, обуславливающий наблюдаемое явление. Трудность этого этапа в том, что в действительности закономерность не выводится индуктивным путем из данных наблюдения. Она – не есть простое обобщение фактического материала, который к тому же очень ограниченно доступен учащимся. Закономерность всегда содержит еще и мыслительный элемент, даже если это – так называемая «эмпирическая закономерность».

Задача учителя на этом этапе методики – не формулировать за детей эту закономерность. Она ни в коем случае не должна быть сообщена им в готовом виде. Учитель должен суметь так организовать обсуждение (например, с помощью вопросов), чтобы учащиеся смогли, отвечая на поставленные вопросы, сами найти, сформулировать закономерность. Задача учителя – формулировка вопроса, проблемы и затем организация обсуждения, помощь учащимся в сопоставлении суждений друг друга, в верном соотнесении их с данными наблюдений и экспериментов. Алгоритма здесь нет. Процесс поиска каждый раз выстраивается из тех мыслей, которые высказывают учащиеся, и каждый год каждый новый класс прокладывает свой путь.

Пятый шаг – уяснение закономерности в процессе решения задач

После того, как закономерность найдена в совместном обсуждении с классом, следует добиться того, чтобы ее уяснили все учащиеся. Ведь в обсуждении активно участвует только часть класса. Для этого, после того, как закономерность сформулирована, учитель дает детям пару устных качественных задач на ее закрепление и уяснение. Это могут быть несколько вопросов к тому, что будет наблюдаться в эксперименте при небольшом изменении некоторых условий. Т.е. закрепление и углубление понимания только что «открытого» учащимися закона происходит в задачной ситуации, близкой к исходному эксперименту.

Шестой шаг – запись конспекта урока

Затем в тетрадях записывается текст – конспект основного содержания урока. В нем обязательно должна быть сформулирована закономерность и могут быть приведены некоторые дополнительные рассуждения, сведения, интересные примеры. В средних классах учитель сам сочиняет этот текст накануне и на уроке диктует его детям (или записывает на доске). Начиная с 8–9 класса эта работа все чаще выполняется самими учащимися. В этом случае учителю приходится чаще проверять тетради, чтобы корректировать ошибки в самостоятельных формулировках закономерностей.

Последний шаг – закрепление материала

В заключение учитель предлагает классу еще несколько задач на повторение и закрепление знаний тех законов, которые были сформулированы на прошлом уроке. Лучше всего описать новую экспериментальную ситуацию, во многом отличную от наблюдавшейся на позапрошлом уроке. И к этому описанию нового явления, основывающегося на той же закономерности поставить несколько вопросов, требующих понимания этой закономерности и умения применять ее к объяснению нового явления. Эти задачи могут быть выполнены не только устно, но и письменно. Хорошо, если детям будет дана возможность немного самостоятельно поразмыслить, вникнуть в ситуацию задачи.

На этом полный цикл методических этапов изучения одной темы заканчивается и вновь ставятся эксперименты (изучается фактический материал). Однако еще по крайней мере дважды-трижды к этой теме класс будет возвращаться: в первый раз – на следующем уроке, отвечая на вопросы и решая задачу по этой теме. Во второй раз – в конце эпохи или же недели, выполняя самостоятельную или же контрольную работу. И в третий раз – на следующий год, при необходимости повторения этой темы для изучения связанного с ней нового материала. [1], [2]

Главная задача, стоящая перед педагогом, состоит в поиске путей доведения практики до уровня научно обоснованных требований, разработанных в рамках методологии и теории педагогики.

4.1 Структура физического знания

Имеется два уровня физического знания: эмпирический и теоретический.

Эмпирический включает данные опыта, эмпирические понятия, законы и закономерности. изучая физические явления, формирует набор эксперимента, затем его анализирует, описывает, и на основе этого формируют законы и закономерности. Для количественной оценки физических явлений вводят числовые характеристики меры их свойств, которые называют физическими величинами. Физическая величина – это числовая характеристика свойств физических объектов, полученная путем измерения. Физический объект – тело, система, состояния этой системы или процессы которые в ней происходят.

Каждая физическая величина характеризует физический объект не только количественно, но и качественно. Физическая величина – это не сама действительность – это принятый в физике способ описания физической реальности. Каждый физический объект обладает множеством свойств, которые используют метод идеализации: выделяют существенные стороны и отбрасывают несущественные, и тогда изучают упрощенную модель (мат точка, мат маятник, абсолютно твердое тело).

Теоретический уровеньвключает теории, идеи и гипотезы. Физическая теория – это теоретические законы, представленные в виде математических уравнений, которые описывают данные явления.

Теоретические законы отличаются большей общностью, они включают теоретические понятия и эмпирические понятия. Теоретические понятия, более отдаленные от опытных.

Физическая теория выделяет структурные части: Основание, ядро, следствие.

Основание включает эмпирический базис (набор опытных данных), идеализированный объект и физические величины. Идеализированный объект – модель материи на определенном структурном уровне. Каждая теория отличается одна от другой идеализированным объектом.

Переходным мостом от эмпирического базиса к новой теории служит идеальный объект.

Ядро физической теории составляетсистема общих законов, выраженных в математических уравнениях, постулатах и принципах.

Система уравнений представляет собой математическую модель данного вида взаимодействия материй, в котором идеализированный объект представлен в динамике и движении.

В фундаментальные уравнения входят фундаментальные константы: с, Планка, Больцмана.

Особым видом физических законов сохранения являются законы сохранения; число их растет.

Каждой физической теории соответствует набор принципов симметрии, которые проявляют себя в неизменности физических законов при определенных преобразованиях(операциях). Например, есть непрерывные преобразования: перенос или поворот системы, как целое; дискретные преобразования: замена частиц на античастицы. Важную роль играет принцип соответствия, который означает, что новые теории асимптотически переходят в старые, если фундаментальные константы приобретают критические значения (0, 1, µ).

Выводыстроятся путем логической дедукции. Совокупность основных идей, принципов и гипотез создает физическую картину мира.

 

5  Методология школьного эксперимента. Мысленный эксперимент. Гипотеза. Теория

Знания о физическом научном эксперименте формируются прежде всего в процессе ознакомления школьников с историческими опытами. Чтобы оно было эффективным, требуется выполнение ряда условий. Следует знакомить учащихся с такими историческими опытами, которые в развитии физики сыграли значительную роль. Показ исторического опыта не должен изобиловать второстепенными техническими подробностями, но должен отражать его суть, основную авторскую идею. Учитель должен постоянно отмечать, обращать внимание учащихся на те упрощения, которые он сознательно вводит для показа главного в данном явлении, отделяя это главное от многих других сторон, усложняющих реальное протекание процесса. Необходимо также разъяснять, почему в действительности путь к этим «простым и легким» опытам был таким сложным и длительным, полным ошибок и заблуждений. В противном случае у школьника может создаться представление, что в науке все делается просто и «с первого раза». При проведении исторических опытов можно использовать современное оборудование, однако при этом необходимо рассказать школьникам, каким оборудованием в действительности пользовались исследователи (показать исторические рисунки, фотографии, модели и т.д.). Следует раскрывать связь данного эксперимента с научной и социальной обстановкой, сложившейся к этому времени, сформулировать задачи, которые были решены в науке в результате проведения данного эксперимента.

