Помощь студентам в учебе
Логическая структуризация учебного материала как средство систематизации и обобщения знаний учащихся старших классов средней школы по физике
|
Введение 3
Глава 1 Теоретические основы проблемы исследования
и ее состояние в практике обучения физике.
§1.1. Гносеологические основы систематизации и обобщения знаний учащихся. 11
§1.2. Психолого-педагогические основы систематизации и обобщения знаний. 18
§1.3. Логическая структуризация учебного материала как средство систематизации и обобщения знаний 24
Заключение по 1 главе. 37
Глава 2. Методические приемы обобщения и систематизации знаний по физике с использованием логической структуризации учебного материала в курсе физики средней школы 40
§2.1. Использование логической структуризации при обобщении и систематизации на уровне физических понятий, законов, явлений (Первый уровень) 44
§2.2. Логическая структуризация учебного материала на уровне фрагментов теорий. (Второй уровень) 57
§2.3. Логическая структуризация учебного материала на уровне физических теорий (Третий уровень) 66
§2.4. Логическая структуризация учебного материала при систематизации и обобщении всего курса физики. (Четвертый уровень) 78
§2.5. Систематизация и обобщение курса физики на основе идей современной картины мира. (Пятый уровень) 89
2.5.1. Логическая структура физической теории 91
2.5.2. Логическая структуризация по этапам развития современной физической картины мира. 107
Заключение по главе 155
Глава 3. Организация и результаты педагогического эксперимента по исследованию приемов логической структуризации при обобщении и систематизации знаний учащихся. 160
Заключение 179
Библиография Приложения
Глава 1 Теоретические основы проблемы исследования
и ее состояние в практике обучения физике.
§1.1. Гносеологические основы систематизации и обобщения знаний учащихся. 11
§1.2. Психолого-педагогические основы систематизации и обобщения знаний. 18
§1.3. Логическая структуризация учебного материала как средство систематизации и обобщения знаний 24
Заключение по 1 главе. 37
Глава 2. Методические приемы обобщения и систематизации знаний по физике с использованием логической структуризации учебного материала в курсе физики средней школы 40
§2.1. Использование логической структуризации при обобщении и систематизации на уровне физических понятий, законов, явлений (Первый уровень) 44
§2.2. Логическая структуризация учебного материала на уровне фрагментов теорий. (Второй уровень) 57
§2.3. Логическая структуризация учебного материала на уровне физических теорий (Третий уровень) 66
§2.4. Логическая структуризация учебного материала при систематизации и обобщении всего курса физики. (Четвертый уровень) 78
§2.5. Систематизация и обобщение курса физики на основе идей современной картины мира. (Пятый уровень) 89
2.5.1. Логическая структура физической теории 91
2.5.2. Логическая структуризация по этапам развития современной физической картины мира. 107
Заключение по главе 155
Глава 3. Организация и результаты педагогического эксперимента по исследованию приемов логической структуризации при обобщении и систематизации знаний учащихся. 160
Заключение 179
Библиография Приложения
Актуальность. В настоящее время, в связи с проведением эксперимента по обновлению структуры и содержания общего среднего образования, введением Единых государственных экзаменов возникли противоречия между увеличением объема учебной информации с одной стороны и фактором ограничения времени обучения с другой стороны, между содержанием современного школьного курса физики с одной стороны и потребностями российского общества на рубеже веков с другой стороны. Результаты первых пробных экзаменов Единого государственного экзамена показали недостаточный уровень усвоения физических знаний выпускниками школ республики Саха (Якутия) и ряда других регионов России. Анализ результатов показал, что знания учащихся о физической картине мира представляют набор отрывочных, бессистемных, фрагментальных, необобщенных и несистематизированных научных фактов. У учащихся отсутствует структурно-логическая система построения курса физики. Между тем, как подчеркивал П.В. Копнин: «Не будучи обобщенными, факты находятся еще за пределами логической структуры науки». [61] Изучение физики на эмпирическом уровне означает, что не все элементы знания входят в системное, целостное представление курса как совокупности физических теорий. Об этом свидетельствуют данные методических и дидактических исследований проблем формирования системных, обобщенных знаний учащихся на уровне физических теорий /Л.Я. Зорина, В.Г. Разумовский, В.В. Мултановский, В.А. Кондаков и др./.
