В Хитрук - Вивчення властивостей твердих тіл у загальноосвітніх навчальних закладах на основі інтегративно-предметногопідходу - страница 1

Страницы:
1  2  3 

НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені М.П.

ДРАГОМАНОВА

ХИТРУК Валентин Іванович

УДК 372.853:53

ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТВЕРДИХ ТІЛ У ЗАГАЛЬНООСВІТНІХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДАХ НА ОСНОВІ ІНТЕГРАТИВНО-ПРЕДМЕТНОГО

ПІДХОДУ

13.00.02 - теорія та методика навчання (фізика)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних

наук

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Уманському державному педагогічному університеті імені Павла Тичини, Міністерство освіти і науки України

Науковий керівник:      доктор педагогічних наук, професор,

член-кореспондент АПН України Мартинюк Михайло Тадейович,

Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини, ректор, завідувач кафедри фізики і астрономії та методики їх викладання.

Офіційні опоненти:      доктор педагогічних наук, професор

Сиротюк Володимир Дмитрович,

завідувач кафедри теорії та методики навчання фізики і астрономії Київського Національного педагогічного університету імені М.П Драгоманова.

кандидат педагогічних наук, професор Савченко Віталій Федорович,

завідувач кафедри педагогіки, психології та методик викладання фізики і математики Чернігівського державного педагогічного університету імені Т.Г. Шевченка.

Захист відбудеться «1» липня 2009 р. о 16-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.053.06 в Національному педагогічному університеті імені М.П. Драгоманова, 01601, Київ-30, вул. Пирогова, 9.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного педагогічного університету імені М.П. Драгоманова, 01601, Київ-30, вул. Пирогова, 9. Автореферат розісланий «1» червня 2009 р.

Вчений секретар

Є.В. Коршак

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність дослідження. Сучасний етап розвитку суспільства характеризується взаємозв'язками й взаємопроникненням наук, науки і нових виробничих технологій, науки і освіти. Триває розбудова національної освітньої галузі як основи гуманітарного простору країни. Дієвими чинниками цієї розбудови є «Державна національна програма «Освіта» Україна ХХІ століття» та «Державний стандарт базової і повної середньої освіти».

Державним стандартом базової повної середньої освіти передбачено, що зміст загальної середньої освіти структуровано навколо освітніх галузей. Кожна з цих галузей, зокрема «Природознаство», може реалізуватися як окремими навчальними предметами, так і завдяки інтегрованим курсам. У подальшому означений вище стандарт освіти акцентує на предметному підході, що й обумовило розробку навчальних програм із загальноосвітніх дисциплін. При цьому для всіх спеціально-предметних дисциплін освітньої галузі «Природознавство» визначено єдині загальні змістово-процесуальні лінії конструювання змісту навчального матеріалу, що обумовлено потребами демократизації і гуманізації загальної середньої освіти, орієнтації молоді на захист довкілля, безпечну життєдіяльність та на інші пріоритети і цінності сучасної людини і людської цивілізації в цілому. Отже, Державний стандарт освіти унормовує інтегративно-предметний підхід до вивчення освітньої галузі «Природознавство».

Проведений нами аналіз навчальних програм шкільних предметів природничо-наукового циклу показує, що спостерігається дублювання окремих знань, зокрема знань про властивості твердих тіл, у різних шкільних навчальних дисциплінах. Часто маємо необгрунтовані або недопустимі розбіжності у трактуванні окремих властивостей твердих тіл на основі енергетичних уявлень, молекулярних сил взаємодії тощо. Низка істотних в аспекті політехнічного навчання властивостей речовини трактується поверхово, а не на з'ясуванні їх суті на основі фундаментальних фізичних теорій. Спільним для програм зі всіх навчальних предметів природничо-наукового циклу є значне вилучення фактологічних знань, які необхідні для життя людини у техносфері. Особливо це стосується фізики як навчального предмета. Проблемним виявилося коло знань про властивості твердих тіл. Більше того, в нових навчальних програмах, як і в чинних навчальних програмах та шкільних підручниках, практично відсутні дані про новітні матеріали з якісно новими фізико-технічними характеристиками і сучасні високотехнологічні виробництва, не кажучи вже про відкриття й досягнення нанонаук і нанотехнолгій. Усе це породжує важливі і соціальні, і науково-освітні проблеми.

