Реализация технологии подготовки студентов и школьников по физике на основе опережающей самостоятельной работы средствами многоуровневого физико-технологического учебно-методического комплекса
Е.В. Полицинский
Аннотация
Важное место в процессе модернизации российского образования занимают вопросы развития технического образования. Сегодня государственная политика предусматривает опережающее развитие системы среднего профессионального образования, создание эффективной системы профессиональной ориентации молодежи; повышение престижа инженерных профессий; квалификации и качества подготовки как инженерных кадров, так и технических специалистов со средним образованием.
Физика - фундамент современной техники. Это основа подготовки не только современного инженера, но и специалиста, имеющего среднее образование в области техники и промышленных технологий. Однако современные молодые люди имеют, как правило, невысокую мотивацию к изучению физики и в целом к получению технического образования. Физика остается одним из наиболее трудно усваиваемых в школе учебных предметов. Большинство современных школьников считают физику сложной, непонятной, неинтересной. Среди причин - нехватка отведенных на изучение физики часов при достаточно высоких требованиях выраженных, прежде всего, в умении решать различные физические задачи.
Переход на двухуровневую систему обучения в вузе и, как следствие, существенное (в два раза и более) уменьшение аудиторного времени на изучение физики не позволяет использовать классический подход к обучению. Сохранить при этом в прежних объемах, например, лекционный курс по общей физике становится крайне сложно.
В статье описана разработанная технология подготовки студентов и школьников по физике на основе опережающей самостоятельной работы, для реализации которой используется многоуровневый физико-технологический учебно-методический комплекс (МФТ УМК); структура, содержание и характеристики комплекса, опыт его применения; приведены результаты экспериментальной работы. Обоснована перспективность разработки и внедрения в педагогических вузах курса по созданию подобных УМК студентами в рамках проектной деятельности, что позволит успешно формировать широкий спектр профессиональных компетенций будущих учителей, способствовать быстрой и успешной адаптации их в будущей профессиональной среде.
Ключевые слова: физика, технология подготовки школьников и студентов на основе опережающей самостоятельной работы, задачи, практико-ориентированный подход, мотивация к обучению, многоуровневый физико-технологический учебно-методический комплекс.
Abstract
IMPLEMENTATION OF TECHNOLOGY OF PREPARATION OF STUDENTS AND SCHOOLCHILDREN IN PHYSICS BASED ON ADVANCED INDEPENDENT WORK BY MEANS OF MULTI-LEVEL PHYSICAL-TECHNOLOGICAL EDUCATIONAL AND METHODOLOGICAL COMPLEX
E. V. Politsinsky
The development of technical education has an important place in the process of modernization of Russian education. Today, State policy provides the advance development of the system of secondary vocational education and the creation of an effective system of vocational guidance for young people; increasing the prestige of engineering professions; qualification and quality of training, both engineering and technical specialists with secondary education.
Physics is the foundation of modern technology. It is the basis of training not only a modern engineer but also a specialist with secondary education in the field of technology and industrial technologies. However, modern young people tend to have little motivation to study physics and generally to receive technical education. Physics remains one of the school's most difficult-to-learn teaching subjects. Most modern schoolchildren consider physics complex, incomprehensible, not interesting. Among the reasons is the shortage of hours allocated for the study of physics with sufficiently high requirements expressed, first of all, in the ability to solve various physical problems.
The transition to a two-level system of study at the university and as a result a significant (two or more times) reduction of the academic time for the study of physics, does not allow using the classical approach to training. At the same time, it becomes extremely difficult to keep in the previous academic hours, for example lecture courses on general physics.
The article describes the developed technology of training students and schoolchildren in physics on the basis of leading independent work for implementation, which uses a multilevel physical and technological educational and methodological complex; structure, content, and characteristics of the complex, the experience of its application; results of experimental work are given. The prospect of developing and introducing in pedagogical universities a course on the creation of such textbooks by students within the framework of project activities is justified, which will allow to successfully form a wide range of professional competences of future teachers, contribute to their rapid and successful adaptation in the future professional environment.