В научно-популярной и методической литературе исторические опыты называют по-разному: решающие, ключевые, великие, основополагающие и т.д. Особенно часто можно встретить термин «фундаментальный опыт» или «фундаментальный научный эксперимент», при этом приводится не один десяток исторических опытов. Само слово «фундаментальный» предполагает, однако, что число таких опытов не должно быть велико. Разумеется, не все изучаемые в школе исторические опыты являются действительно фундаментальными, хотя все они в определенной степени способствовали развитию физики в прошлом и настоящем.

Было бы полезно систематизировать многочисленные исторические наблюдения и опыты, входящие в курс физики средней школы (и те, которые, по нашему мнению, должны войти в будущем), по их функциональному признаку – реализации определенной задачи и значению в развитии физической науки.

Класс физических опытов:

1. Опыты, благодаря которым было положено начало новым разделам (направлениям) физики (такие опыты следует называть фундаментальными);
2. Опыты, позволившие открыть отдельные физические явления;
3. Опыты, позволившие установить свойства и закономерности открытых ранее явлений (самый распространённый класс физического эксперимента, осуществляемый ежедневно в научно-исследовательских лабораториях);
4. Опыты, с помощью которых была доказана справедливость фундаментальных теорий;
5. Опыты – «решающие эксперименты», окончательно отвернувшие или подтвердившие справедливость теоретического положения (гипотезы);
6. Опыты, в которых определяется точное значение физических величин и постоянных;
7. Опыты и исследования по созданию новых экспериментальных средств и методов, новых материалов, техническому использованию открытых явлений;

Изучение исторических опытов в соответствии с приведенной классификацией помогает избежать возникновения у учащихся ошибочного представления об одинаковом значении всех исторических опытов, даетвозможность показать школьникам круг задач, которые решает физический экспериментв науке, выбрать из большого числа опытов, относящихся к данной группе, наиболее характерные и важные для учебного процесса.

Учебный физический эксперимент, его структура и задача.

Учебный эксперимент – это воспроизведение физического явления на уроке с помощью специальных приборов в условиях наиболее доступных для его проведения. Это отражение научного метода познания.

Цели:

1. служит источником знания
2. является методом обучения
3. это вид наглядности.

Классификация по организационному признаку:

1. демонстрационные опыты (эксперименты). (обязательные в программе: опыты Кулона, Столетова (фотоэффект), опыты Герца, Максвелла, весы Камидеша)
2. Фронтальные лабораторные работы, опыты, наблюдения.
3. Физический практикум
4. Внеклассные опыты и наблюдения
5. Количественные и качественные
6. Экспериментальные задачи
7. Творческие задания.

Методический анализ эмпирического уровня познания начнем с указания на некоторые терминологические трудности. Как известно, наблюдение и эксперимент представляют собой различные методы эмпирического познания. Наблюдение – это целенаправленное восприятие явлений окружающей действительности, в ходе которого получают знания о внешних сторонах, свойствах я отношениях изучаемых объектов. Под экспериментом понимают такую практически-познавательную деятельность человека, когда последний активно вмешивается в протекание изучаемого процесса.

Что касается термина «опыт», то в науке его используют предельно широко – как всю совокупность практических взаимоотношений между человеком и материальным миром, как результат освоения действительности. В истории физики этот термин означает эксперимент или наблюдение, проведенные ученым. В методике преподавания физики термин «опыт» используют чаще других, когда речь идет о самостоятельном эксперименте или наблюдении учащегося В Процессе лабораторного практикума и фронтальных лабораторных работ, или демонстрацииучителя, за которой учащийся наблюдает.

Мы будем пользоваться термином «опыт» в качестве общего названия двух методов эмпирического познания: наблюдения и эксперимента при условии, что учащиеся проделывают их самостоятельно. Всю систему эмпирического уровня познания природы по традиции в методике преподавания физики называют физическим экспериментом, так что понятие «экспериментальный» и «эмпирический» являются здесь синонимами.

Необходимость формирования у школьников глубоких знаний о сущности экспериментального познания определяется той ролью, которую играет эксперимент в физических исследованиях: во-первых, он является источником новых знаний о фактах, которые затем систематизируются и обобщаются в законах и теориях; во-вторых, только эксперимент служит падежным критерием истинности любой теоретической концепции, гипотезы, положения; в-третьих, через эксперимент осуществляется связь физических знаний с техникой, производством и бытом.

В настоящее время, когда резко возросла роль теории в преподавании физики, важно не впасть в крайность излишней теоретизации школьного курса физики и поэтому школьному эксперименту отводить лишь иллюстративную роль. Такое сужение функций школьного физического эксперимента привело бы к снижению идейного уровня курса, к неправильному пониманию школьниками механизма развития науки и роли эксперимента в научном познании. Академик Г.С. Ландсберг отмечал: «Отчетливое понимание… экспериментального характера физических законов имеет крайне важное значение: оно делает из физики науку о природе, а не систему умозрительных построений; с другой стороны, оно прививает мысль о границах применимости установленных физических законов, основанных на них теорий и открывает перспективы дальнейшего развития науки»¹.

Формирование экспериментальных знаний и умений осуществляется в процессе обучения физике в двух основных формах: проведение учебного эксперимента и ознакомление с историческими опытами и наблюдениями, сыгравшими большую роль в развитии физической науки. Эти две формы, каждая из которых выполняет свои собственные обучающие функции, взаимно дополняют друг друга и являются в одинаковой степени необходимыми элементами физического образования. Действительно, если бы ознакомление учащихся с методами экспериментального исследования ограничивалось постановкой учебного физического эксперимента в нынешнем его состоянии, то существовала бы определенная опасность того, что у школьников может утвердиться неправильное понимание сущности и роли этих методов в процессе познания. Ведь в методологическом отношении учебный эксперимент резко отличается от научного по задачам, сложности и числу проведенных опытов, их вариативности, оборудованию, технике измерения и расчетов, соотношению запланированности и случайности и т.д. Вот почему, наряду с традиционной системой учебного эксперимента, необходимо широкое внедрение в школьный курс физики разработанной и обоснованной системы методологических знаний о физическом научном эксперименте. В содержание такой системы включаются знания о роли эксперимента в научном познании и практической жизни; о видах физического эксперимента – наблюдении и опыте; о методологическом принципе наблюдаемости; о сущности процедуры измерения; о требованиях к современному эксперименту; о специфике измерений в микромире и др.