Отже, реалізація інтегративно-предметного підходу має істотні суперечності, які потребують нагального розв'язання.

Спектр проблем, пов'язаних з вивченням властивостей твердих тіл, інтеграцією змісту навчання та формування інтегрованих знань досліджувався багатьма вченими. Їхні праці стосуються:

- інтегративних тенденцій розвитку наукового природознавства, у тому числі й пізнання природи засобами фізики (Г.Н. Добров, Б.М.Кедров, А.Д. Урсул, П.Н. Федосєєв, М.Т. Чепіков та ін.);

- ролі інтеграції у навчанні (С.У. Гончаренко, І.Д. Зверев, Ю.М. Колягін, С.Ф. Клепко, І.М. Козловська, В.Н. Максимова, Ю.І. Мальований, О.Я.Савченко, О.В. Сергеєв, В.К. Сидоренко, Н.Л. Сосницька та ін.);

- проблем міжпредметної взаємодії (І.Д. Звєрєв, В.Р. Ільченко, А.В. Касперський, О.В. Сергеєв, В.М. Федорова, В.Д. Шарко та ін.);

- теорії і практики формування змісту освіти (О.І. Бугайов, С.У. Гончаренко, Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, М.Т. Мартинюк, В.Ф. Савченко, М.І. Садовий, В.П. Сергієнко, В.Д. Сиротюк, В.Д. Шарко, М.І. Шут та ін.);

- сучасні педагогічні технології (А.М. Алексюк, С.П. Величко, О.І. Іваницький, М.І. Махмутов,А.І. Павленко, О.І. Пометун, Г.К. Селевко, та ін.);

- сучасні психологічні теорії навчання ( П.Я. Гальперін, В.В. Давидов, Е.Н. Кабанова-Меллєр, А.Н. Леонтєв, Н.Ф. Тализіна та ін.);

- використання у навчальному процесі інформаційно-комунікаційних технологій (П.С.Атаманчук, В.Ю. Биков, М.І. Жалдак, Ю.О.Жук, О.І. Іваницький, Ю.А. Пасічник та ін.).

Актуальність проблеми вивчення властивостей твердих тіл в умовах модернізації загальної середньої освіти, її недостатня теоретична розробленість та потреби реальної діяльності навчання фізики в сучасній школі зумовили вибір теми цього дисертаційного дослідження «Вивчення властивостей твердих тіл у загальноосвітніх навчальних закладах на основі інтегративно-предметного підходу». При цьому інтегративно-предметний підхід до вивчення властивостей твердих тіл розглядаємо як процес і як результат конструювання цілісних уявлень про відповідну систему фізико-технічних знань та як планування, організацію і управління навчально-виховним процесом з метою їх засвоєння учнями.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно до плану наукових досліджень кафедри фізики й астрономії та методики їх викладання Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини, вона єскладником: держбюджетних тем «Науково-методичні засади формування змісту базової фізичної освіти на основі новітніх наукових і технологічних досягнень» (державний реєстраційний № 0102U00733), «Науково-методичні засади впровадження інформаційно-комунікаційних технологій навчання фізики і астрономії в умовах переходу школи на нові стандарти та 12-річний термін навчання» (державний реєстраційний № 0106U12336); роботи науково-дослідної галузевої лабораторії «Проблеми дидактики фізики в основній школі», створеної на базі фізико-математичного факультету Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини.

