В школьном курсе физики физический эксперимент используют для реализации двух образовательных функций. Первая функция физического эксперимента заключается в создании наглядных представлений, которые являются материалом для дальнейшего анализа определенных физических закономерностей и осмысления содержания изучаемых понятий. Демонстрации на уроках, фронтальные опыты и лабораторные работы должны обогатить представления учащихся о строении окружающего мира и физических явлениях и способствовать развитию воображения учащихся. Использование технических средств на уроках физики стимулирует активность мышления учащихся и направляет по поисковому пути приобретения знаний, когда создается такая ситуация, выход из которой ищут сами ученики.
Вторая функция школьного физического эксперимента состоит в создании практических ситуаций, при которых учащиеся могли бы осуществить умение самостоятельно использовать свои знания. Эксперимент данного рода представлен в школьном курсе физики в виде экспериментальных задач и работ физического практикума.
Кроме того, в ФГОС среднего образования среди основных целей обучения физике указывается цель «приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, простых экспериментальных исследований, прямых и косвенных измерений с использованием аналоговых и цифровых измерительных приборов; понимание неизбежности погрешностей любых измерений».
Несмотря на значимость физического эксперимента, большинство учителей физики практически не применяют его в своей педагогической деятельности. В результате опроса 83 учителей города Смоленска было выявлено, что при рассмотрении нового материала демонстрации физических экспериментов используют около 8%, при закреплении изученного материала экспериментальные задачи применяют около 12%, лабораторные работы при изучении курса физики проводят не более 23% учителей. Кроме этого, совсем не применяются возможности демонстраций по физике при разработке экспериментальных задач, не используются экспериментальные задачи творческого характера при проведении лабораторных работ, учитывающие индивидуальные способности учеников, не анализируется потенциал текстовых физических задач для разработки на их основе экспериментальных.
Анализ курса методики преподавания физики в школе на базе Смоленского государственного университета показал, что формирование технической образованности и методики проведения физического эксперимента ведется вполне успешно. [1] Опрос 115 респондентов выявил, что около 63% студентов успешно усваивают методику проведения физического эксперимента и готовы активно его применять в школе при изучении курса физики. [2] Возникает вопрос и чем же причина такого разногласия? В вузе вроде как все хорошо, а в школе все плохо.
Причиной этого, на наш взгляд, является отсутствие у учителей технической культуры и культуры проведения физического эксперимента. Во-первых, около 70% будущих учителей выбирают физические опыты, имеющие подробные инструкции выполнения. Во-вторых, в результате модернизации школьного образования, современное физическое оборудование отличается от тех образцов, которые изучаются студентами в вузе. Более того, к сожалению, современное физическое оборудование отличается плохим качеством и главный показатель отсутствия качества это большие погрешности приборов, что недопустимо даже при проведении школьного физического эксперимента. Такое оборудование разрушает систему знаний, полученных учителей в вузе, ставит его в тупик и делает посмешищем перед учащимися. В результате он постепенно прекращает проводить демонстрационный эксперимент и отказывается от использования лабораторных работ на занятиях. Кроме того, Министерство образования РФ предполагает внедрение в школу лабораторного и демонстрационного оборудования с использованием компьютера как средства измерения, что позволит не только иллюстрировать содержание учебника, но и проводить исследования в соответствии с современными требованиями. В результате кроме технической культуры учитель должен обладать и информационной культурой, что делает ситуацию еще более плачевной.
Таким образом, на современном этапе школьного образования уже не достаточно учителю обладать технической образованностью и знать методику проведения школьного физического эксперимента, необходимо формировать культуру двух этих процессов. Необходим новый подход к организации учебного процесса в вузе и, что более важно, на курсах повышения квалификации учителей физики.
Существует много разработок в области формирования технической компетентности учителя, но для выполнения основной задачи – формирования технической культуры учителей – требуется разработка новых принципов. При формировании культуры проведения физического эксперимента необходимо больше внимания уделить практической деятельности учителя. Современное физическое оборудование должно стать для учителя средством решения педагогических задач, а не предметом обучения. Для успешного формирования технической культуры необходимо моделировать проблемные ситуации по физическому эксперименту, в которых учителя самостоятельно могут открывать новые знания и усваивать новые приемы деятельности.
На первоначальном этапе необходимо диагностировать уровень сформированности технической культуры [3], т.к. у учителя может отсутствовать даже техническая грамотность и говорить о формировании культуры не имеет смысла. После диагностики учителей необходимо разбить на группы по уровню сформированности технической культуры и предложить дифференцированный курс по повышению уровня технической культуры и культуры проведения физического эксперимента. Начальный уровень данного курса предполагает формирование у учителя технической грамотности. Он должен приобрести достаточно устойчивые навыки работы со школьным физическим оборудованием, изучить их устройство и выполнить все работы школьного физического практикума. Второй уровень предполагает формирование технической образованности. Учитель должен познакомиться с методикой проведения физического эксперимента и изучить опыт ведущих специалистов в данной области, но опять с уклоном в практическую деятельность. В результате учителя приобретут навыки по выбору, анализу и адаптации имеющегося физического оборудования для проведения школьного эксперимента и наглядных демонстраций на уроках. После успешного освоения двух этапов можно будет перейти к третьему этапу, основная задача которого формирование технической компетентности и технической культуры учителя.