Система включает также комплекс экспериментальных умений методологического характера: описать наблюдение или опыт; подметить различие между тем, что ожидалось получить и что в действительности получилось в ходе эксперимента; отличить в нем существенное от второстепенного; сделать предсказание дальнейшего хода эксперимента; самостоятельно выдвинуть гипотезу (сделать вывод), объясняющую полученный результат; использовать графики и таблицы.

Мысленный эксперимент играет важную роль в научном познании. Под мысленным экспериментом иногда понимают такие операции, которые предшествуют реальным опытам, являясь их детальным продумыванием, мысленной «репетицией». В таких случаях мысленные эксперименты в силу своей наглядности и убедительности позволяют ученым проверять еще до проведения опыта (а иногда потребность в последних и отпадает) полученные теоретические Результаты в качественной форме и, следовательно, судить об их справедливости, заранее оценивая шансы на успех реальных опытов, часто весьма дорогостоящих.

В более общем случае под мысленным экспериментом понимают оперирование идеализированными объектами с целью получения новых данных или доказательства справедливости предложенных гипотез. В таком понимании мысленные эксперименты не могут быть проведены в действительности по техническим причинам. Но всегда мысленные эксперименты должны быть логически непротиворечивыми.

Как отмечал А. Эйнштейн, их функция состоит в том, чтобы «оперировать в мысли с вещами, невозможными практически, т.е. такими, которые противоречат нашему повседневному опыту, но не с полнейшей бессмыслицей».

Мысленный эксперимент широко использовали в своем творчестве при выдвижении фундаментальных идей, теорий, законов Галилей, Ньютон, Максвелл, Эйнштейн, Бор, Гейзенберг и другие выдающиеся физики.

В последнее время в преподавании физики все чаще используется этот метод как одно из средств наглядности при изложении сложного материала.

Мысленный эксперимент как метод теоретического познания в школьном курсе физики выполняет следующие познавательные функции: служит средством наглядности при изложении сложного материала, а также своеобразным способом доказательства выдвинутых положений еще до выполнения реального эксперимента (иногда потребность в последнем отпадает).

Мысленные эксперименты условно могут быть разделены на исторические и эксперименты чисто учебного характера, которые предлагают учитель или учащиеся в процессе объяснения какого-либо явления.

Мысленные эксперименты учебного характера применяются, например, при выводе формулы архимедовой силы, действующей на тело кубической формы, полностью погруженное в жидкость; при выводе основного уравнения кинетической теории идеального газа и т.д.

Исторические мысленные эксперименты следует излагать, используя хрестоматийный материал: отрывки из сочинений ученых, исторические рисунки и др.

Знакомясь с мысленными экспериментами, выдвинутыми учеными прошлого и настоящего, учащиеся смогут проследить за ходом мысли ученого, его теоретической аргументацией, овладевая при этом интеллектуальными навыками познания.

Гипотеза является важным рабочим инструментом в научном познании. Анализируя полученные экспериментальным путем те или иные факты, ученый выдвигает предположение – гипотезу, на основе которой объясняет наблюдаемое явление, вскрывает его внутренний механизм, связь с другими явлениями.

Подчеркивая познавательную ценность гипотезы, С.И. Вавилов все методы построения физической теории разбил на три класса: метод принципов, метод модельной гипотезы и метод математической гипотезы.

Первыйпуть построения физического знания был разработан впервые Ньютоном при создании классическоймеханики. Он заключается к следующем. На основеопыта формулируются аксиомы или так называемые принципы, и из них дедуктивным путем выводятся отдельные законы и положения, которые должны быть проверены на опыте. Согласие этих следствий с опытом служит гарантией справедливости основных положений теории. Методом принципов построены, помимо классической механики, также термодинамика, электродинамика, теория относительности, атомная теория Бора.

Преимущество метода модельной гипотезы заключается в его наглядности и простоте, он неоднократно использовался в истории физики. Этим методом построены, например, молекулярно-кинетическая теория, статистическая физика, классическая электронная теория.

Метод математической гипотезы наиболее абстрактен. С его помощью создана квантовая механика. Фундаментальная идея Луи де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме возникла на основе экстраполяции математического соотношения между длиной волны и импульсом для фотона на микрочастицы, Л. де Бройль воспользовался аналогией между математическим аппаратом аналитической механики и волновой теорией. Гипотеза о существовании позитрона также вытекала из решения уравнения в созданной П. Дираком квантовой теории электрона. В средней школе метод математической гипотезы можно проиллюстрировать, используя аналогию между гравитационным и электростатическим полем.

Учащиеся должны понимать разницу между научной гипотезой, выдвигаемой для разрешения той или иной проблемной ситуации, возникшей в процессе познания, и гипотезой, основанной на домыслах, слепой вере в «божественные силы» или фантастических предположениях, ничего общего не имеющих с реальностью. Поэтому надо обратить их внимание на ряд условий, обеспечивающих состоятельность научной гипотезы. Прежде всего, гипотеза должна пройти через логический анализ, ее необходимо сопоставить с теми известными фактами, справедливость которых неоднократно и надежно обоснована. Вместе с тем гипотеза не должна слепо приспосабливаться к фактам, которые кажутся само собой разумеющимися, соответствующими нашему «здравому смыслу». В истории науки было много случаев, когда такие факты пересматривались и опровергались новой теорией, возникшей на основе «безумной» гипотезы. Как отмечал К.А. Тимирязев, «иногда говорят, что гипотеза должна быть в согласии со всеми известными фактами; правильнее было бы сказать – или быть в состоянии обнаружить несостоятельность того, что неверно признается за факты и находится в противоречии с нею».

Последнее обстоятельство можно проиллюстрировать рядом примеров: гипотеза Коперника о движении Земли вокруг Солнца, составившая основу гелиоцентрической системы; гипотеза Галилея об одинаковости падения тел в безвоздушном пространстве, получившая простую интерпретацию в механике Ньютона; гипотезы Бора о характере поведения электронов в атоме, включенные в виде постулатов в атомную теорию, и т.д.

Научная гипотеза как предположительное знание требует своего экспериментального подтверждения, а поэтому должна быть принципиально проверяема. Пусть гипотеза не проверена сегодня (она, например, неактуальна для данного состояния науки, или технический уровень не позволяет это сделать), тогда она будет проверена в будущем, но до этого времени ученые относятся к ней с недоверием и не делают, как правило, эту гипотезу предметом исследования. В истории физики бывали случаи, когда гипотеза ждала своего подтверждения целые столетия (например, атомистическая гипотеза, впервые введенная в физику древнегреческими материалистами Демокритом и Эпикуром, была надежно доказана экспериментами лишь в начале XX в.; гипотеза Гюйгенса о волновых свойствах света, выдвинутая в XVII в., получила экспериментальное подтверждение в XIX в. и т.д.). Гипотеза, не подтвержденная экспериментально, не включается в научное знание. Усвоению этого положения учащимися должны помочь соответствующие примеры.