Нами дано теоретичне і експериментальне обгрунтування методики вивчення властивостей твердих тіл в умовах упровадження нового змісту і структури шкільного курсу фізики як підсистеми освітньої галузі «Природознавство».

Тему дисертації затверджено на засіданні вченої ради Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини (протокол № 5 від 25.12.2003) та узгоджено у Міжвідомчій раді з координації наукових досліджень з педагогічних та психологічних наук в Україні (протокол № 7 від 25.09.08 ).

Мета дослідження полягає у теоретичному обгрунтуванні, розробленні та експериментальній перевірці методики формування в учнів загальноосвітніх навчальних закладів інтегрованих знань про властивості твердих тіл у процесі навчання фізики.

Гіпотеза дослідження: необхідний рівень знань учнів загальноосвітніх навчальних закладів про властивості твердих тіл буде досягнуто, якщо у процесі навчання фізики цілеспрямовано і послідовно реалізувати:

- системну інтеграцію знань про властивості твердих тіл, що вивчаються в різних природничо-наукових дисциплінах та в освітній галузі «Технологія», на основі внутрішньопредметної, міжпредметної і міжгалузевоосвітньої взаємодії;

- розвиток знань учнів про властивості твердих тіл в навчальній, позаурочній і позакласній роботі з учнями засобами сучасних освітніх інформаційних технологій;

- інтегративно-предметний підхід до тестування і моніторингу знань учнів про властивості твердих тіл;

- принцип наступності і перспективності в реалізації інтегративно-предметного підходу до формування знань про властивості твердих тіл в учнів загальноосвітніх навчальних закладів та у майбутніх вчителів фізики.

Для досягнення мети та перевірки гіпотези дослідження було поставлено такі завдання: 1. На основі аналізу літературних джерел з'ясувати теоретичні засади формування інтегрованих знань про властивості твердих тіл в учнів загальноосвітніх навчальних закладів.

2. Визначити шляхи, засоби і прийоми інтеграції знань про властивості твердих тіл на основі внутрішньопредметної, міжпредметної і міжгалузево-освітньої взаємодії, та впровадження сучасних освітніх технологій.

3. Розробити методику формування знань про властивості твердих тіл на основі реалізації інтегративно-предметного підходу у процесі навчання фізики і експериментально перевірити її ефективність.

4. Провести апробацію розробленої системи навчання та зробити відповідні висновки.

5. Обгрунтувати зміст та методичні особливості підготовки майбутнього вчителя фізики до формування в учнів знань про властивості твердих тіл на основі інтегративно-предметного підходу.

Об'єктом дослідження є навчально-виховний процес з фізики у загальноосвітніх навчальних закладах.

Предмет дослідження - зміст, засоби та методи вивчення властивостей твердих тіл у загальноосвітніх навчальних закладах на основі реалізації інтегративно-предметного підходу у навчанні фізики.

Мета, гіпотеза та завдання пропонованого педагогічного дослідження визначили й відповідні теоретичні і емпіричні методи дослідження, зокрема:

- аналіз проблеми дослідження на основі вивчення філософської, психолого-педагогічної і науково-методичної літератури з метою з'ясування теоретичних основ формування наукових понять, інтеграції знань та інших інтеграційних процесів в освіті; визначення проблеми і теми дослідження, виявлення суперечностей навчального процесу з фізики в аспекті предмета дослідження та формулювання завдань і конкретизації гіпотези дослідження; визначення можливих шляхів, засобів і прийомів формування інтегрованих знань учнів загальноосвітніх навчальних закладів про властивості твердих тіл в умовах переходу на нові структуру і зміст загальної середньої освіти, означені Державним стандартом базової і повної середньої освіти; моделювання шляхів і засобів реалізації інтегративно-предметного підходу у процесі вивчення властивостей твердих тіл та проектування адекватної цьому навчальної діяльності; планування педагогічних експериментів; аналіз і синтез теоретичних і емпіричних даних, отриманих на всіх етапах дисертаційного дослідження;