Изучая опыт работы учителей физики ряда школ Республики Саха (Якутия), мы установили, что сложившаяся во многих общеобразовательных школах практика обучения не способствует формированию структурно-организованного знания, не ориентирована на анализ связей между компонентами физических теорий, не направлена на упорядочение и «уплотнение» учебного материала вокруг наиболее существенных связей, не
использует возможности системно-структурного метода для управления познавательной деятельности и развитием мышления учащихся, не выделяет ориентиры для самостоятельного обновления и пополнения знаний. Современный школьник должен уметь в достаточной степени систематизировать и обобщать свои знания, знать соотношения и связи между структурными элементами системы знаний.
Проблемы систематизации знаний посвящены многие работы по психологии, дидактике и методике.
Разработке различных способов логической структуризации учебного материала, способствующих систематизации и обобщению знаний учащихся на разных уровнях общности, уделяли большое внимание отечественные психологи (П.Я. Гальперин, А.Н. Льеонтьев, Н.А. Менчинская, Н.Ф.Талызина), дидакты (Ю.К. Бабанский,Т.А. Ильина, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, М.Н. Скаткин, А.М. Сохор), методисты (П.А. Знаменский, В.Г. Разумовский, Л.И. Резников, А.П. Рымкевич, Е.В. Савелова, А.В. Усова и др.).
Вопросам систематизации и обобщения знаний на материале учебных предметов средней школы посвящены диссертационные работы Г.И. Аверкиевой, А.И. Архиповой, Л.П. Ворониной, И.С. Карасовой, О.С. Кретинина, М.С. Кюяджиевой, Т.Л. Логвиновой, А.Ф.Меняева, В.В.Мултановского, Д.А. Пасечник, Р.И.Рявкиной , Н.Д. Савченко, Д.С. Столярчук, Л.С. Хижняковой, Б.П.Эрдниева.
Высоко оценивая значения этих разработок для теории и практики совершения процесса обучения на основе логической структуризации учебного материала, необходимо, однако, отметить, что ряд аспектов исследуемой проблемы нуждаются в дальнейшем исследовании.
Недостаточно изучены принципы построения содержания уроков физики, а также система практических занятий и упражнений, обеспечивающих формирование структурно-логических знаний учащихся.
Наше исследование направлено на решение проблемы по поиску методических приемов логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний школьников, позволяющих сформировать не формальные, а осознанные знания, действенные, на основе формирования «структур умственной деятельности, ответственных за творчество: анализ, синтез, обобщение, сравнение, перенос знаний в новую ситуацию» (И.Я. Лернер).
Таким образом, научно-педагогическое противоречие заключается в том, что актуализация культуросообразного подхода, тенденции развития современного физического образования предполагают формирование у учащихся целостного представления о современной физической картине мира на основе систематизации и обобщения знаний учащихся. Однако методика логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старших классов средней школы по физике остается не до конца разработанной. Поэтому разработка методических приемов логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старших классов по физике представляется в настоящий момент одной из наиболее актуальных проблем в современной методике преподавания физики.
Проблема исследования состоит в разрешении противоречия между необходимостью формирования у старшеклассников умений и навыков систематизации и обобщения знаний и недостаточной разработанностью методических приемов и способов логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний по физике.
Цель диссертационного исследования состоит в разработке системы методических приемов логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старших классов по физике.
Гипотеза исследования
Формирование у учащихся целостного представления о современной физической картине мира, навыков и умений систематизировать и обобщать свои знания и достижение планируемых результатов обучения будет обеспечено, если выявить уровни логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся по физике, разработать систему методических приемов и способов логической структуризации на каждом уровне.
Задачи исследования:
1. Выявить гносеологические и психолого-педагогические особенности систематизации и обобщения знаний на основе логической структуризации учебного материала.
2. Определить уровни логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старшей ступени по физике;
3. Разработать систему методических приемов и способов логической структуризации на каждом из выявленных уровней;
4. Провести апробацию эффективности разработанных методических приемов логической структуризации учебного материала.
Методологической и общенаучной основой исследования являются философские положения об окружающем нас мире как о совокупности взаимосвязанных и взаимодействующих объектов, как о системном и целостном образовании.