На примерах ряда гипотез, таких, как гипотезы теплорода, электрической и магнитной жидкостей, светоносного эфира, школьники должны усвоить, что гипотезы, принципиально не проверяемые, не имеют права на существование в науке, однако они часто стимулируют поиск ученых, наталкивая их на новые эксперименты и, подобно строительным лесам, помогают строить здание физической науки. Учащихся следует познакомить еще с одним свойством научной гипотезы – ее плодотворностью. Выдвинутая вначале для объяснения одного-единственного явления, гипотеза надежно служит в дальнейшем при исследовании целого ряда процессов. Таковы фундаментальные гипотезы об атомах, о квантах. Квантовая гипотеза, например, выдвинутая М. Планком в 1900 г. только для объяснения излучения абсолютно черного тела (сам ученый вначале был категорически против ее экстраполяции на другие явления), была вскоре развита и обобщена А. Эйнштейном в гипотезу о фотонах (1905 г.), и на этой основе получили объяснение фотоэффект и люминесценция; была построена теория удельных теплоемкостей многоатомных газов и твердых тел (1911 г.). Эта же гипотеза была использована Н. Бором для создания теории атома водорода (1913 г.) и т.д.

В настоящее время квантовая гипотеза, блестяще подтвержденная экспериментально, стала прочным фундаментом всей современной физики.

Необходимо также показать учащимся, как происходит уточнение и углубление гипотезы, выдвинутой вначале в форме догадки, превращение ее в теорию посредством эксперимента и логического аппарата. При этом нельзя забывать, что в учебном процессе гипотеза получает свое обоснование и доказательство сразу же после ее выдвижения, поэтому всегда следует отмечать долгий путь развития научной гипотезы от гениальной догадки ученого до сложившейся теории.

Между теорией и гипотезой, положенной в основу данной теории, нет качественного различия. Гипотеза служит отправной точкой, первой ступенью в построении физической теории. Экспериментальное подтверждение следствий теории является одновременно подтверждением тех основных посылок теории, которые были выдвинуты вначале как гипотезы. Это можно проиллюстрировать при изучении теории всемирного тяготения, теории электромагнитного поля, элементов теории относительности.

В учебном процессе логический процесс формирования гипотезы состоит в ее выводе из ранее изученных законов, теорий, идей. При этом происходит дедуктивная экстраполяция этих знаний на объяснение новых фактов и результатов экспериментальной деятельности учащихся.

При этом нельзя забывать, что в учебном процессе гипотеза получает свое обоснование и доказательство сразу же после ее выдвижения, поэтому всегда следует отмечать долгий путь развития научной гипотезы от гениальной догадки ученого до сложившейся теории.

Между теорией и гипотезой, положенной в основу данной теории, нет качественного различия. Гипотеза служит отправной точкой, первой ступенью в построении физической теории. Экспериментальное подтверждение следствий теории является одновременно подтверждением тех основных посылок теории, которые были выдвинуты вначале как гипотезы. Это можно проиллюстрировать при изучении теории всемирного тяготения, теории электромагнитного поля, элементов теории относительности.

В учебном процессе логический процесс формирования гипотезы состоит в ее выводе из ранее изученных законов, теорий, идей. При этом происходит дедуктивная экстраполяция этих знаний на объяснение новых фактов и результатов экспериментальной деятельности учащихся.

Физическая теория и методы теоретического познания.

Подчеркивая экспериментальный характер физической науки, учитель не должен забывать и о втором уровне научного познания – теоретическом. Экспериментальные факты, не объединенные в теорию, способную объяснить эти факты и предсказать новые, не имеют большой познавательной ценности. Известный физик Л.И. Мандельштам отмечал: «В достижении нашей конечной цели – познания природы – могучим подспорьем, систематизирующим наш опыт и дающим возможность пользоваться материалом, является теория. Теория, а значит, и орудие, которым она пользуется, – математика, не является балластом и чем-то, искусственно пристегнутым к науке о природе. Нет, она есть то орудие, без которого мы не были бы в состоянии осилить окружающий нас мир как в практическом смысле, так и в смысле удовлетворения умственных потребностей. Поэтому я нахожу – не считайте это парадоксом, что нельзя требовать знания только опытной физики, но вовсе не потому, что это слишком мало, а потому, что это слишком трудно. Более или менее полное знание опытной физики без помощи теории человеку не под силу…»¹.

С терминами «теория», «теоретическое» школьники знакомятся задолго до изучения конкретных физических теорий в старших классах средней школы. С названными понятиями они ассоциируют житейские и даже чисто ученические представления: «теория – это то, что написанов учебнике и надо выучить», противопоставляя последней решение задач или проведение лабораторных (практических) занятий.

Философия, анализируя соотношениетеории и практики, теоретической и практической деятельности человека и т.д., придает понятию «теория» широкий смысл познавательной деятельности вообще. В методологии науки — это понятие имеет более узкий смысл: оно означает не всю познавательную деятельность человека, а лишь тот ее высший уровень, на котором выявляются наиболее существенные свойства и закономерности изучаемых явлений.

Во всех естественных науках имеются свои теории. Среди всех естественнонаучных теорий физическая теория отличается высоким уровнем систематизации знаний,логическим совершенством, глубоким проникновением в нее математики, непосредственной связью с экспериментом – все это позволяет считать физическую теорию образцом теоретического знания, недосягаемым пока для других наук. Вот почему так важно формировать у учащихся методологические знания о сущности и структуре научной теории, методах теоретического познания природы.

Теоретическое познание школьника включает как уровень овладения отдельными методами, так и уровень усвоения целостной физической теории. Первый уровень теоретического познания должен широко использоваться на всем протяжении обучения физике.

Определение теории в точной и полной формулировке давать школьникам вряд ли целесообразно (да это и невозможно), однако в соответствующих темах школьного курса физики необходимо познакомить учащихся с важнейшими характеристиками научной теории. К таким характеристикам относятся следующие:

1. Теория должна быть достоверна и соответствовать результатам эксперимента (другими словами, выдерживать экспериментальную проверку).

В процессе ознакомления в старших классах с физическими теориями (их основами или элементами) необходимо обращать внимание учащихся на те факты, полученные экспериментально, которые подтвердили справедливость изучаемых теорий.

Те же теории и теоретические положения, которые казались логичными и математически безупречными, и конце концов отвергались как неверные, если не подтверждались па опыте. Так, при изучении тепловых явлений учащихся знакомят с теорией теплорода как теорией, не выдержавшей экспериментальной проверки и поэтому ошибочной.

