ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ  БИЛЕТ № 15

1. Фундаментальные физические теории как основа содержания и структуры школьного курса физики. Отражение теоретического уровня познания (на примере темы/раздела, программы/учебника «…» школьного курса физики по выбору студента).

 

Физическая картина мира

Содержание школьного курса физики составляют основы науки-физики, которая представляет собой систему знаний об окружающем мире.

Важнейшими компонентами понятийной структуры ФКМ являются: исходные философские идеи и представления о материи, пространстве и времени, движении и взаимодействии; физические теории с присущими каждой из них характеристиками (система основополагающих постулатов и принципов, понятийный аппарат, эмпирический базис и т.д.), а также система фундаментальных физических идей и принципов, выражающих взаимосвязи между физическими теориями.

Одним из структурных элементов ФКМ является физическая теория. Любое знание по своей природе системно, т.е. состоит из определенных элементов, связано с другими элементами знания, способно развиваться и т.д. Наивысшее выражение эта система находит в физической теории. Отличительным признаком физической теории является замкнутость систем понятий, исчерпывающе описывающих определенный круг явлений. Каждая теория имеет специфические исходные понятия, определения, аксиомы, математический аппарат и идеи, связанные с интерпретацией теории.

Существуют разные классификации физических теорий; одной из общепринятых является классификация В.Гейзенберга, который выделил четыре большие системы понятий и аксиом, уже нашедшие к тому времени свою окончательную форму: механика Ньютона, включая небесную механику; статистическая механика; электродинамика, включая волновую оптику и специальную теорию относительности; квантовая теория. Эти системы понятий и аксиом в дальнейшем стали называть теоретическими направлениями или фундаментальными физическими теориями. Данная классификация проведена в соответствии с формами движения материи и учитывает динамику развития физической науки, в частности эволюцию ФКМ.

Иной подход к классификации физических теорий принят известным философом и физиком, автором школьных учебников Г.Я.Мякишсвым. Полагая, что одномерная классификация, т.е. классификация теорий по формам движения материн, не может вместить в себя все богатство и разнообразие физических теорий и их взаимосвязей, он проводит классификацию по двум признакам: формам движения материи и уровням глубины познания окружающего мира. В соответствии с этим выделяются теории макроскопических систем и теории микроскопических объектов. Теории процессов в макросистемах делятся на макроскопические (феноменологические) и микроскопические.

В число этих теорий входят как динамические, так и статистические теории, между которыми могут быть установлены связи.

Помимо фундаментальных существуют теории, обладающие меньшей степенью общности, так называемые частные теории, которые являются в историческом аспекте основой создания фундаментальных теории. Так, классическая механика создавалась как обобщение частных теорий свободного падения, колебаний маятника, движений по наклонной плоскости.

При построении фундаментальной теории частные теории включаются в ее состав в качестве компонентов ее содержания. При этом частные теории сохраняют свою значимость в области явлений, для объяснения которых они были созданы. Именно на уровне частных теорий происходит эмпирическое обоснование и опытная проверка основных положений фундаментальных теорий.

И фундаментальные, и частные теории имеют одинаковую структуру, которая включает основание, ядро, следствия и интерпретацию.

В основание теории входят эмпирический базис, т.е. экспериментальные факты, которые послужили отправной точкой развития теории (наблюдения явлений: движение тел, колебания маятника и др.); модель, т.е. тот идеализированный объект, для которого строится теория (м.т., АТТ); система понятий, включая физические величины и процедуры измерения последних (путь, перемещение, скорость, ускорение, сила и др.). В ряде случаев в основание входят эмпирически установленные законы, например законы движения.

Ядро теории представляет собой законы, описывающие изменение состояния материального объекта (законы Ньютона, всемирного тяготения,…), законы сохранения (импульса, энергии,…), постулаты (однородности пространства, изотропности пространства,…) и принципы (дальнодействия,…), а также фундаментальные физические постоянные (G).