Исследование опирается на идею материального мира как системного образования, обусловливающего необходимость системного подхода к его изучению (В.Г. Афанасьев, И.В. Блауберг, Б.М. Кедров, В.Н. Садовский, М.И. Сетров, А.И. Умов, А.П. Шептулина, Э.Г. Юдин); фундаментальные работы в области философии образования и методологии педагогики посвященные проблемам систематизации и обобщения знаний (Л.С. Выготский,П.Я. Гальперин, Б.С. Гершунский, Г.Д. Глейзер, В.В. Давыдов, В.П. Зинченко, В.В. Краевский, П.В. Копнин, Н.А. Менчинская, А.Н. Леонтьев,А.М. Новиков,С.Л. Рубинштейн, В.А. Сухомлинский,В.Д. Шадриков, Д.Б. Эльконин), дидактики (С.И.Архангельский,Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В.С. Безрукова, В.А. Бетев, В.И. Загвязинский, Л.Я. Зорина, Т.А. Ильина, В.С. Леднев, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин, А.М. Сохор,Н.Ф. Талызина и др.), методики (П.А. Знаменский, В.Г. Разумовский, Л.И. Резников, А.П. Рымкевич, Е.В. Савелова, А.В. Усова и др.).
Методы исследования.
В ходе исследования использовались теоретические и эмпирические методы. Анализ психолого-педагогической и методической литературы по данной проблеме позволил сформулировать теоретические позиции исследования. Методы эмпирического исследования включали изучение состояния уровня систематизации и обобщения знаний по физике в старших классах средних школ, педагогический эксперимент, статистический анализ результатов данного эксперимента.
Этапы исследования.
1. На первом этапе (1990 - 1998 гг.) проводился поиск оптимальных форм и методов обучения, анализ педагогической и методической литературы, изучался педагогический опыт и была начата разработка собственной методики обучения, основанной на формировании системы логически структурированных учебных материалов, способствующих систематизации и обобщению знаний.
2. На втором этапе (1998-2000 гг.) была разработана собственная гипотеза исследования, определена и обоснована стратегия исследования, выявлены его цели и задачи. В результате была проведена интерпретация основных теоретических посылок, концептуального и рабочего понятийного аппарата исследования, первичные апробации предложенных практических рекомендаций, методик, технологий логической структуризации учебного материала и анализ, оценка их эффективности.
3. На третьем этапе (2000-2001 гг.) вносились необходимые коррективы, разрабатывались и совершенствовались методы и технологии логической структуризации учебного материала курса физики.
4. На четвертом этапе (2001-2002 гг.) осуществлялась оценка результативности проведенного педагогического эксперимента и подводились итоги.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в том, что
-доказана возможность и целесообразность введения предлагаемой концепции многоуровневой логической структуризации учебного материала в школьный курс физики как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старших классов средней общеобразовательной школы;
- определены уровни логической структуризации учебного материала по физике;
- разработаны методические приемы и способы логической структуризации учебного материала, представленные в виде структурно-логических конспектов, блок-схем, обобщающих таблиц, структурно-логических конструкций, структурно-логической таблицы-комплекс и др. по пяти уровням на материале курса физики для старших классов средней школы.
Практическая значимость исследования состоит в том, что его результаты отражены в ряде учебных и методических пособий: разработано учебное пособие для 9-11 классов “Структурно-логические конспекты по физике”;
Обоснованность и достоверность результатов и выводы исследования обеспечены:
- внутренней непротиворечивостью полученных результатов исследования и соответствующих им положениям базовых наук; выбором методов адекватных решаемым задачам;
- репрезентативностью выборки экспериментальных и контрольных классов; статистическими методами обработки данных педагогического эксперимента, применяемых в педагогических исследованиях;
- воспроизводимостью результатов обучения.
На защиту выносятся:
1. Уровни логической структуризации учебного материала:
Состав первого уровня определяется системой элементов учебного материала, объединяемых функциональными, логическими и генетическими связями.
Состав второго уровня определяется фрагментами теорий и состоит из элементов первого уровня и компонентов теории.
Содержание третьего уровня отражает целостные физические теории. Четвертый уровень определяется взаимодействием элементов различных физических теорий.
Пятый уровень выходит на физическую картину мира, отражающую общие методы и принципы науки.