2. Теория должна объяснять факты, а не только их описывать. Как отмечал Э. Резерфорд, «ценность любой рабочей теории основана на той совокупности экспериментальных фактов, которые она может объяснить, и на ее способности предложить новые направления исследований»¹. В процессе объяснения исследуемые явления включаются в рамки созданной теории, получая свое обоснование на базе основных положений теории. При этом вскрываются внутренние связи между явлениями, их фундаментальные свойства, устанавливается их причинная обусловленность. В результате объяснения обеспечивается понимание сущности исследуемого круга явлений. Объяснительная функция научной теории во многих чертах сходна с объяснением в учебном процессе, где оно выступает как один из эффективных способов усвоения учебного материала.

Объяснительная функция теории раскрывается, например, в процессе изучения многих тепловых и молекулярных явлений. Понятие температуры, газовые законы, агрегатные состояния и агрегатные превращения, поверхностное натяжение и свойства твердых тел объясняются на основе молекулярно-кинетической теории, что постоянно подчеркивается при изложении материала на страницах учебника. Учащиеся глубже понимают и лучше усваивают такие вопросы, как сила тока и электродвижущая сила, закон Ома, зависимость удельного сопротивления от температуры, закон Джоуля – Ленца, когда для их объяснения используется электронная теория.

Квантовая теория света помогает объяснить фотоэффект и люминесценцию, теория Бора – линейчатые спектры излучения и поглощения и т.д.

3. Теория должна быть предсказательной (т.е. давать новые знания, первоначально в нее не заложенные).

Научное предсказание наряду с объяснением – важнейшая функция теории, позволяющая предвосхищать дальнейшее развитие и усовершенствование этой теории, открывать «на копчике пера» новые явления и закономерности, с которыми наука не сталкивалась до сих пор.

Курс физики средней школы содержит большой материал, позволяющий показать эвристические свойства физической теории. Так, при изучении электромагнитного поля знакомим учащихся с предсказанием Максвелла об электромагнитной природе света. Рассказываем, что из уравнений Максвелла следовал вывод о распространении электромагнитного поля со скоростью, совпадающей со значением скорости света. Это позволило ученому выдвинуть гипотезу, согласно которой свет есть электромагнитные волны. Предсказание Максвелла получило в дальнейшем экспериментальное подтверждение в опытах Герца и Лебедева.

4. Теория должна быть достаточно концентрированной и общей (т.е. такой, чтобы, исходя из небольшого числа основных положений, можно было получать различные следствия и охватывать достаточно большое число реальных явлений).

Если бы физическая теория объясняла только один факт, одно явление, то вряд ли она имела бы какую-нибудь ценность. Любая физическая теория, даже созданная для объяснения небольшого круга природных явлений, должна описывать все явления данного круга. Так, теория всемирного тяготения, созданная Ньютоном на основе анализа одного явления – движения Луны вокруг Земли, сумела объяснить многие явления макро- и мега-мира, где гравитационное взаимодействие играет существенную роль. При изучении механики и астрономии учащиеся узнают, что сам Ньютон и другие исследователи прошлого и настоящего использовали теорию всемирного тяготения для решения большого числа важных научных проблем, среди которых были: определение массы Солнца, Земли, Луны и других планет; доказательство независимости ускорения свободного падения от массы тел и вычисление значения g на экваторе; установление не сферичности формы Земли, объяснение прецессии точек равноденствий; объяснение приливов и отливов; раскрытие природы комет и описание их движений; расчет полетов искусственных спутников Земли; расчет возмущений движений планет и т.д.

5. Теория должна быть внутренне непротиворечивой и допускать усовершенствование.

В процессе ознакомления, учащихся с различными физическими теориями необходимо показывать, что теория создается не сразу и не окончательно, ее основные идеи постепенно уточняются, углубляются, расширяются, пока она не принимает свою окончательную и совершенную форму. Так, молекулярно-кинетическая теория прошла многовековую историю от атомистической гипотезы древнегреческих философов-материалистов Демокрита и Эпикура до конца XIX в., когда эта теория получила статистическую интерпретацию в трудах Больцмана, Максвелла и Гиббса; а теория электромагнитного поля Максвелла не сразу приняла современный вид «изящных» уравнений: на протяжении десятилетий Максвелл и другие ученые шаг за шагом уточняли, дополняли и в конце концов упразднили модели, которые Максвелл ввел для наглядной интерпретации абстрактных понятий, связанных с электромагнитным полем.

В процессе изучения физических теорий или их элементов учащиеся должны увидеть их системный характер, структуру:

1) основные понятия, отражающие эмпирический базис, и совокупность фактов, на которых зиждется теория – основание теории;

2) основные принципы и законы, составляющие ядро теории;

3) следствия, выведенные из принципов и законов путем логической дедукции.

Эти структурные компоненты устоявшейся теории должны включаться в логически замкнутую цепочку – схему научного познания, представляющего собой единство экспериментального я теоретического уровней познания природы.

Формирование методологических знаний об экспериментальном и теоретическом уровнях научного познания необходимо осуществлять в процессе обучения таким образом, чтобы в сознании школьника эти уровни всегда представлялись как два неразрывно связанных и взаимодополняющих аспекта единого научного подхода к познанию действительности.

6. Современный урок физики

Каким он должен быть, современный урок? Оглядываясь назад или говоря современным языком, рефлексируя, пытаюсь представить современный урок, понимая, что однозначного ответа нет. Так как кроме урока очень важно - общество, учащиеся, которых обучаешь, время, в котором живешь.

Ян Коменский написал свою книгу Великая дидактика в первой половине 17 века (1633-1638) где и дал объяснение своей системе.

С того времени изменилось очень многое, а не изменилась, классно-поурочная система образования. В одной из работ приводится интересный пример: Если взять два учебника по физике:

1.      Мякишев Г.Я. год издания 2007

2.      Руководство физики для гимназий и реальных училищ 1898 года издания

Кроме квантовой физики весь материал практически одинаковый. По учебнику 1898 года можно обучать учащихся сегодняшнего дня. Да и уроки в том далеком году шли в таких же классах, на таких же уроках. Система не изменилась.

Можно сделать вывод, что школьная система не изменилась, изменилась только идеология. Век мы рассказываем одно и тоже, и по одной и тоже схеме, одинаково. Наступили другие времена, другие люди, технологии, другое общество, а в преподавании предмета изменений практически нет. Как быть, что делать. В отличии от других, педагогическая наука так и не смогла для учителей за такой большой промежуток времени создать что-то подходящее для сегодняшнего, для современного уровня развития общества. Что же делать, как сделать, как организовать современный урок, соответствующий современным вызовам общества. Надо признать, что сообщество очень консервативно, и наше руководство, от школ и до самого верха шаблонно и консервативно, заставляет учителей работать в узких, заданных рамках.

А мы смотрим, что же зависит от нас, что же надо сделать, чтобы урок был современным. Решить эту задачу можно перейдя от традиционной формы изложения материала к организации самостоятельной деятельности учащихся, вовлечение в проектную и групповую деятельность. Современный урок должен быть информационно насыщен, включать разные формы работы, но в то же время соответствовать уровню восприятия каждого ученика.