К следствиям относятся выводное знание, применение законов, входящих в ядро теории (в технике: движение космической техники, самолетов, транспорта и др., работа станков,…), объяснение эмпирических фактов (объяснение различных видов движения), предсказание нового (открытие планеты Плутон).

К интерпретации относятся истолкование основных понятий и законов, а также осмысление границ применимости теории (макроскопические тела, движущиеся со скоростями, много меньшими скорости света).

(В качестве примера приведена структура классической механики.)

 

Связи между физическими теориями многообразны и осуществляются на разных уровнях. Они проявляются прежде всего в том, что существуют общие для всех теорий понятия (скорость, масса, импульс и др.), общие законы (закон сохранения энергии-импульса).

Связи между теориями осуществляются и на уровне общих физических принципов, которые в настоящее время имеют статус методологических общенаучных принципов. К ним относятся принципы соответствия, дополнительности, симметрии и причинности.

Содержание курса физики основной школы

Курс физики основной школы - это курс, в котором изучаются физические явления (механические, тепловые, элек­трические, электромагнитные, световые) и физические законы; учебный материал группируется вокруг физических явлений, которые располагаются в курсе в порядке усложнения форм движения материи.

Физические теории также находят свое место в курсе физики основной школы, но используются в основном не в виде теоретических схем, а для объяснения или предсказания явлений и зако­нов. Это соответствует познавательным возможностям учащихся данного возраста, уровню их абстрактного мышления, подготов­ке по математике. Единственная теоретическая схема, которая изучается в основной школе, как правило, в IX классе, - классиче­ская механика.

 

Второй темой курса VII класса является тема «Движение и взаи­модействие», в которой учащиеся знакомятся с видами движения, взаимодействием тел и с видами сил в механике. При изучении ме­ханического движения используется, как правило, естественный способ его описания, хотя и говорится учащимся, что скорость, си­ла - величины векторные, имеющие определенное направление. Понятие ускорения, хотя и не является обязательным на этом эта­пе изучения физики, может быть введено так же, как и понятие равноускоренного движения и уравнения движения. То же отно­сится и к законам Ньютона. Их изучение в системе и в точных формулировках здесь не предусмотрено, однако в соответствии с некоторыми программами законы Ньютона обсуждаются.

 

Как пример рассмотрим одну из программ, в соответствии с которой физика изучается в VIII-IX классах (авторы: И.И.Нурмииский, Н. К. Гладышева).

Курс, по мнению авторов, характеризуется следующими основными чертами:

-он носит завершенный характер, в частности предусматри­вает формирование у учащихся некоторых квантовых представ­лений;

-он универсален - доступен всем учащимся и обеспечивает не­обходимую подготовку для продолжения обучения в старших классах любого профиля;

-он способствует формированию у учащихся научного миро­воззрения и мышления; создает условия для осознанного выбора ими профиля дальнейшего обучения, поскольку требования к знаниям и умениям учащихся на выходе из основной школы сис­тематизированы в соответствии со структурой фундаменталь­ных физических теорий, что позволяет сформировать у учащих­ся представления о целостной «архитектуре» изучаемых физиче­ских теорий;

-он имеет общекультурную направленность и включает эле­менты знаний, отражающие методы научного познания в физи­ке, обеспечивает понимание диалектики научного познания природы, понимание взаимосвязей научной теории и человече­ской практики.

Таким образом, авторы программы предлагают уже в основ­ной школе изучать материал курса на уровне научных теорий, т.е. на уровне более глубоких обобщений, чем это принято в настоя­щее время в основной школе, полагая, что это не должно увели­чивать учебную нагрузку учащихся и вполне им доступно.

В соответствии с программой в VIII классе изучается классиче­ская механика, а в IX классе - молекулярная физика, электродинамика и некоторые вопросы квантовой физики. Авторы предпо­лагают, что в VIII классе на изучение физики должно быть отве­дено 2 часа, а в IX классе - 3.

 

Содержание курса физики средней (полной) школы

 

Рассмотрим программу для общеобразовательной школы, разработанную Институтом общеобразовательной школы РАО.