Keywords: physics, technology for preparing schoolchildren and students on the basis of advanced independent work, tasks, a practice-oriented approach, motivation for learning, a multi-level physical-technological educational-methodical complex.
Основная часть
Сокращение числа часов, отведенных на преподавание основ естествознания, привело к тому, что оказалось практически невозможным на базовом уровне реализовывать качественную подготовку школьников по физике. Средний балл ЕГЭ по физике в течение последних нескольких лет составляет 50-54 балла. Из опроса 226 выпускников общеобразовательных учреждений Кемеровской области (20122019 гг.), сдавших ЕГЭ по физике более чем на 54 балла, 205 выпускников (90,7%) дополнительно занимались на курсах по подготовке к ЕГЭ или (и) пользовались услугами репетиторов. Изучение опыта реализации данных образовательных услуг показывает, что чаще всего такая работа сводится к следующей схеме: напоминание ученику основных законов, связей между физическими величинами (как правило, предлагается под запись предварительно подготовленный преподавателем краткий конспект) и далее разбираются конкретные задания ЕГЭ в соответствии с темой занятия. То есть имеет место «натаскивание» учащихся, нацеленное на решение как можно большего количества разнообразных заданий ЕГЭ.
По мнению преподавателей (37 из 41 опрошенного) естественнонаучных и общеинженерных дисциплин вузов Томска, Новосибирска, Кемерово, Юргинского технологического института Национального исследовательского Томского политехнического университета (ЮТИ НИ ТПУ), большинство студентов первого курса, имеющих средние и выше средних результаты ЕГЭ, не обладают в полном объеме навыками и умениями, необходимыми для полноценного усвоения естественнонаучных и общеинженерных учебных курсов. В Томском политехническом университете в течение многих лет для студентов первого и второго курсов проводились выравнивающие курсы по физике, химии, математике для решения данной проблемы.
Из посещения уроков естественнонаучных предметов в общеобразовательных школах следует, что:
* как правило, уроки информационно перегружены, причем преобладает в той или иной форме передача готовых знаний от учителя ученикам. Обучение учащихся приемам переработки и систематизации учебного материала через конспект в лучшем случае носит эпизодический характер;
• на решение в классе даже ключевых, стандартных задач отводится недостаточно времени. Часто решение задач носит формальный характер, решение - ради решения. Хотя помочь научиться учащимся решать задачи по физике наиболее эффективно можно, организовав обучение именно деятельности по решению физических задач;
• дифференцированный и индивидуализированный подход к обучению не систематизирован, на практике реализуется слабо. Как правило, уроки заканчивается сообщением стандартного, одинакового для всех домашнего задания (параграф учебника, вопросы, задачи из учебника, задачника);
• недостаточное внимание уделяется формированию навыков и умений самостоятельной работы. Среди факторов, отрицательно влияющих на эффективность и производительность самостоятельной работы, можно выделить отсутствие либо недостаточную сформированность у значительной части обучающихся информационных (умение работать с различными источниками информации, находить и перерабатывать необходимую информацию и т. д.), организационных (умение оптимально организовать свою самостоятельную работу) и рефлексивных навыков и умений.
Одним из существенных изменений в отечественном образовании является необходимость активизации познавательной деятельности обучающихся. В настоящее время доля часов, отведенных на самостоятельную работу, существенно увеличена при сокращении числа часов, выделенных на аудиторные занятия. Это приводит к тому, что повысить качество образовательного процесса можно только за счет оптимизации методов обучения и внедрения новых образовательных технологий. Одним из путей такой оптимизации может стать целенаправленное формирование навыков и умений самостоятельной работы обучающихся.
Различным аспектам самостоятельной работы как школьников, так и студентов посвящено огромное количество исследований. Самостоятельная работа является основой деятельностного подхода к обучению.
Знаменитый немецкий педагог Адольф Дистервег писал: «Развитие и самообразование не могут быть даны или сообщены. Всякий, кто желает к ним приобщиться, должен достигнуть этого собственной деятельностью, собственными силами, собственным напряжением. Извне он может получить только возбуждение... » [1, с. 118]. Писатель Н. А. Рубакин заметил: «Всякое настоящее образование добывается путем самообразования. .Все, что делаешь и чего добиваешься самолично, по своей воле и желанию, - это залезет в голову всего крепче.» [2, с. 52].