Первоначальная установка - учащиеся должны понимать логическую необходимость этого урока. Для тех, кто любит и умеет мыслить необходимо создать условия для творческого мышления, для самостоятельной работы и получения радости открытия.

Какие же можно использовать формы овладения знаниями. Сегодня учебный процесс позволяет ученику при получении знаний иметь потребительски иждивенческую позицию, где все обязаны ученику. Следовательно, необходимо создать ситуацию, где такая позиция не приемлема. Всем хорошо известно проблемное обучение, использование ситуационных задач, где приобретается опыт индивидуального и совместного решения, требующая преодолевать психологические барьеры, связанные с отсутствием навыков общения, развиваются навыки практического мышления, подготовка и осуществление семинарских занятий или иных занятий при подготовки к которым работают самостоятельно, конспектируя изученный материал, готовятся научные тезисы. Но более всего меня интересует проектная деятельность. Мне кажется, именно эта деятельность может стать краеугольным камнем концепции современного урока.

В результате проектной деятельности реализуются умение оценить ситуацию, построить план деятельности, вырабатывается умение трансформировать свои знания в реальности, что подразумевает умение применять знания в новых ситуациях. Выражаясь современным языком человек учится и получает практические навыки для реализации определенного алгоритма, однозначно приводящего к реализации своих планов. Создает залог успешности задуманных планов. А применение ИКТ делает этот процесс гораздо эффективнее. Возникает вопрос, так что такое проектная деятельность?

Как известно, проект-это особый вид целенаправленной, познавательной, интеллектуальной, в целом самостоятельной деятельности учащихся, осуществляемой под гибким руководством учителя, преследующего конкретные дидактические цели, направленные на решение творческой, исследовательской проблемы и что немаловажно на получение конкретного результата в виде некоторого продукта. Учитель здесь не столько руководитель, сколько консультант, регулировщик. Современный урок обязательно закладывает основание для будущего. На нем нельзя обойтись без новых технологий, способствующих развитию личности, обучающихся в соответствии с индивидуальными особенностями каждого. Понятно, что ведущее место за информационными технологиями. Информационно –коммуникационные технологии здесь выступают как инструмент для формирования компетенций ученика в сфере самостоятельной деятельности, компетенций, основанных на усвоение способов приобретения знаний из различных источников.

Проектное обучение является интегративным, так как в нем синтезируются в той или иной мере другие теории. В проектном обучении с использованием ИКТ формируются проектное мышление, обеспечивается целостность педагогического процесса (единство развития, обучения и воспитания), создаются условия для самостоятельного приобретения знаний, обеспечиваются межпредметные связи, происходит переход от школы памяти к школе мысли, усиливается профориентационный аспект процесса обучения, создаются здоровьесберегающие технологии обучения, формируются положительные мотивации к самообразованию.

Успех в современном мире во многом определяется способностью человека организовать свою жизнь как проект: определить дальнюю и ближнюю перспективу, найти и привлечь необходимые ресурсы, наметить план действий и, осуществив его, оценить, удалось ли достичь поставленных целей. Исследования, проведенные по всему миру показали, что большинство современных лидеров в политике, в науке, в бизнесе- люди, обладающие проектным типом мышления.

В рамках сегодняшней школы есть возможности для развития проектного мышления, с помощью особого вида деятельности учащихся- проектной деятельности. И по прошествии скольких то лет, может быть, мы услышим в свой адрес слова, сказанные Александром Македонским в адрес своего учителя Аристотеля: «Отец дал мне жизнь, учитель бессмертие».

С введением ФГОС меняются требования к методике преподавания всех учебных предметов.

Меняются роли учителя и ученика. Учительтеперь выступает как консультант, организатор процесса, тьютор.

Тьютор– преподаватель-консультант или куратор ученика, помогающий ему в организации индивидуального обучения и осуществляющий учебно-методическое руководство учебным процессом в рамках конкретной учебной программы.
В многочисленных педагогических трудах последнего времени ученика все чаще называют обучающимся. Обучающийся – это тот, кто учится сам, самостоятельно. Имеет мотивацию, желание, активность, своей деятельности придает смысл, подразумевает цель. При этом учитель, предлагая ученикам деятельность, должен позаботиться, чтобы она была личностно окрашена, имела отношение к интересам, проблемам, потребностям ученика.
В основе Стандарта лежит системно-деятельностый подход, который обеспечивает:

• формирование готовности к саморазвитию и непрерывному образованию;
• проектирование и конструирование социальной среды развития, обучающихся в системе образования;
• активную учебно-познавательную деятельность обучающихся;
• построение образовательного процесса с учетом индивидуальных возрастных, психологических и физиологических особенностей обучающихся.

Как мы видим, меняется концепцияурока.

Один из главных этапов урока – целеполагание. В соответствии с системно-деятельностным подходом целеполагание должно быть осознано учениками, быть для них личностно значимым видом деятельности. Цели учебного занятия (урока) могут быть представлены двумя видами:

• Цели деятельности учителя,
• Цели деятельности учащихся.

Без личностного смысла знания учащимися не усваиваются: они знакомятся лишь с информацией. Предметные цели связаны с организацией деятельности учащихся. А вот состоится усвоение или не состоится, зависит от степени соответствия воздействия учителя состоянию ученика. Предметные цели предполагают определение того, что должно «прибавиться» в знаниях и специальных умениях учащихся.
Усвоить, т.е. буквально «присвоить» знания, сделать своими, означает понять, запомнить и применить. Если отсутствует хотя бы один из этих трех компонентов усвоения, значит, нет и самого усвоения. Исходя из этого, предметные цели можно представить в следующем виде:

• помочь учащимся целостно представить проект изучения новой темы;
• организовать деятельность учащихся по планированию совместно с учителем изучения новой темы;
• организовать деятельность учащихся по изучению и первичному закреплению:

1. фактов…,
2. понятий…,
3. правил…,
4. законов…,
5. положений…,
6. способов действий (перечисляются конкретные специальные (предметные) умения);

• обеспечить закрепление понятий (указываются конкретные понятия), правил, принципов, законов и т.п. (перечисляются предметные умения);
• обеспечить применение учащимися знаний и способов действий (указываются конкретные знания и умения) в разнообразных ситуациях;
• организовать деятельность школьников по самостоятельному применению знаний в разнообразных ситуациях;
• организовать деятельность учащихся по обобщению и систематизации знаний, учащихся в рамках темы …;
• обеспечить проверку и оценку знаний и способов действий, учащихся по теме…;
• организовать деятельность учащихся по коррекции знаний и способов действий.

Когда и как проходит целеполагание урока?