- вивчення шкільної документації та інших документальних матеріалів в аспекті планування, організації та управління навчально-виховним процесом у зв'язку з вивчення властивостей твердих тіл; бесіди з учителями і учнями щодо змістового, процесуального і мотиваційного аспектів набування знань учнями про властивості твердих тіл; педагогічнеспостереження за станом реалізації теоретичних основ формування в учнів наукових понять (в аспекті елементів знань про властивості твердих тіл) у практиці діяльності навчання фізики; опитування, анкетування і тестування вчителів та учнів з метою вивчення ефективності навчально-виховного процесу; експертні методи вивчення з метою виявлення педагогічних чинників і відношень, необхідних для реалізації теоретичної і дослідно-експериментальної роботи щодо вивчення властивостей твердих тіл на основі інтегративно-предметного підходу; педагогічний експеримент; математичні (у т.ч. й статистичні) методи оброблення даних, отриманих у процесі дослідження.

Наукова новизна дослідження полягає в тому, що вперше:

- досліджено на прикладі вивчення властивостей твердих тіл методичні особливості формування в учнів інтегрованих знань на основі інтегративно-предметного підходу до побудови навчального матеріалу з освітньої галузі «Природознавство»;

- одержала подальший розвиток проблема міжпредметних зв'язків при вивченні природничо-наукових дисциплін у напрямі побудови методики вивчення інтегрованих знань учнів про властивості твердих тіл засобами внутрішньопредметної, міжпредметної і міжгалузевоосвітньої взаємодії;

- обгрунтовано новий підхід до побудови методичної системи вивчення властивостей твердих тіл на основі інтегративно-предметної компетенції за умов упровадження нового змісту загальної середньої освіти та сучасних освітніх технологій;

- запропоновано новий підхід до планування, організації і управління процесом подальшого розвитку знань учнів про властивості твердих тіл засобами інформаційно-комунікаційних технологій;

- дістала подальшого розвитку ідея реалізації принципу наступності у побудові методичних систем навчання у загальноосвітніх навчальних закладах і вищих педагогічних навчальних закладах на прикладі формування інтегрованих знань учнів про властивості твердих тіл.

Практичне значення дисертаційного дослідження полягає в тому, що розроблено методику вивчення властивостей твердих тіл на основі інтегративно-предметного підходу, а саме:

- на основі дидактичного аналізу нового змісту навчального матеріалу, означеного Державним стандартом базової і повної середньої освіти, сформульовано конкретні рекомендації щодо внутрішньопредметної, міжпредметної і міжгалузевоосвітньої взаємодії у процесі вивчення властивостей твердих тіл на основі інтегративно-предметного підходу, якіможуть бути використані авторами нових підручників і навчально-методичних посібників та вчителями фізики;

- розроблено механізм розвитку знань учнів про властивості твердих тіл засобами навчальних проектів з використанням сучасних інформаційно-комунікаційних технологій;

- розроблено методику перевірки і оцінювання інтегрованих знань учнів загальноосвітніх навчальних закладів про властивості твердих тіл, яку впроваджено в процес навчання фізики в умовах педагогічного експерименту;

- створено навчально-методичні посібники для вчителів щодо вивчення властивостей твердих тіл на основі інтегративно-предметного підходу;

- запропоновано зміст і методику підготовки майбутнього вчителя фізики до формування інтегрованих знань учнів про властивості твердих тіл в умовах кредитно-модульної системи організації процесу навчання у вищих педагогічних навчальних закладах, яку реалізовано в умовах експериментального навчання;

- створено навчальну програму селективного курсу «Фізика конденсованого стану речовини» для студентів фізичних спеціальностей педагогічних університетів. Відповідний цьому навчальний посібник для студентів вищих педагогічних навчальних закладів «Будова і властивості твердих тіл» рекомендовано Міністерством освіти і науки України до впровадження в процес навчання майбутніх учителів фізики. Він може бути використаний також у загальноосвітніх навчальних закладах з поглибленим вивченням предметів освітніх галузей «Природознавство» і «Технологія».