2. Система методических приемов логической структуризации учебного материала по пяти указанным уровням.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществилась в школах Республики Саха (Якутия) в гг Верхневилюйск, Вилюйск, Якутск, Алдан. Основные материалы и результаты исследования отражены в 15 печатных работах. Результаты работы излагались на следующих научно-практических конференциях: седьмая Всероссийская Научная конференция студентов- физиков и молодых ученых в гг. Санкт-Петербург , Екатеринбург ( 2001 г); вторая научно-практическая конференция ; “Молодые ученые Якутии в стратегии устойчивого развития российской федерации.” (г. Санкт- Петербург. 2001 г.); дистанционная конференция проведенная центром дистанционного образования Эйдос по вопросам 12-летнего образования. (2001 г.); научно-практическая конференция “Развитие физико-технического образования в республике Саха (Якутия)” (2001 год.); две научно- практические конференции “Проблемы и перспективы развития физико- математического образования” в с. Верхневилюйск. (2000г., 2001 г); научно- практическая конференция “Управление качеством образования и аттестация” в г.Алдан (2001 г.); научно-практическая конференция “ Новые технологии образования. Тестирование.” в г.Вилюйск. (2001г.); научно-практическая конференция “НИТ в образовании и экономике14 в г. Якутске. (2001 года.); научно-практическая конференция молодых ученых “Проблемы и приоритеты современного образования” в г. Москва, (2002 г.).
Изучая опыт работы учителей физики ряда школ Республики Саха (Якутия), мы установили, что сложившаяся во многих общеобразовательных школах практика обучения не способствует формированию структурно-организованного знания, не ориентирована на анализ связей между компонентами физических теорий, не направлена на упорядочение и «уплотнение» учебного материала вокруг наиболее существенных связей, не
использует возможности системно-структурного метода для управления познавательной деятельности и развитием мышления учащихся, не выделяет ориентиры для самостоятельного обновления и пополнения знаний. Современный школьник должен уметь в достаточной степени систематизировать и обобщать свои знания, знать соотношения и связи между структурными элементами системы знаний.
Проблемы систематизации знаний посвящены многие работы по психологии, дидактике и методике.
Разработке различных способов логической структуризации учебного материала, способствующих систематизации и обобщению знаний учащихся на разных уровнях общности, уделяли большое внимание отечественные психологи (П.Я. Гальперин, А.Н. Льеонтьев, Н.А. Менчинская, Н.Ф.Талызина), дидакты (Ю.К. Бабанский,Т.А. Ильина, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, М.Н. Скаткин, А.М. Сохор), методисты (П.А. Знаменский, В.Г. Разумовский, Л.И. Резников, А.П. Рымкевич, Е.В. Савелова, А.В. Усова и др.).
Вопросам систематизации и обобщения знаний на материале учебных предметов средней школы посвящены диссертационные работы Г.И. Аверкиевой, А.И. Архиповой, Л.П. Ворониной, И.С. Карасовой, О.С. Кретинина, М.С. Кюяджиевой, Т.Л. Логвиновой, А.Ф.Меняева, В.В.Мултановского, Д.А. Пасечник, Р.И.Рявкиной , Н.Д. Савченко, Д.С. Столярчук, Л.С. Хижняковой, Б.П.Эрдниева.
Высоко оценивая значения этих разработок для теории и практики совершения процесса обучения на основе логической структуризации учебного материала, необходимо, однако, отметить, что ряд аспектов исследуемой проблемы нуждаются в дальнейшем исследовании.
Недостаточно изучены принципы построения содержания уроков физики, а также система практических занятий и упражнений, обеспечивающих формирование структурно-логических знаний учащихся.
Наше исследование направлено на решение проблемы по поиску методических приемов логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний школьников, позволяющих сформировать не формальные, а осознанные знания, действенные, на основе формирования «структур умственной деятельности, ответственных за творчество: анализ, синтез, обобщение, сравнение, перенос знаний в новую ситуацию» (И.Я. Лернер).
Таким образом, научно-педагогическое противоречие заключается в том, что актуализация культуросообразного подхода, тенденции развития современного физического образования предполагают формирование у учащихся целостного представления о современной физической картине мира на основе систематизации и обобщения знаний учащихся. Однако методика логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старших классов средней школы по физике остается не до конца разработанной. Поэтому разработка методических приемов логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старших классов по физике представляется в настоящий момент одной из наиболее актуальных проблем в современной методике преподавания физики.
Проблема исследования состоит в разрешении противоречия между необходимостью формирования у старшеклассников умений и навыков систематизации и обобщения знаний и недостаточной разработанностью методических приемов и способов логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний по физике.
Цель диссертационного исследования состоит в разработке системы методических приемов логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старших классов по физике.
