ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ОБЛАСТИ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ У СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ВУЗА

Разработка и внедрение новых форм
организации процесса обучения при подготовке будущих учителей физики для общеобразовательных школ основывается на критически осмысленном опыте инноваций, как в системе образования России, так и в образовательных системах других стран. Сегодня уже ни у кого не вызывает сомнений тот факт, что конкурентоспособность педагогического вуза, его престиж и роль в стране или регионе напрямую зависят от качества подготовки учителей, уровня проведении инновационной работы в нем, учета новых требований к профессиональной компетентности педагогических кадров, подготовленных вузом. Особое значение инновационное физическое образование имеет для такого региона как Томская область, динамично развивающаяся в качестве технико-внедренческой экономической зоны, а это требует новых концептуальных подходов в подготовке кадров, начиная со школьного уровня образования. Только хорошо подготовленный школьный учитель сможет не только успешно реализовать цели обучения и получить планируемый образовательный результат, но и оказать помощь учащимся в выборе будущей профессии, в их ориентации на получение высшего образования, на научную деятельность, на получение востребованных в регионе рабочих специальностей. В связи с этим требования к качеству подготовки учителя физики для работы в современной общеобразовательной школе, готовящей кадры в интересах развития такой экономической зоны, должны не только возрастать, но в отдельных направлениях, возможно, опережать существующие в данный период требования Государственных образовательных стандартов, и , соответственно, способствовать их обновлению, корректировке и дальнейшему развитию. Становится актуальным вопрос о развитии в современной России инновационных педагогических вузов, которые будут готовить педагогические кадры, в том числе учителей физики, качество подготовки которых будет адекватным требованиям времени.
Вопросам разработки и применения в курсе общей физики новых технологий обучения посвящены исследования, представленные в ряде научных работ (Л.И. Анциферов, В. А.Извозчиков, С.Е. Каменецкий, Р.В.Майер, А.Н.Мансуров, Н.С.Пурышева, В.Я.Синенко, В.И.Тесленко, О.А. Яворук и др.) и диссертационных исследований (Д.В.Пичугин, И.В.Белицын,
А.Ю.Трефилова, Е.А.Склярова и др.). Большое внимание при подготовке будущих учителей уделяется физическому эксперименту. Основными качествами физического эксперимента являются гибкость и способность отражать нововведения, как научные (при проведении эксперимента), так и педагогические (в методике обучения проведению эксперимента), о чем свидетельствуют работы многих российских исследователей в области физического эксперимента (Я.Е.Амстиславский, О.Ф.Кабардин, В.В.Майер, Н.Я.Молотков, Б.Ш.Перкальскис, С.А.Хорошавин, Т.Н.Шамало). Различные модификации методики обучения проведению физического эксперимента, в том числе, в рамках применения инновационных методов, основанных на
компьютерных технологиях, уже существуют, но они не всегда адаптированы к условиям педагогического вуза. Несмотря на имеющиеся разработки в области экспериментальной подготовки студентов педагогического вуза, у будущих учителей наблюдаются некоторые затруднения, связанные с проведением демонстраций и лабораторных работ как традиционных, так и предполагающих использование современного компьютерного оборудования. Данную проблему можно решить за счет включения в учебный процесс инновационных методов, в частности, метода проектов, при выполнении студентами педагогического вуза лабораторных работ по курсу общей физики.
Обычно при подготовке будущих учителей физики отдается предпочтение построению лабораторных занятий на основе репродуктивного или репродуктивно-исследовательского метода: после изучения соответствующего раздела физики, проводится цикл лабораторных работ, снабженных четкими методическими указаниями. Благодаря данному способу проведения лабораторных работ, будущий специалист приобретает необходимые теоретические знания, достаточные для того, чтобы разобраться в физических явлениях, процессах и работать с лабораторным оборудованием без отрыва теории от практики. Для будущего учителя физики выполнение лабораторных работ может служить не только способом приобретения новых физических знаний, но и ряда востребованных профессиональных умений, развивающихся при определенной организации учебного процесса.
