Краткое описание опыта работы учителя физики Гаряева А.В. по развитию теоретического понятийного мышления учащихся
Мир, окружающий человека, чрезвычайно сложен и многообразен. Пытаясь объяснить его устройство и происхождение, человек с давних пор создавал различные модели, как всей Вселенной, так и частные, объясняющие конкретные природные явления. Бытует мнение, что, обладая необходимым инструментарием, каждый может смоделировать всё что угодно.
Наше же исследование показывает, что обладание современными методиками и инструментами, является лишь необходимым, но не достаточным условием, для достижения планируемого результата. Достаточным и необходимым условием является развитое теоретическое мышление исследователя на материале той науки, в сфере которой находится предмет исследования.
Развитие теоретического мышления должно проходить следующие этапы:
1.Овладение методами теоретического мышления, такими как мысленный эксперимент, моделирование, идеализация, восхождение от абстрактного к конкретному, формализация. На данном этапе находят также продолжение своего развития общелогические методы, в том числе и аналогия. Этот этап занимает период с 7 по 8 класс. Проходит в рамках факультативного курса «Теоретические методы решения физических задач».
2.Овладение обще-частными методами решения физических задач, такими как кинематический, динамический, законы сохранения, расчёта физических полей, дифференцирования и интегрирования, симметрийный и статистический анализы. На данном этапе свое дальнейшее продолжение развития получают теоретические методы познания природы, в особенности метод моделирования (через овладения методами анализа размерности, метод оценки, метод исследования предельных случаев и т.д.) и общелогические методы. Этот этап занимает период с 9 по 11 класс. Проходит в рамках факультативного курса «Математическое моделирование природных процессов и систем».
3.Овладение компьютерными технологиями для конечного пользователя в форме инструментальных средств в 9-11 классе. В нашем случае использовалась система визуального проектирования и математического моделирования «Stratum 2000», а также разработанные на её основе модельные лабораторные работы, модельные демонстрации, модельные конструкторы, обучающие сценарии входящие в состав обучающей системы «Виртуальная физика» (разработка РЦИ ПГТУ).
На данном этапе осваиваются методы компьютерного моделирования природных процессов и систем, а также численные методы решения задач. Свое дальнейшее развитие получают теоретические и общелогические методы познания, но в новом технологическом преломлении. Этот этап также занимает период с 9 по 11 класс. Проходит в рамках факультативного курса «Компьютерное моделирование физических процессов и систем».
Наличие данной системы последовательных курсов позволяет избежать несколько серьезных недостатков, существующих в современных системах обучения моделированию:
- отрыва модели от своего материального прототипа, то есть подмене его таким искусственным объектом, порой имеющим с реальным объектом мало общего в его существенных свойствах и отношениях;
- формализма применения математических средств, для анализа тех или иных природных явлений, то есть когда во главу угла поставлен сам метод познания, а не существо проблемы исследования. Для этого учащиеся учатся сначала строить физические модели природных явлений, а уже после этого их математические и компьютерные модели;
- необоснованной сложности предлагаемых задач на первом этапе обучения, через систему последовательных курсов, которые адаптированы для возрастных и интеллектуальных особенностей учащихся.
Как же предполагается развитие теоретического мышления учащихся всего класса, если основная часть данной деятельности лежит в инвариантной части учебной программы по физике, то есть, другими словами, в эту деятельность включена лишь часть класса? Это осуществляется по двум направлениям:
а) Изменение методов преподавания – переход от объяснительно-иллюстративного (репродуктивного) метода, эксплуатирующего сложившийся к этому времени уровень мышления ученика, к методам деятельностным, направленным на развитие, как эмпирического, так и теоретического мышления ученика.
б) Изменение методики преподавания – внедрение в учебную деятельность групповой технологии взаимодействия учителя и ученика, и учеников между собой. Это предполагает не только обмен информацией между учениками, но и теми новыми методами работы с этой информацией, которые были приобретены теми, кто дополнительно посещает занятия факультатива.
Всё это, в совокупности, позволяет в той или иной мере вести непрерывную и целенаправленную работу по развитию теоретического мышления каждого ученика.
Для достижения поставленной цели были разработаны соответствующие учебные пособия, в разработке которых непосредственное участие принимали учащиеся Гаряева Александра Владимировича. Методология данных продуктов была описана в книге «Развитие теоретического мышления учащихся», которая на Всероссийском конкурсе «Педагогические инновации» в 2004 году стала победителем и была награждена медалью «Януша Корчака»
Компьютерные модели по физике
Материалы были представлены на следующих конференциях:
1. Областная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы становления гимназического образования в Пермской области». 27-28 ноября
2. 8 научно-практическая конференция преподавателей и сотрудников ПОИПКРО, работников образовательных учреждений. 7 апреля
3. 10 научно-практическая конференция преподавателей и сотрудников ПОИПКРО, работников образовательных учреждений. 19-20 апреля
4. 4 региональная научно-практическая конференция «Инновационные процессы в образовании Пермской области: проблемы и перспективы». 27-30 марта
5. II региональный форум «Педагогический Олимп – 2003». 23-25 апреля 2003 года в г. Березники. Тема мастер-класса «Восхождение от абстрактного к конкретному на учебных занятиях по физике».