Ученик, столкнувшись с проблемной ситуацией, осознает недостаток информации, знаний о способах действий и формулирует для себя конкретные цели преодоления затруднения. Это содержательная (что нужно узнать?) и деятельностная (что нужно сделать? как?) цели. Как видим, целеполагание – не обязательно первый этап урока. Впрочем, как и формулировка темы урока.
Учитель же планирует цели своей деятельности, которые не сообщает ученикам, как это принято в традиционной методике. У учителя и ученика разные цели. В конце урока, на этапе рефлексии, нужно вернуться к сформулированным целям и ответить на вопрос об их достижении. Может так случиться, что цели ученики ставили разные. Это нормальная ситуация. В этом случае и результаты могут быть разными (учитывая разный уровень владения материалом). Учителю в этом случае нужно предвидеть такие ситуации.
Содержание учебного материала и форма, в какой он преподносится учащимся, должны быть таковы, чтобы формировать у учащихся целостное видение мира и понимание места и роли человека в нем, чтобы получаемая учащимися информация становилась для них личностно значимой.
Основные правила организации урока:

1. Планируя сценарий урока, нужно отдавать предпочтение учебно-исследовательским ситуациям, методам научного мышления и самостоятельного поиска информации.
2. Планируя урок, нужно добиваться оптимального сочетания форм и методов организации урока, способствующих активному и благоприятному взаимодействию учащихся с новыми знаниями.
3. Педагогическая ситуация на каждом уроке сугубо индивидуальна и требует не только знаний своего предмета, но и знания психологического портрета учебной группы.
4. Каждый ученик, в той или ной мере, мотивирован на получение новых знаний и имеет право на долю успеха в предмете.
5. Уровень познавательной активности учеников зависит от уровня понимания ими учебного материала, а также их психофизиологического состояния в данный момент учебной деятельности.
6. Планируя методы самооценки результатов учебной деятельности учащимися на уроке, необходимо направлять их не только на фиксирование собственных затруднений. Им нужно давать возможность для построения путей выхода из затруднений.
7. Урок тогда станет ценностным для ученика, когда цели урока будут понятны ему и достигнут планируемого результата.
8. Учитель должен уметь проектировать цели урока как его результат, где цель – это предельно конкретный, охарактеризованный качественно, а где можно, то и количественно, образ ожидаемого результата, которого учитель и ученик могут достичь во время урока. Цель задается так, что при ее формулировании всегда понятен механизм (технология, способ), позволяющий проверить соответствие результата поставленной цели.
9. Учитель должен уметь сообщать цели урока ученикам; главное – обеспечить осознание целей учащимися, вызвать их личностное, заинтересованное отношение к ее достижению, раскрыть значение целей для самих учеников; по большому счету – мотивирование учащихся на учение.
10. Желательно, чтобы учащийся сам сформулировал цели, а для этого его необходимо столкнуть с такой ситуацией, в которой он обнаружит дефицит своих способностей.
11. Урок способен помочь в реализации личностных качеств ученика и подготовить его к дальнейшему развитию за стенами школы.
12. Организуя урок, нужно стремиться к получению образовательного продукта, который раскрывает новые возможности для учителя и учеников.

Рассмотрим пример проектирования современного урока физики на основе методологии ТРИЗ

7.1 ТРИЗ — теория решения изобретательских задач — область знаний, исследующая механизмы развития технических систем с целью создания практических методов решения изобретательских задач. «Цель ТРИЗ: опираясь на изучение объективных закономерностей развития технических систем, дать правила организации мышления по многоэкранной схеме» Автор ТРИЗ — Генрих Саулович Альтшуллер.

Работа над ТРИЗ была начата Г. С. Альтшуллером и его коллегами в 1946 году. Первая публикация — в 1956 году^[2] — это технология творчества, основанная на идее о том, что «изобретательское творчество связано с изменением техники, развивающейся по определённым законам» и что «создание новых средств труда должно, независимо от субъективного к этому отношения, подчиняться объективным закономерностям».^[2] Появление ТРИЗ было вызвано потребностью ускорить изобретательский процесс, исключив из него элементы случайности: внезапное и непредсказуемое озарение, слепой перебор и отбрасывание вариантов, зависимость от настроения и т. п. Кроме того, целью ТРИЗ является улучшение качества и увеличение уровня изобретений за счёт снятия психологической инерции и усиления творческого воображения.

Основные функции и области применения ТРИЗ:

1. решение изобретательских задач любой сложности и направленности;
2. прогнозирование развития технических систем;
3. пробуждение, тренировка и грамотное использование природных способностей человека в изобретательской деятельности (прежде всего образного воображения и системного мышления);
4. совершенствование коллективов (в том числе творческих) по направлению к их идеалу (когда задачи выполняются, но на это не требуется никаких затрат).

ТРИЗ не является строгой научной теорией. ТРИЗ представляет собой обобщённый опыт изобретательства и изучения законов развития науки и техники.

В результате своего развития ТРИЗ вышла за рамки решения изобретательских задач в технической области, и сегодня используется также в нетехнических областях (бизнес, искусство, литература, педагогика, политика и др.).

7.2 Использование   методологии ТРИЗ на уроках   физики

Большинство педагогов понимают, что необходимо менять технологию обучения. Но как это сделать? Ясно, что одним из главных условий развития любого общества является воспитание творческой личности. Необходимо менять приоритет в образовании. Знания должны уступить свое главенствующее местоположение способам творческой деятельности. Так реально ли организовать процесс усвоения готовых, давно добытых знаний так, чтобы он попутно развивал ум, способность самостоятельно добывать знания, творчески мыслить, самим учащимся делать открытия. Думаю, что реально. Существует методология - ТРИЗ педагогика, которая решает эту проблему. Основная цель обучения через эту методологию - формирование качеств творческой личности и формирование психологической доминанты успешности в сознании учащихся.

Эта методология в педагогике имеет три ветви:

1. Избавление от психологической инерции мышления, раскрепощение мыслительных функций и синтез новых с помощью РТВ и ТРИЗ.
2. Технология поиска и постановки изобретательской ситуации и задач на её основе.
3. Классификация противоречий и их разрешение с помощью методов ТРИЗ.

Для внедрения этой методологии на уроке определимся:

1. Когда её целесообразно использовать

2. На коком этапе урока её можно применить

3. Как учесть подготовленность учащихся к этой задаче

4. Какую оптимальную траекторию рассуждений использовать для достижения цели

5. Разработать цепь вопросов, обозначить противоречия решению задачи

6. Какие условия необходимо выполнить для решения задачи

7.3 Далее представлен фрагмент урока по термодинамике (десятый класс). Урок разработан с применением элементов ТРИЗ.

Изобретение цикла Карно

Цели: Вывести идеальный цикл для двс, используя технологию сильного системного мышления, используя приемы устранения противоречий.

Пробудить интерес и желание к творческому решению проблем. Воспитывать интерес к окружающему миру. Умение видеть проблемы, не быть равнодушными, совершенствовать окружающий мир.

Вопрос 1: Как получить в технике механическую энергию?