Поскольку все больший интерес вызывают кибернетические подходы к преподаванию курса физики, связанные с компьютерным моделированием (О.А. Козлов, А. В. Кузнецов, Д.Ш.Матрос, Е.В. Пастухова, Л. Ф.Плеухова, Ю. К. Ситников, Е.А.Солодова, В.А. Стародубцев, А.Ф. Федоров, Е.Н. Холодов), появилась разновидность лабораторных работ, базирующаяся на применении компьютерных технологий при проведении экспериментов по курсу физики, в результате чего возник новый вид эксперимента - «виртуальный». Применение виртуального эксперимента целесообразно для представления физических явлений, трудно воспроизводимых в реальном лабораторном эксперименте; наглядного сравнения результатов, получаемых в рамках различных теоретических моделей; повышения уровня безопасности обучающихся при применении компьютерных тренажеров; повышения у студентов мотивации к обучению за счет моделирования физических процессов, позволяющего рассматривать процессы «изнутри» и вносить параметрические изменения в ход того или иного процесса; визуализации ненаблюдаемых при лабораторном эксперименте явлений. Это, на наш взгляд, делает целесообразным включение в натурный физический эксперимент элементов виртуального. В случае сочетания натурного и виртуального экспериментов в учебном процессе по курсу общей физики проектный метод может быть использован наиболее эффективно, так как при его применении у студентов формируются проектные и информационные умения (умения определять и формулировать цель, планировать деятельность, осуществлять рефлексию, проводить поиск необходимой информации, систематизировать информацию).
При ограниченном объеме часов для аудиторных занятий, выделенных в рамках учебного плана на обучение физике в педагогическом вузе по Государственным образовательным стандартам, данный метод позволяет «расширить» временные рамки аудиторных занятий за счет активизации самостоятельной работы студентов. Применение на практике основанной на методе проектов методики обучения физике одновременно решает проблемы сохранения фундаментальности образования и его наглядности, что до сих пор является актуальным среди методических проблем в области естественных наук, в частности, физики.
В настоящее время в системе физического образования выделен ряд противоречий, заключающихся в том, что, во-первых, с одной стороны, увеличивается объем информации и усложняются способы ее передачи, однако, с другой стороны, время, отведенное на изучение курса общей физики не увеличивается; во-вторых, в практике обучения студентов педагогического вуза существует противоречие между необходимостью формирования умений работать со знаниями, информацией, новыми педагогическими технологиями в будущей профессиональной деятельности выпускников и преимущественно традиционным репродуктивным методом обучения; в-третьих, в недостаточной мере разработано методическое обеспечение физического эксперимента, что не позволяет осуществлять учебную деятельность студентов в условиях оптимального соотношения виртуальных и натурных дидактических средств обучения. Данные противоречия обуславливают актуальность нашего исследования.
Цель работы: разработка методики обучения студентов педагогического вуза натурному и виртуальному физическому эксперименту на основе проектного метода, позволяющей повысить эффективность их профессиональной подготовки.
Объект исследования: процесс обучения физике в педагогическом вузе.
Предмет исследования: проектная деятельность студентов при выполнении лабораторного практикума по курсу общей физики.
Гипотеза исследования: если при проведении физического лабораторного практикума выполняемые по традиционной методике лабораторные работы дополнить самостоятельной проектной деятельностью студентов, то это приведет к повышению уровня предметной и профессиональной (наличие коммуникативной и рефлексивной компетенций) подготовки студентов.
Для достижения поставленной цели в ходе исследования необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ исследований по разработке дидактических средств в области физического эксперимента, позволяющих повысить эффективность профессиональной подготовки будущих учителей физики.
2. Выявить существенные особенности инновационных методов обучения как средства повышения эффективности процесса формирования профессиональных компетенций будущих учителей физики и определить среди них наиболее перспективные, инвариантные в разноуровневой образовательной системе (школа - педагогический вуз - школа).
3. Разработать модель организации физического практикума для студентов педагогического вуза, включающую виртуальный и натурный эксперименты с элементами проектной деятельности.
4. Разработать методику обучения студентов педагогического вуза физическому эксперименту, основанную на самостоятельной проектной деятельности.
5. Разработать критерии оценки степени сформированности коммуникативной и рефлексивной профессиональных компетенций у будущих учителей физики.

Купить