Материал курса группируется вокруг фундаментальных физических теории, в соответствии с которыми названы разделы курса: классическая механика (повторительно-обобщающий раздел), молекулярная физика, электродинамика, квантовая физика.

Такая группировка материала позволяет решить целый комплекс педа­гогических задач: во-первых, способствует формированию систе­мы научных знаний, представлений о ФКМ, системы методологи­ческих знаний, научного мировоззрения, теоретического мышле­ния; во-вторых, дает возможность определить место эксперимен­та, в том числе фундаментального, место политехнического и профессионально направленного материала в курсе физики.

 

Структура программы представлена на схеме.

Механика ? Молекулярная физика ? Электродинамика (10 класс)

Электродинамика (продолжение) ? Квантовая физика (11 класс).

 

В содержании курса отражены все элементы физических теорий. Эмпирический базис, модели, система величин, система эм­пирически полученных законов, основные законы, постулаты и принципы, следствия, границы применимости физических зако­нов и теорий, соотношение между теориями различной степени общности.

 

Рассмотрим одну из программ для классов физико- математического профиля. В структурном отношении она близка к программам Е.И.Бутикова, Л.А.Быкова, А.С.Кондратьева, а также С.В Громова.

Курс строится таким образом, что с самого начала его изучения у учащихся форми­руются представления о современной физическом картине мира, в частности, уже во введении к курсу учащимся даются пред­ставления о релятивистских, квантовых, статистических теори­ях, о месте классических теорий в современной ФКМ, о грани­цах их применимости.

 

Материал группируется вокруг фундаментальных физических теории, однако в программе принята отличная от традиционной последовательность их изучения, в соответствии с которой изучаются сначала динамические теории (механика и электродина­мика), а затем статистические (молекулярная и квантовая физика).

Другой стержневой идеей, вокруг которой группируется учебный материал, является идея структурных уровней материи.

 

В содержании курса физики отражены связи между физическими теориями. Связи меж­ду теориями рассматриваются во введении к каждому разделу, а также на обобщающих занятиях после изучения каждого раздела и всего курса в целом. Кроме того, они устанавливаются по ходу изучения материала, в частности при обсуждении границ приме­нимости законов и теорий.

 

 

2. Методологические основы педагогики. Методы и логика педагогического исследования.

Методологические основы педагогики. Методы и логика педагогического исследования.

Объективной основой для разработки педагогических идей является философия. Именно она определяет общий подход, направленность, указывает метод познания педагогических явлений, а потому называется методологической основой педагогики.

Методология — это «система принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности». В педагогике, как и в других науках, методология — организующее начало исследований.

Главным методологическим подходом в педагогике является системно-структурный подход. Согласно этому подходу все, что подлежит изучению, рассматривается как обособленная система, и в ее пределах проводится исследование интересующих педагогов качеств и характеристик. Для всех педагогических систем установлены общие свойства: гибкость, динамичность, вариативность, адаптивность, стабильность, прогностичность, преемственность, целостность.

Большие педагогические системы составляются из меньших подсистем, т. е. организованы по иерархическому принципу. {Например, одна из главных педагогических систем — педагогический процесс — составляется из подсистем: цели, педагоги, ученики, методы, формы, средства. Средства, методы, цели и т. д., в свою очередь, являются также очень сложными образованиями.}

{{К числу важных методологических принципов, направляющих развитие педагогических исследований, относятся личностный и деятельностный подходы. Первый утверждает главной ценностью воспитания личность и требует признания ее уникальности, интеллектуальной и нравственной свободы, права на уважение. Воспитательный процесс направляется на удовлетворение поддерживаемых обществом потребностей личности. При втором подходе исходят из того, что личность формируется и развивается только в деятельности, что требует такой организации последней, при которой все вместе и каждый в отдельности получили максимальные условия для развития своих способностей и дарований.}}

МЕТОДЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Пути (способы) познания объективной реальности принято называть методами исследования. С их помощью каждая наука добывает информацию об изучаемом предмете, анализирует и обрабатывает полученные данные.