Вопрос 2: Какие устройства преобразуют внутреннюю энергию топлива в механическую энергию?

Вопрос 3: Что можно использовать в качестве рабочего тела, т.е. тела, которое, расширяясь, двигает поршень в цилиндре?

Вопрос 4: Почему газ под поршнем расширяется?

 

Вопрос 5: После расширения давление газа уменьшается или увеличивается?

Вопрос 6: Какое значение примет давление газа после расширения?

Вопрос 7: Как следует поступить, чтобы Работа теплового двигателя не прекращалась?

Вопрос 8: Как сжать газ?

Рассмотрим работу теплового двигателя (двс). В двигателе одна и таже порция газа. Газ расширяется, двигает поршень, поршень двигает вал и маховик. В маховике запасается кинетическая энергия и он возвращает поршень в исходное положение.

 

Вопрос 9: Чему будет равна общая работа за цикл, если А, совершаемая при сжатии газа под действием внешних сил, равна А, совершаемой при расширении газа?

Вопрос 10: Что нужно сделать, чтобы получить полезную работу?

Нужно работу расширения газа сделать больше работы сжатия.

Вопрос 11: Как это сделать?

Вопрос 12: Что нужно сделать с газом перед сжатием?

Вопрос 13: Какую часть нужно ввести в тепловой двигатель для охлаждения газа перед сжатием?

Вопрос 15: Как формулируется второе начало термодинамики

Вопрос 16: Какие процессы называются обратимыми

Вопрос 17: Как изменится Q/T при обратимом процессе

Вопрос 18: Перечислить основные части теплового двигателя.

Нагреватель (Т₁, Q₁); рабочее тело (газ); холодильник (Т₂,Q₂).

Задание: Изобразить графически процессы, происходящие в тепловом двигателе. Объясните их. Заштриховать разными цветами: работу расширения, работу сжатия, полезную работу.

Вопрос 19: Что называют КПД?

%

Вопрос 17: Каким образом увеличить КПД?

Проблема (задача) теплоэнергетики состоит в том, чтобы сделать КПД теплового двигателя более высоким, так как требования человека растут. Нужно это противоречие разрешить.

Задание: Разрешите это противоречие.

Как увеличить КПД в рамках этой системы?

Возникла ситуация с физическим противоречием. Мы знаем, что для совершения циклического процесса нужны: Рабочее тело, нагреватель, холодильник. Расширение должно происходить при более высокой температуре (Т), а сжатие при более низкой Т,=> газ перед сжатием должен быть охлажден. Но, с другой стороны, мы знаем, что для получения максимальной механической работы за счет внутренней энергии недопустимо соприкосновение газа (Р*Т) с более холодным телом, т.к. при соприкосновении часть внутренней энергии безвозвратно от газа перейдет к более холодному телу без совершения работы.

Вопрос 20: Какими должны быть процессы расширения (2) и сжатия (4), чтобы КПД был максимальным при данных температурах нагревателя и холодильника?

Нужно к этому циклу применить принцип эквипотенциальной, постоянство какого-либо параметра на каждом этапе, на 1 и 3 этапах Т = const , а на 2 и 4 этапах обеспечить Q = const, т.е. постоянство энергии => теплообмен без совершения работы исключается. На участках 2 и 4 , Q = 0. Нужно обеспечить теплоизоляцию => изменение внутренней энергии происходит только за счет совершения работы по изменению объема.

Тогда идеальный циклический процесс будет следующим:

 

Рассмотрим подробно каждый этап работы теплового двигателя. Применим принцип динамичности, части объекта меняются на каждом этапе, чтобы быть оптимальными.

 

 

а) Цилиндр приводим в контакт с нагревателем, газ изотермически расширяется, совершает положительную работу, газ от нагревателя получает количество теплоты Q₁ (изотерма АВ).

в) Изотермический процесс расширения не доводят до конца хода поршня, когда объем газа становиться V₁^/< V₂, дно цилиндра изолируют от нагревателя, после этого газ расширяется адиабатно до объема V₂. Газ охлаждается до температуры Т₂< T₁.

г) Теперь цилиндр приводят в контакт с телом, имеющем ту же температуру - Т₂, т.е. с холодильником. Газ изотермически сжимают внешней силой. Однако температура газа будет ниже первоначальной температуры Т₁, поэтому изотермическое сжатие не доводят до конца, до первоначального V₁, а сжимают до объема V₂^/< V₁, газ отдает холодильнику Q₂=А_{внеш.сил} (изотерма СД).

д) Затем газ адиабатно сжимают до первоначального объема V₁, при этом его температура повышается до Т₂ (адиабата ДА). Теперь газ вернулся в исходное состояние с первоначальными параметрами V_1,T_1,P_1.

Максимальный КПД идеального цикла можно выразить через температуру.

Вопрос 19: Каким образом выразить КПД теплового двигателя через температуру Т₁ и Т₂?

%

 

В результате проведения таких уроков в 10-х классах я увидел, что не только возможно, но и целесообразно применять ТРИЗ в изучении термодинамики. Значительно повышается интерес у учащихся, их активность, проявляется личная заинтересованность. Материал учащиеся усваивают лучше.

Заключение

В заключении, подводя итоги, хотя и мнения по поводу определения понятия методология отличаются, можно сказать, что под методологией педагогики в общем смысле слова понимается теория о логической организации, структуре, средствах и методах преобразовательной (практической) и познавательной (исследовательской) педагогической деятельности, а также деятельность по получению и применению такого (методологического) знания.

Выделенные методологические принципы (подходы) педагогики как отрасли гуманитарного знания позволяют, вычленить не мнимые, а действительные ее проблемы и тем самым определить основные способы и стратегию их разрешения. Это дает возможность целостно и в диалектическом единстве проанализировать всю совокупность наиболее значимых образовательных проблем и установить их иерархию. И, наконец, данные методологические принципы позволяют получить объективные знания и уйти от ранее господствовавших педагогических стереотипов.

 

Список использованной литературы

1. Практическая педагогика Аксенова Ольга Юрьевна http://durov.com/study/lekcii_po_pedagogike-523.doc
2. http://knowledge.allbest.ru/pedagogics/3c0b65635b3bd68a5d53b89421216d27_0.html
3. http://www.220-volts.ru/index.php/fgos/obshchie-materialy/75-otlichitelnye-cherty-sovremennogo-uroka
4. http://www.xies.ru/93742/2/Методология_Основные_методологические_принципы.html
5. Загвязинский В.И. и др. Методология и методы психолого-педагогического исследования. - М., 2001.
6. Смирнов В.И. Общая педагогика. - М., 2000.
7. Педагогика / Под ред. П.И. Пидкасистого. - М., 1996.
8. Краевский В.В. Общие основы педагогики. - М., 1998.
9. Сластенин М.Н. Методология и методика педагогических исследовании. - М., 1986.