Гипотеза исследования
Формирование у учащихся целостного представления о современной физической картине мира, навыков и умений систематизировать и обобщать свои знания и достижение планируемых результатов обучения будет обеспечено, если выявить уровни логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся по физике, разработать систему методических приемов и способов логической структуризации на каждом уровне.
Задачи исследования:
1. Выявить гносеологические и психолого-педагогические особенности систематизации и обобщения знаний на основе логической структуризации учебного материала.
2. Определить уровни логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старшей ступени по физике;
3. Разработать систему методических приемов и способов логической структуризации на каждом из выявленных уровней;
4. Провести апробацию эффективности разработанных методических приемов логической структуризации учебного материала.
Методологической и общенаучной основой исследования являются философские положения об окружающем нас мире как о совокупности взаимосвязанных и взаимодействующих объектов, как о системном и целостном образовании.
Исследование опирается на идею материального мира как системного образования, обусловливающего необходимость системного подхода к его изучению (В.Г. Афанасьев, И.В. Блауберг, Б.М. Кедров, В.Н. Садовский, М.И. Сетров, А.И. Умов, А.П. Шептулина, Э.Г. Юдин); фундаментальные работы в области философии образования и методологии педагогики посвященные проблемам систематизации и обобщения знаний (Л.С. Выготский,П.Я. Гальперин, Б.С. Гершунский, Г.Д. Глейзер, В.В. Давыдов, В.П. Зинченко, В.В. Краевский, П.В. Копнин, Н.А. Менчинская, А.Н. Леонтьев,А.М. Новиков,С.Л. Рубинштейн, В.А. Сухомлинский,В.Д. Шадриков, Д.Б. Эльконин), дидактики (С.И.Архангельский,Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В.С. Безрукова, В.А. Бетев, В.И. Загвязинский, Л.Я. Зорина, Т.А. Ильина, В.С. Леднев, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин, А.М. Сохор,Н.Ф. Талызина и др.), методики (П.А. Знаменский, В.Г. Разумовский, Л.И. Резников, А.П. Рымкевич, Е.В. Савелова, А.В. Усова и др.).
Методы исследования.
В ходе исследования использовались теоретические и эмпирические методы. Анализ психолого-педагогической и методической литературы по данной проблеме позволил сформулировать теоретические позиции исследования. Методы эмпирического исследования включали изучение состояния уровня систематизации и обобщения знаний по физике в старших классах средних школ, педагогический эксперимент, статистический анализ результатов данного эксперимента.
Этапы исследования.
1. На первом этапе (1990 - 1998 гг.) проводился поиск оптимальных форм и методов обучения, анализ педагогической и методической литературы, изучался педагогический опыт и была начата разработка собственной методики обучения, основанной на формировании системы логически структурированных учебных материалов, способствующих систематизации и обобщению знаний.
2. На втором этапе (1998-2000 гг.) была разработана собственная гипотеза исследования, определена и обоснована стратегия исследования, выявлены его цели и задачи. В результате была проведена интерпретация основных теоретических посылок, концептуального и рабочего понятийного аппарата исследования, первичные апробации предложенных практических рекомендаций, методик, технологий логической структуризации учебного материала и анализ, оценка их эффективности.
3. На третьем этапе (2000-2001 гг.) вносились необходимые коррективы, разрабатывались и совершенствовались методы и технологии логической структуризации учебного материала курса физики.
4. На четвертом этапе (2001-2002 гг.) осуществлялась оценка результативности проведенного педагогического эксперимента и подводились итоги.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в том, что
-доказана возможность и целесообразность введения предлагаемой концепции многоуровневой логической структуризации учебного материала в школьный курс физики как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старших классов средней общеобразовательной школы;
- определены уровни логической структуризации учебного материала по физике;
- разработаны методические приемы и способы логической структуризации учебного материала, представленные в виде структурно-логических конспектов, блок-схем, обобщающих таблиц, структурно-логических конструкций, структурно-логической таблицы-комплекс и др. по пяти уровням на материале курса физики для старших классов средней школы.
Практическая значимость исследования состоит в том, что его результаты отражены в ряде учебных и методических пособий: разработано учебное пособие для 9-11 классов “Структурно-логические конспекты по физике”;
Обоснованность и достоверность результатов и выводы исследования обеспечены:
- внутренней непротиворечивостью полученных результатов исследования и соответствующих им положениям базовых наук; выбором методов адекватных решаемым задачам;
- репрезентативностью выборки экспериментальных и контрольных классов; статистическими методами обработки данных педагогического эксперимента, применяемых в педагогических исследованиях;
- воспроизводимостью результатов обучения.