Особистий внесок автора полягає у:

- формулюванні та реалізації інтегративно-предметного підходу до вивчення властивостей твердих тіл відповідно до нової структури і змісту загальної середньої фізичної освіти;

- розробленні методики формування знань про властивості твердих тіл в учнів загальноосвітніх навчальних закладів засобами внутрішньопредметної, міжпредметної і міжгалузевої взаємодії;

- обгрунтуванні методики розвитку знань учнів загальноосвітніх навчальних закладів про властивості твердих тіл на основі ідеї створення «зони найближчого розвитку» за допомогою сучасних інформаційно-комунікаційних технологій на друкованих і електронних навчальних посібниках;

- удосконаленні підготовки майбутнього вчителя до формування в учнів знань про властивості твердих тіл на основі інтегративно-предметного підходу;

- упровадженні результатів дисертаційного дослідження через опублікування дослідницьких матеріалів, участь в науково-методичних конференціях та у процесі навчання фізики.

Окремі результати дослідження використано у практиці роботи загальноосвітніх шкіл міста Умані (№14 - довідка № 148 від 27.03.2009 р.) та Уманського району (Городецької ЗОШ 1 - 3 ступенів - довідка № 138 від 30.03.2009 р) Черкаської області; Ульянівських міських ЗОШ №2 ( довідка № 288 від 25.03.2009 р); Грушківської ЗОШ (довідка № 18 від 25.03.2009 р) Ульянівського району Кіровоградської області; Уманського агротехнічного коледжу (довідка № 153 від 27.03.2009 р); Корсунь-Шевченківського педагогічного училища (довідка № 106 від 31.03.2009 р).

Апробація і впровадження результатів дослідження здійснювалася шляхом оприлюднення їх на Всеукраїнських науково-практичних конференціях «Проблеми дидактики фізики в загальноосвітній школі» (Умань, 2001, 2002., 2004, 2006.), «Комп'ютери в навчальному процесі» (Умань, 2002), Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційно-комунікаційні технології навчання» (ІКТН) (Умань, 2008), Міжнародній науково-практичній конференції «ZAUJMOVA CINNOST ZIAKOV: stan, problemy, trendy» (Прешов, Словаччина, 2008); результати дослідження обговорювалися на засіданнях лабораторії «Проблеми дидактики фізики в основній школі», створеній на базі фізико-математичного факультету Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини.

Публікації: результати дослідження викладено в 12 наукових працях, серед них 7 статей у виданнях, визначених ВАК України як фахових, з яких 2 - одноосібних, 4 посібники, 2 статті у матеріалах Міжнародних наукових конференцій.

Основні ідеї, які опубліковано в працях зі співавторами, належать автору; співавтори брали участь у впровадженні доробку в практику.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків до кожного розділу, загальних висновків, списку використаних джерел (246 найменувань), 5 додатків. Повний обсяг дисертації - 260 сторінок, основний текст дисертації становить 186 сторінок, який містить 5 таблиць та 16 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У вступі розкрито актуальність дослідження й означено його термінологічний апарат; обґрунтовано вірогідність результатів дослідження, їх апробацію та впровадження.

У розділі «Теоретичні основи вивчення властивостей твердих тіл на основі інтегративно-предметного підходу» дано теоретичний аналіз стану вивчення властивостей твердих тіл у загальноосвітніх навчальних закладах та науково-методичних і методологічних основ упровадження інтегративно-предметного підходу. Як наслідок, встановлено, що інтегративно-предметний підхід до формування змісту загальної середньої освіти можна вважати визначальною тенденцією становлення і розвитку сучасної загальноосвітньої школи. Основним засобом реалізації інтегративно-предметного підходу при вивченні властивостей твердих тіл є внутрішньопредметна, міжпредметна і міжгалузево-освітня взаємодія, що базується на наявному досвіді теорії і практики міжпредметних зв'язків. Цей досвід підтверджує єдність процесів інтеграції змісту, форм і методів навчання.