Объективность и надежность научных выводов зависят от общего подхода к пониманию сущности изучаемых явлений и процессов. Его обеспечивает философия. Методологической платформой исследования педагогической действительности является философия познания (гносеология).

Характерная черта педагогических процессов — неоднозначность их протекания. Результаты обучения, образования, воспитания, развития зависят от одновременного воздействия очень многих причин. Достаточно изменить влияние даже одного-двух факторов, чтобы результаты существенно разнились между собой.

Педагогические процессы характерны своей неповторимостью.  При повторном исследовании педагог-исследователь уже имеет дело фактически с другим «материалом», да и условия почти никогда не удается соблюсти прежними.

Компенсировать переменчивость педагогических процессов и получить объективные выводы при их изучении можно только одним способом — многократно увеличив число наблюдений. В этом случае недостатки отдельных исследований сглаживаются за счет массовости.

ТРАДИЦИОННО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ (ЭМПИРИЧЕСКИЕ) МЕТОДЫ

К традиционным методам педагогических исследований относят наблюдение, изучение опыта, первоисточников, анализ школьной документации, изучение продуктов ученического творчества, беседы.

Наблюдение. Под научным наблюдением понимается специально организованное восприятие исследуемого объекта, процесса или явления в естественных условиях.

Для повышения эффективности наблюдение должно быть длительным, систематическим, разносторонним, объективным и массовым. Подчеркивая важность метода наблюдения, его доступность и распространенность, необходимо вместе с тем указать и на его недостатки. Наблюдение не вскрывает внутренних сторон педагогических явлений, при использовании этого метода невозможно обеспечить полную объективность информации.

Изучение опыта. В широком смысле это организованная познавательная деятельность, направленная на установление исторических связей воспитания, вычленение общего, устойчивого в учебно-воспитательных системах.

С помощью этого метода анализируются пути решения конкретных проблем, выводятся взвешенные заключения о целесообразности их применения в новых исторических условиях. Он тесно смыкается с другим методом — изучением первоисточников.

{Тщательному научному анализу подвергаются памятники древней письменности, законодательные акты, проекты, отчеты, доклады, постановления  и т. д. Изучаются также учебные и воспитательные программы, уставы, учебные книги, расписания занятий.}

В современном несколько суженном смысле под изучением опыта обычно понимают изучение передового опыта творчески работающих педагогических коллективов или отдельных учителей.

В процессе научно-педагогических исследований изучают школьную документацию, характеризующую учебно-воспитательный процесс. Источники информации — классные журналы, расписания учебных занятий, правила внутреннего распорядка, календарные и поурочные планы учителей, конспекты уроков и т. п.

Изучение продуктов ученического творчества — домашних и классных работ по всем учебным предметам, сочинений, рефератов, отчетов — опытному исследователю скажет о многом. Большой интерес представляют и так называемые «продукты свободного времени», «хобби-занятий».

 Беседа. К традиционным методам педагогических исследований относятся беседы. В беседах, диалогах, дискуссиях выявляются отношения людей, их чувства и намерения, оценки и позиции. Педагогическая беседа как метод исследования отличается целенаправленными попытками исследователя проникнуть во внутренний мир собеседника, выявить причины тех или иных его поступков. Информацию о нравственных, мировоззренческих, политических и других взглядах испытуемых, их отношении к интересующим исследователя проблемам также получают с помощью бесед. Разновидность беседы — интервьюирование. Интервьюирование обычно предполагает публичное обсуждение; исследователь придерживается заранее подготовленных вопросов. Ответы так же готовятся заранее.

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Педагогический эксперимент — это научно поставленный опыт преобразования педагогического процесса в точно учитываемых условиях. В отличие от методов, лишь регистрирующих то, что уже существует, эксперимент в педагогике носит созидательный характер.

Педагогический эксперимент может охватывать группу учеников, класс, школу или несколько школ. Исследования могут быть длительными или краткосрочными — в зависимости от темы и цели.