На защиту выносятся:
1. Уровни логической структуризации учебного материала:
Состав первого уровня определяется системой элементов учебного материала, объединяемых функциональными, логическими и генетическими связями.
Состав второго уровня определяется фрагментами теорий и состоит из элементов первого уровня и компонентов теории.
Содержание третьего уровня отражает целостные физические теории. Четвертый уровень определяется взаимодействием элементов различных физических теорий.
Пятый уровень выходит на физическую картину мира, отражающую общие методы и принципы науки.
2. Система методических приемов логической структуризации учебного материала по пяти указанным уровням.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществилась в школах Республики Саха (Якутия) в гг Верхневилюйск, Вилюйск, Якутск, Алдан. Основные материалы и результаты исследования отражены в 15 печатных работах. Результаты работы излагались на следующих научно-практических конференциях: седьмая Всероссийская Научная конференция студентов- физиков и молодых ученых в гг. Санкт-Петербург , Екатеринбург ( 2001 г); вторая научно-практическая конференция ; “Молодые ученые Якутии в стратегии устойчивого развития российской федерации.” (г. Санкт- Петербург. 2001 г.); дистанционная конференция проведенная центром дистанционного образования Эйдос по вопросам 12-летнего образования. (2001 г.); научно-практическая конференция “Развитие физико-технического образования в республике Саха (Якутия)” (2001 год.); две научно- практические конференции “Проблемы и перспективы развития физико- математического образования” в с. Верхневилюйск. (2000г., 2001 г); научно- практическая конференция “Управление качеством образования и аттестация” в г.Алдан (2001 г.); научно-практическая конференция “ Новые технологии образования. Тестирование.” в г.Вилюйск. (2001г.); научно-практическая конференция “НИТ в образовании и экономике14 в г. Якутске. (2001 года.); научно-практическая конференция молодых ученых “Проблемы и приоритеты современного образования” в г. Москва, (2002 г.).
Подводя итоги теоретического и экспериментального исследования можно сделать выводы:
1. Выявлены гносеологические и психолого-педагогические особенности систематизации и обобщения знаний на основе логической структуризации учебного материала.
В результате анализа философских и общенаучных методологических работ выявлены основные характеристики и функции научных физических теорий, преобразование которых в учебные способствовали бы системности и целостности знаний учащихся.
Результатом процесса логической структуризации учебного материала, обусловленного содержанием системы учебных знаний и способов деятельности по усвоению, являются системные знания учащихся, своеобразие которых для учебных физических теорий мы видим в наличии следующих признаков:
- способа организации структуры теории посредством иерархических и логических связей ее элементов ;
- процесса объединения элементов в систему на основе функциональных и генетических связей как механизма интеграции частей в целое;
- сохранение содержания всех разнородных элементов теории.
Теоретическими предпосылками к формированию логически структурированных знаний были выделены:
а) в организации содержания обучения на уровне учебного материала:
- целостная трансформация научных физических теорий в учебные с сохранением логической структуры теории (Д.В. Вилькеев, Л.Я.Зорина, В.В. Мултановский, В.Г. Разумовский и др.);
- циклическое построение учебного материала курса физики в старших классах средней школы: от обобщения фактов и теоретических предпосылок ФКМ к построению абстрактных моделей явлений. От модели - к выводу теоретических следствий и их экспертной проверке и применению (В.В. Мултановский, В.Г. Разумовский);
- знаково-символическая наглядность теоретического знания (В.В. Давыдов, Л.С. Высотский).
б) в организации учебно-познавательной деятельности учащихся:
организация учебно-познавательной деятельности при усвоении физических знаний на ориентировочной основе действий и среды действия (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина);
- теоретический уровень усвоения физических теорий и основных физических понятий (В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконина);
- реализация условий для осуществления активной познавательной деятельности на творческом уровне усвоения (В.В.Давыдов, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, В.А. Орлов, И.П. Калошина и др.).
2. Определены уровни логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старшей ступени по физике.