Формування знань учнів про властивості твердих тіл, які трактуються на основі фундаментальних фізичних теорій і законів, має опиратися й на відповідні (тобто адекватні теоретичним знанням, які має засвоїти учень) психологічні механізми засвоєння: підведення під поняття, формулювання наслідків, пошук необхідних і достатніх ознак поняття. Формування й подальший розвиток знань про властивості твердих тіл є ефективним, якщо він здійснюється поетапно та передбачає системну послідовність необхідних етапів навчальних дій, сукупність яких забезпечує необхідну результативність навчання. Ці твердження є концентрованим вираженням сутності психолого-педагогічних засад вивчення властивостей твердих тіл на основі інтегративно-предметного підходу.

У розділі «Методика вивчення властивостей твердих тіл на основі інтегративно-предметного підходу» насамперед означено інформаційну модель процесу інтеграції навчального процесу із «суміжних» дисциплін, які спільно створюють «поле взаємодії» з метою формування в учнів знань про властивості твердих тіл (рис. 1). Це, по-суті, інформаційна модель процесу інтеграції навчального процесу з фізики, астрономії, хімії, трудового навчання в 7 - 11 класах в аспекті формування в учнів знань про властивості твердих тіл.

У процесі такої інтеграції беруть участь два види інформації: перший, який спрямовано на інтеграцію змісту про властивості твердих тіл; другий - на конкретизацію інтегрованого знання в інших навчальних предметах.

Рис. 1. Модель міжпредметної і міжгалузевоосвітньої взаємодії з метою формування в учнів

знань про властивості твердих тіл

Нами здійснено дидактичний аналіз навчального матеріалу з фізики та «суміжних» з нею навчальних предметів ( рис. 1) з метою пошуку форм, засобів і шляхів інтеграції знань про властивості твердих тіл з урахуванням принципу єдності змістового і процесуального аспектів навчання. При цьому встановлено, що визначальною науковою основою інтеграції знань учнів про властивості твердих тіл в умовах інтегративно-предметного підходу є фундаментальні фізичні теорії: класична механіка, молекулярно-кінетична теорія і термодинаміка, електродинаміка і квантова фізика. Структурування навчального матеріалу про властивості твердих тіл можна здійснювати й відповідно до структури знань у фізиці твердого тіла, тобто навколо усталених у відповідній системі знань її підсистемних утворень (модулів), фізичних теорій і законів та з урахуванням вибору тієї чи тієї освітньої технології. З метою пошуку і реалізації форм та засобів міжпредметної взваємодії нами було складено структурно-логічні схеми вивчення властивостей твердих тіл в 7- 11 класах. Використання таких схем здійснювалося з двома основними цілями: для встановлення логіки вивчення властивостей твердих тіл в кожному окремому класі та в окремій темі; при структуруванні знань про властивості твердих тіл за певною ознакою з метою вибору і реалізації відповідної технології навчання. Перший вид структурно-логічних схем (рис. 2) сприяє цілеспрямованому пошуку форм і шляхів міжпредметної і міжосвітньогалузевої взаємодії.

Теплові явища

Питома теплота

Теплота згорання палива

Плавлення та тверднення

Температура плавлення

Питома теплота плавлення

Пояснення змін агрегатних станів речовини з точки зору молекулярно-кінетичної теорії

Електричні явища

Питомий опір

Лампа розжарювання

•«

Електро­нагрівальні прилади

Страницы:
1  2  3 


Похожие статьи

В Хитрук - Вивчення властивостей твердих тіл у загальноосвітніх навчальних закладах на основі інтегративно-предметногопідходу