6. 9 региональная научно-практическая конференция «Модернизация образования и развивающее обучение». 27-28 апреля
7. III региональный форум «Педагогический Олимп – 2005». 28-29 апреля
8. Научно-практическая конференция «Использование информационно-коммуникационных технологий в обучении». 15-16 марта
Были опубликованы следующие работы:
1.«Обучение в группах гетерогенного состава как средство развития теоретического мышления учащихся». Сборник материалов областной научно-практической конференции «Актуальные проблемы становления гимназического образования в Пермской области». Пермь: ПОИПКРО. 1997. 46-47с.
2. «Развитие теоретического мышления учащихся на уроках физики». Сборник материалов научно-практической конференции «Инновационные процессы в образовании Пермской области: проблемы и перспективы». Пермь: ПОИПКРО. 2001. 91-92с.
4. Интерактивная обучающая система для среднего и высшего образования «Виртуальная физика» (в соавторстве). Пермь: РЦИ ПГТУ. 2001.
5. Электронный учебник «Виртуальная школа» (в соавторстве). Пермь: РЦИ ПГТУ, Департамент Образования Пермской Области. 2002.
6. «Мысленный эксперимент на учебных занятиях по физике». Сборник научных, проектных, методических материалов «Летняя проектная школа 2001 года». Пермь: ПОИПКРО, 2002. 72-87с.
7. «Что такое понятия?». Научно-методический сборник «Развитие способностей к построению понятий и интерпретации текстов у учащихся гимназических классов. Часть 3». Пермь: Информационный центр МОУ «Гимназия №7». 2003. 4-15с.
8. «Метод восхождения от абстрактного к конкретному на учебных занятиях по физике». Сборник научных, методических и проектных материалов «Летняя проектная школа - 2003». Пермь: Изд-во ПОИПКРО, 2003. 52-89 с.
9. «Моделирование на учебных занятиях по физике». Сборник материалов научно-практической конференции «Модернизация образования и развивающее обучение». Пермь: ПОИПКРО, 2004. 33-56с.
10. Электронное учебное пособие «1 С: Школа. Физика, 7 – 11 классы. Библиотека наглядных пособий». Москва: Министерство образования Российской Федерации, ГУРЦ ЭМТО, ООО «Дрофа», ЗАО «1С», ЗАО НПКЦ «Формоза – Альтаир», РЦИ Пермского ГТУ. 2004.
11. «Компьютерное моделирование – очередная мода или новый инструмент школьного педагога?» Сборник «Методические рекомендации по использованию информационно-коммуникационных технологий в школе технологического профиля». – Пермь: издательство ПРИПИТ, 2004. 105-110 с.
12. Физическое, математическое и компьютерное моделирование природных процессов и систем на уроках физики – Пермь: ПОИПКРО, 2005. – 60 с.
13. «Физическое, математическое и компьютерное моделирование природных процессов и систем на уроках физики». Сборник статей и материалов 10 научно-практической конференции ПОИПКРО. – Пермь: ПОИПКРО, 2005. 116-125 с.
14. «Физическое, математическое и компьютерное моделирование природных процессов и систем на уроках физики». Научный журнал «Вестник Пермского государственного педагогического университета» №2. Пермь: Изд-во ПГПУ. 2006. 135 – 148 с. – (Серия «Информационные компьютерные технологии в образовании»).
15. «Компьютерное моделирование устройства, работы и движения автомобиля» (соавторы Дубровских Т., Загоскин М.). Сборник «ХХVI краевой конкурс исследовательских работ учащихся «Дерзание» в области естественно-математических наук»./Сост. П. А. Шевченко. Изд-во НП «Центр развития одаренности». – Пермь, 2006. – 28 с.
16. «Метод аналогии на учебных занятиях по физике (методические рекомендации). Пермь: ПОИПКРО, 2007. – 13 с.
18. «Построение понятий и их развитие на уроках физики». Статья опубликована на сайте фестиваля «Открытый урок», на компакт-диске и в сборнике тезисов в разделе «Преподавание физики» 2006/2007.
19. «Методика проведения гидродинамической аналогии на учебных занятиях по физике». Статья опубликована на сайте фестиваля «Открытый урок», на компакт-диске и в сборнике тезисов в разделе «Преподавание физики» 2006/2007.
20. «Метод аналогии на учебных занятиях по физике». Сборник материалов научно-практической конференции ПКИПКРО «Проблемы содержания, организации профильного обучения и некоторые пути их решения». – Пермь, 2007. – с. 87-97.
21. «Моделирование движения связанных тел». Статья опубликована на сайте фестиваля «Открытый урок», на компакт-диске и в сборнике тезисов в разделе «Преподавание физики».
22. «Метод восхождения от абстрактного к конкретному на учебных занятиях по физике». Статья опубликована на сайте фестиваля «Открытый урок», на компакт-диске и в сборнике тезисов в разделе «Преподавание физики».