На основании анализа теоретических источников о структуре учебного материала, учета возможностей управления процессом усвоения знаний и формированием теоретического мышления и мировоззрения, инвариантных характеристик структуры содержания школьного физического образования, психологических особенностей переработки информации старшеклассниками нами выделены пять уровней структурности целостно представленного учебного материала и адекватных им видов структурно-логических построений.
Состав первого уровня определяется системой элементов учебного материала, объединяемых функциональными, логическими и генетическими связями.
Состав второго уровня определяется фрагментами теорий и состоит из элементов первого уровня и компонентов теории.
Содержание третьего уровня отражает целостные физические теории. Четвертый уровень определяется взаимодействием элементов различных физических теорий.
Пятый уровень отражает физическую картину мира.
3. Разработана система методических приемов и способов логической структуризации на каждом из выявленных уровней. (Концепция многоуровневой логической структуризации).
Логическая структуризация первого уровня осуществляется структурно¬логическими конспектами. Каждый структурно-логический конспект состоит из отдельных блоков, отражающих логически завершенный элемент знаний. Блоки располагаются в иерархичной последовательности адекватно этапам познания.
Второй уровень логической структуризации используется на уроках обобщения и систематизации знаний после прохождения относительно крупной темы курса физики в форме блок-схем. Каждый блок такой схемы на более абстрактном уровне будет отражать знания, данные в блоках структурно-логических конспектов.
Третий уровень логической структуризации по составу элементов относится к целостным теориям и используется на уроках систематизации и обобщения еще больших по объему тем или целых разделов курса физики в форме графов или логических конструкций (логических структур).
Четвертый уровень логической структуризации начинает использоваться на уроках систематизации и обобщения после прохождения двух или более разделов физики или всего курса физики, изучаемого в средней школе. Используются такие приемы логической структуризации как обобщающие таблицы, графы, структурно-логическая таблица-комплекс.
Пятый уровень - высший уровень системности. Он выходит на физическую картину мира и ее эволюцию. Здесь используется модель
логической структуры физической теории и обобщающая таблица, характеризующая все этапы развития физической картины мира.
4. Проведена апробация эффективности разработанных нами методических приемов логической структуризации учебного материала.
Проведенный педагогический эксперимент показал эффективность разработанной на основе специально сформулированных условий и “модели многоуровневой логической структуризации” методики изучения физики в старших классах средней школы, которая :
- обеспечивает формирование структурированных системно-обобщенных знаний , способствует доступному раскрытию на урочных и внеурочных занятиях методологических знаний и повышает на этой основе качество обучения;
- формирует у учащихся такие умственные операции как анализ, синтез, абстрагирование, конкретизация, перенос знаний, а также навыки и умения самостоятельно систематизировать и обобщать знания;
- развивает структуру умственных действий памяти, повышает качество знания, ее глубина, осознанность и действенность (умение применять на практике);
позволяет более продуктивно использовать память за счет группировки разрозненных сведений и фактов в более крупные блоки информации, которые легче запомнить и воспроизвести в нужные моменты, что содействует более прочному и глубокому усвоению знаний;
позволяет достичь наибольшей полноты информации об объекте за счет рассмотрения не только компонентов разных уровней, но и различных видов взаимосвязей компонентов на всех уровнях;
- формирует у учащихся целостное представление о физической картине мира и ее эволюции.
действенных путей и эффективных средств для повышения качества знаний учащихся старших классов средней школы.
1. Выявлены гносеологические и психолого-педагогические особенности систематизации и обобщения знаний на основе логической структуризации учебного материала.
В результате анализа философских и общенаучных методологических работ выявлены основные характеристики и функции научных физических теорий, преобразование которых в учебные способствовали бы системности и целостности знаний учащихся.
Результатом процесса логической структуризации учебного материала, обусловленного содержанием системы учебных знаний и способов деятельности по усвоению, являются системные знания учащихся, своеобразие которых для учебных физических теорий мы видим в наличии следующих признаков:
- способа организации структуры теории посредством иерархических и логических связей ее элементов ;
- процесса объединения элементов в систему на основе функциональных и генетических связей как механизма интеграции частей в целое;
- сохранение содержания всех разнородных элементов теории.