Педагогический эксперимент требует обоснования рабочей гипотезы, разработки исследуемого вопроса, составления детального плана и строгого его соблюдения, точной фиксации результатов, тщательного анализа полученных данных, формулировки окончательных выводов. Научной гипотезе принадлежит определяющая роль. Эксперимент замышляется и проводится для того, чтобы проверить возникшую гипотезу.

Проводимые педагогами эксперименты многообразны. Их классифицируют по разным признакам: направленности, объектам исследования, месту и времени проведения и т. д. В зависимости от преследуемой цели, различают эксперименты: 1) констатирующие, при которых изучаются существующие педагогические явления; 2) проверочные, уточняющие, когда проверяется гипотеза, созданная в процессе осмысления проблемы; 3) созидательные, преобразующие, формирующие, в ходе которых конструируются новые педагогические явления.

По месту проведения различают естественные и лабораторные педагогические эксперименты.

ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

Тестирование — целенаправленное, одинаковое для всех обследование, которое проводится в строго контролируемых условиях. Оно позволяет объективно измерять характеристики и результаты обучения, воспитания, развития учащихся, определять параметры педагогического процесса.

Выделяются два вида тестов: скорости и мощности.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГРУППОВЫХ (КОЛЛЕКТИВНЫХ) ЯВЛЕНИЙ

Процессы воспитания, образования, обучения имеют коллективный характер. Наиболее часто применяемые методы их изучения — проводимые по определенному плану массовые опросы (анкетирование) участников таких процессов. Широко используются также шкалирование и социометрические методики, сравнительные исследования.

Анкетирование — метод массового сбора материала с помощью специально разработанных вопросников, называемых анкетами. Анкетирование основывается на предположении, что человек откровенно отвечает на заданные ему вопросы.

Сегодня в педагогических исследованиях применяют различные типы анкет: открытые, требующие самостоятельного конструирования ответа, и закрытые, в которых ученикам приходится выбирать один из готовых ответов; именные и анонимные; полные и урезанные; пропедевтические, контрольные и т. д.

Метод изучения групповой дифференциации (социометрический метод) позволяет анализировать внутриколлективные отношения. Школьников просят ответить на вопросы типа «С кем бы ты хотел...» (пойти в туристический поход, готовиться к экзаменам и т. п.). На каждый вопрос дается три «выбора. В результате у одних членов коллектива оказывается наибольшее число выборов, у других — наименьшее. Появляется возможность обоснованно судить о месте, роли, статусе, позиции каждого члена коллектива, выявлять внутриколлективные группировки, их лидеров. Метод позволяет делать «срезы», характеризующие различные стадии формирования отношений, виды авторитета, состояние актива.

 

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ В ПЕДАГОГИКЕ

До последнего времени в педагогической науке хорошо просматривается эмпирическая часть, отражающая богатейший материал наблюдений и экспериментов; имеются теоретические обобщения, завершающие систематизацию материала, но нет пока третьей логической части, характеризующей развитую науку, — математической (структурной).

На пути количественного исследования педагогических явлений немало препятствий, и среди главных — природа и характер педагогических явлений. Они неметричны. Точнее, неметричными они нам кажутся, потому что у нас нет пока измерителей этих явлений. Классический математический аппарат не приспособлен для анализа явлений такой сложности, как педагогические. Преодолевается это препятствие двумя способами: попытками представить явления в таком упрощенном виде, который доступен для анализа традиционными математическими методами, или разработкой и применением новых способов формализованного описания.

Методики статистического метода:

— регистрация — выявление определенного качества у явлений данного класса и подсчет количества по наличию или отсутствию данного качества (например, количество успевающих и неуспевающих учеников);

— ранжирование — расположение собранных данных в определенной последовательности (убывания или нарастания зафиксированных показателей), определение места в этом ряду изучаемых объектов (например, составление списка учеников в зависимости от числа пропущенных занятий и т. п.);

— шкалирование — присвоение баллов или других цифровых показателей исследуемым характеристикам, чем достигается большая определенность. Известны четыре основных градации измерительных шкал: шкалы наименований (или номинальные); шкалы порядка (или ранговые); интервальные шкалы; шкалы отношений.