Необходимость опережения при обучении школьников одной из первых обосновала и реализовала на практике С. Н. Лысенкова. Важнейший элемент ее методики - опережающее обучение - состоит в предварительном пробном изучении наиболее трудного материала задолго до его прохождения по программе [3].
Очевидно, что современный подход к обучению заключается в построении его на технологической основе. Мы убеждены в том, что деятельность преподавателя должна состоять в проектировании, организации и психолого-педагогической поддержке учебной деятельности обучающихся, а не в передаче им готовых знаний. Одним из наиболее эффективных в современных условиях решений отмеченных выше проблем является реализация технологий подготовки на основе опережающей самостоятельной работы, одновременно позволяющей успешно формировать как предметные и общеучебные навыки и умения (у школьников и студентов), так и профессиональные компетенции у студентов средних и высших учебных заведений. Кроме того, оказывать положительное влияние и на развитие значимых личностных качеств обучающихся (обязательность и аккуратность, целеустремленность, уверенность в себе, умение отстаивать и аргументировать свое мнение, критически подходить к оценке собственной деятельности и другие).
Основу авторской технологии подготовки студентов и школьников по физике на основе опережающей самостоятельной работы составляют:
• методика активизации познавательной деятельности студентов на лекционных занятиях (школьников на занятиях по изучению нового материала) [4];
• методика обучения студентов и школьников решению физических задач на основе деятельностного подхода [5];
• методика работы в лаборатории с использованием задач-сопровождений на каждом этапе (предварительная подготовка к лабораторной работе, проведение эксперимента, обработка результатов, задачи контроля и самоконтроля) [6].
Как уже было отмечено, важнейшим видом учебной деятельности является грамотно организованная самостоятельная работа. Студентам самостоятельно предлагается перед лекцией проработать материал по теме предстоящей лекции. Они могут воспользоваться методическими печатными и электронными пособиями лектора, дополнительными материалами. Аналогичная работа проводится и с учащимися. Лектор (учитель) начинает лекционное занятие (занятие по изучению нового материала) с выяснения объема полученных самостоятельно знаний по теме будущей лекции, степени понимания представленного материала, определения проблемных точек. На лекции студенты дополняют свои конспекты, задают вопросы, участвуют в организуемых преподавателем проблемных беседах. Каждая лекция сопровождается презентацией, которая помимо текстовой информации, иллюстраций и учебных видеороликов содержит интерактивные модели и стенды, позволяющие не только обеспечивать наглядность, но и более глубоко изучать сложные физические явления и процессы.
Процесс изучения физики в средней и высшей школе нельзя представить без решения задач. Решение задач - важнейший вид учебной деятельности в процессе обучения точным наукам. Решение физических задач:
• позволяет понять и запомнить основные законы, связи между физическими величинами, создает представление об их характерных особенностях и границах применения;
• развивает умения и навыки использования общих законов для решения конкретных, практических вопросов.
Умение решать задачи является лучшим критерием оценки глубины изучения учебного материала и его усвоения.
В нашем понимании физическая задача - это выраженная с помощью информационного кода (текстового, графического, образного и т. д., их комбинаций) проблемная ситуация, требующая от учащихся для ее решения мыслительных и практических действий на основе законов и методов физики, направленная на овладение знаниями и умениями по физике, на развитие мышления и на понимание физических закономерностей [7; 8].
Методика обучения студентов и школьников решению физических задач предполагает [5]:
• решение задач по определенной теме как поэтапную самостоятельную деятельность ученика (студента);
• решение отдельной задачи по алгоритмическим предписаниям, разработанным учениками (студентами) совместно с преподавателем для данного типа задач;
• выяснение затруднений в действиях по решению задач;
• обучение несформированным действиям на основе индивидуального прорешивания задач, предлагаемых преподавателем (качественных, графических, задач-рисунков, задач на анализ физической ситуации).