Теоретическими предпосылками к формированию логически структурированных знаний были выделены:
а) в организации содержания обучения на уровне учебного материала:
- целостная трансформация научных физических теорий в учебные с сохранением логической структуры теории (Д.В. Вилькеев, Л.Я.Зорина, В.В. Мултановский, В.Г. Разумовский и др.);
- циклическое построение учебного материала курса физики в старших классах средней школы: от обобщения фактов и теоретических предпосылок ФКМ к построению абстрактных моделей явлений. От модели - к выводу теоретических следствий и их экспертной проверке и применению (В.В. Мултановский, В.Г. Разумовский);
- знаково-символическая наглядность теоретического знания (В.В. Давыдов, Л.С. Высотский).
б) в организации учебно-познавательной деятельности учащихся:
организация учебно-познавательной деятельности при усвоении физических знаний на ориентировочной основе действий и среды действия (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина);
- теоретический уровень усвоения физических теорий и основных физических понятий (В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконина);
- реализация условий для осуществления активной познавательной деятельности на творческом уровне усвоения (В.В.Давыдов, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, В.А. Орлов, И.П. Калошина и др.).
2. Определены уровни логической структуризации учебного материала как средства систематизации и обобщения знаний учащихся старшей ступени по физике.
На основании анализа теоретических источников о структуре учебного материала, учета возможностей управления процессом усвоения знаний и формированием теоретического мышления и мировоззрения, инвариантных характеристик структуры содержания школьного физического образования, психологических особенностей переработки информации старшеклассниками нами выделены пять уровней структурности целостно представленного учебного материала и адекватных им видов структурно-логических построений.
Состав первого уровня определяется системой элементов учебного материала, объединяемых функциональными, логическими и генетическими связями.
Состав второго уровня определяется фрагментами теорий и состоит из элементов первого уровня и компонентов теории.
Содержание третьего уровня отражает целостные физические теории. Четвертый уровень определяется взаимодействием элементов различных физических теорий.
Пятый уровень отражает физическую картину мира.
3. Разработана система методических приемов и способов логической структуризации на каждом из выявленных уровней. (Концепция многоуровневой логической структуризации).
Логическая структуризация первого уровня осуществляется структурно¬логическими конспектами. Каждый структурно-логический конспект состоит из отдельных блоков, отражающих логически завершенный элемент знаний. Блоки располагаются в иерархичной последовательности адекватно этапам познания.
Второй уровень логической структуризации используется на уроках обобщения и систематизации знаний после прохождения относительно крупной темы курса физики в форме блок-схем. Каждый блок такой схемы на более абстрактном уровне будет отражать знания, данные в блоках структурно-логических конспектов.
Третий уровень логической структуризации по составу элементов относится к целостным теориям и используется на уроках систематизации и обобщения еще больших по объему тем или целых разделов курса физики в форме графов или логических конструкций (логических структур).
Четвертый уровень логической структуризации начинает использоваться на уроках систематизации и обобщения после прохождения двух или более разделов физики или всего курса физики, изучаемого в средней школе. Используются такие приемы логической структуризации как обобщающие таблицы, графы, структурно-логическая таблица-комплекс.
Пятый уровень - высший уровень системности. Он выходит на физическую картину мира и ее эволюцию. Здесь используется модель
логической структуры физической теории и обобщающая таблица, характеризующая все этапы развития физической картины мира.
4. Проведена апробация эффективности разработанных нами методических приемов логической структуризации учебного материала.
Проведенный педагогический эксперимент показал эффективность разработанной на основе специально сформулированных условий и “модели многоуровневой логической структуризации” методики изучения физики в старших классах средней школы, которая :
- обеспечивает формирование структурированных системно-обобщенных знаний , способствует доступному раскрытию на урочных и внеурочных занятиях методологических знаний и повышает на этой основе качество обучения;
- формирует у учащихся такие умственные операции как анализ, синтез, абстрагирование, конкретизация, перенос знаний, а также навыки и умения самостоятельно систематизировать и обобщать знания;
- развивает структуру умственных действий памяти, повышает качество знания, ее глубина, осознанность и действенность (умение применять на практике);
позволяет более продуктивно использовать память за счет группировки разрозненных сведений и фактов в более крупные блоки информации, которые легче запомнить и воспроизвести в нужные моменты, что содействует более прочному и глубокому усвоению знаний;
позволяет достичь наибольшей полноты информации об объекте за счет рассмотрения не только компонентов разных уровней, но и различных видов взаимосвязей компонентов на всех уровнях;
- формирует у учащихся целостное представление о физической картине мира и ее эволюции.
действенных путей и эффективных средств для повышения качества знаний учащихся старших классов средней школы.