{Шкалы наименований — самые «слабые», числа и другие обозначения в них используются чисто символически. По сути они представляют собой наименования какого-либо класса объектов. Их единственная математическая характеристика — принадлежность: принадлежит ли исследуемый объект к данному классу или нет. Примерами номинальных шкал можно считать классификации по различным признакам — список специальностей, перечисление характеристик обучаемых, наименования причин неуспеваемости и т. д.

В порядковых (ранговых) шкалах устанавливается порядок следования, отношения «больше» и «меньше», общая иерархия. Примерами их применения служит ранжирование типа «выше ростом», «больше пятерок», «меньше пропусков» и т. д.

«Сильные» шкалы — интервальная и шкала отношений — обладают всеми положительными качествами «слабых» шкал, но при этом интервальная шкала предусматривает определенные расстояния между отдельными (двумя любыми) числами на шкале, а в шкале отношений, кроме того, определена еще и нулевая точка (точка отсчета).}

Все более мощным преобразующим средством педагогических исследований становится моделирование. Научная модель — это мысленно представленная или материально реализованная система, которая адекватно отображает предмет исследования и способна замещать его так, что изучение модели позволяет получить новую информацию об объекте. Моделирование — метод создания и исследования моделей. Главное его преимущество — целостность представления информации.

Моделирование в дидактике успешно применяется для решения важных задач оптимизации структуры учебного материала, улучшения планирования учебного процесса, управления познавательной деятельностью и учебно-воспитательным процессом, диагностики, прогнозирования, проектирования обучения.

Моделирование служит трем полезным целям: эвристической — для классификации, обозначения, нахождения новых законов, построения новых теорий и интерпретации полученных данных; вычислительной — для решения вычислительных проблем с помощью моделей; экспериментальной — для решения проблемы эмпирической проверки (верификации) гипотезы с помощью оперирования с теми или иными моделями. Но, несмотря на всю его привлекательность, а также возможность охватить систему в целом, приходится прибегать к условным схемам, вводить очень много допущений.

Логика педагогического исследования

Любое движение начинается с постановки цели. Цель – это представление о результате. Ставя перед собой цель, человек представляет себе, какой результат он намерен получить, каким будет этот результат. Чтобы получить реальный результат, необходимо применить определенные средства. Для исследователя это методы и процедуры научного познания.

Намечая логику своего исследования, ученый формулирует ряд частных исследовательских задач, направленных на получение промежуточных результатов. Эти задачи в своей совокупности должны дать представление о том, что нужно сделать для достижения цели. Разработка логики, воплощающей стратегию поиска, – сложный процесс, который не только предшествует, но и сопутствует всему процессу исследования, ибо характер, последовательность шагов во многом предопределяются полученными уже в ходе работы результатами и возникшими трудностями.

Логику педагогического исследования можно представить как последовательность этапов научного познания в данной области.

1. Составляется эмпирическое описание. В нем отражаются знания о фактах эффективности и неэффективности тех или иных приемов обучения и воспитания, о трудностях, которые испытывают школьники при изучении учебных материалов, об успешности или неуспешности работы отдельных учителей или педагогических коллективов и т. п.

2. На основе знаний из области философии, педагогики, психологии и других наук создается теоретическое представление об избранном для исследования объекте (теоретическая модель 1). После этого мысленно создается конкретное представление о нем (теоретическая модель 2).

3. Исследователь переходит к созданию нормативных моделей, воплощающих знание о том, какими должны быть преобразованные участки педагогической действительности, усовершенствованная педагогическая деятельность и (в общем виде) что нужно сделать для того, чтобы эту деятельность улучшить.

4. Итогом всей работы является проект будущей педагогической деятельности, в который входят конкретные материалы и рекомендации для использования на практике.