Для этого на базе ведущих вузов города необходимо создать учебно-методический центр переподготовки учителей физики. К сожалению, институты повышения квалификации учителей за годы деградации физического обучения в школе полностью дискредитировали себя. На данный момент единственными носителями культуры физического эксперимента являются опытные преподаватели университетов советской высшей школы. Необходимо успеть перенять опыт этих ведущих специалистов иначе культура проведения физического эксперимента может быть безвозвратно утеряна. Эксперты будут проводить консультирование учителей. [4] Предметом консультирования должны стать различные аспекты применения физического оборудования в учебном процессе. Важное внимание необходимо уделить самому процессу проведения физического эксперимента, расчету исследуемых величин и погрешностей измерений, поскольку без этих компонентов не может быть истинной культуры проведения физического эксперимента. Формы консультаций должны быть групповыми и индивидуальными. Необходимо также организовать работу учителей в проблемных и творческих группах. Методические поиски этих групп должны охватывать широкий круг проблем. Во-первых, с помощью экспертов учителя будут проводить анализ деятельности учителей физики, широко использующих физическое оборудование в образовательном процессе. Во-вторых, разрабатывать содержание демонстрационных экспериментов и лабораторных работ на основе требований ФГОС и возможностей того оборудования, которое представлено в каждой школе. В-третьих, совершенствовать формы и методы обучения физике с использованием современного физического оборудования.
Такой активный диалог позволит сформировать культуру проведения физического эксперимента у большинства учителей группы, позволит обменяться педагогическим опытом и сформировать общую концепцию преподавания экспериментальной физики на базе средней школы.
Периодически на базе различных школ города необходимо организовать регулярные семинары, на которых учителя данной школы будут делиться своим опытом использования физического оборудования на уроках физики. При этом учителя будут демонстрировать методические разработки, системы творческих заданий с применением физического оборудования. В рамках семинаров будет осуществляться обсуждение возможностей оборудования данной школы к проведению физического эксперимента, и даваться рекомендации по его максимальному использованию на уроках физики. При этом ведущее значение будет отдаваться экспертам, поскольку они на основе анализа имеющегося школьного оборудования и своего богатого педагогического опыта могут посоветовать различные интересные демонстрационные опыты и лабораторные работы, не отраженные в базовых учебных пособиях, но реализующие основные учебные цели и задачи ФГОС.
Кроме этого, на базе ведущих университетов города необходимо проводить тренинги и организовывать мастер-классы. [5] Они должны носить не теоретический, а практический характер. Ведущие специалисты должны демонстрировать различные физические эксперименты и лабораторные работы школьного практикумы, рассматривать особенности их проведения и оформления, принципы настройки оборудования, обсуждать проблемы, которые могут возникнуть при использовании конкретного физического оборудования в учебном процессе.
Второе направление деятельности учебно-методического центра должно быть связано с формированием технической культуры учителя. Актуальность развития технической культуры учителя в настоящее время определяются необходимостью использования современного физического оборудования в процессе преподавания школьного курса физики. Это обусловлено значительным усложнением объектов изучения и уменьшением интереса современных школьников к материалу курса, а также как показывает практика отсутствию воображения, связанного с низким уровнем кругозора учащихся. Продемонстрировать достижения современной физики и техники, возбудить интерес и расширить кругозор можно только с помощью современных технических средств, а не только вербальными средствами и с помощью доски и мела.
Техническая культура учителя физики предполагает способность учителя самостоятельно осваивать новое физическое оборудование, создать собственную индивидуальную систему применения технических средств на занятиях. Уровень технической культуры учителя физики зависит от степени осознания своей педагогической позиции, творческой индивидуальности, степени освоения технических знаний и умений и методики применения физического оборудования в образовательном процессе.
К сожалению, в большинстве педагогических ВУЗов студентам дается небольшой набор технических знаний и умений, поэтому при дальнейшей работе только у небольшого числа учителей формируется техническая культура. Улучшить положение могут курсы повышения квалификации на базе учебно-методического центра.
Библиографический список
- Киселева О.М. Особенности формирования технической культуры у учителей различных педагогических специальностей / О.М. Киселева, Н.М. Тимофеева, А.А. Быков // Научно-методический электронный журнал “Концепт”. 2013. № 8 (24). С. 11-15.
- Быков А.А. Особенности формирования информационной компетентности студентов строительных специальностей на базе подготовки в классическом университете / А.А. Быков, Н.М. Тимофеева // Фундаментальные исследования. 2014. № 5-2. С. 341-344.
- Киселева О.М. Готовность педагогов к применению методов математического моделирования в образовательном процессе/ О.М. Киселева, А.А. Быков //Интернет-журнал «Науковедение», 2014, №1 (20) [Электронный ресурс]-М.: Науковедение, 2014 -.- Режим доступа: http:// http://naukovedenie.ru/PDF/97PVN114.pdf, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус., англ.
- Быков А.А. Анализ подготовки абитуриентов к изучению курса физики в техническом вузе /А.А. Быков, Д.Ю. Коноплев, О.М. Киселева // Фундаментальные исследования. 2013. № 10-13. С. 2944-2948.
- Быков А.А. Моделирование процесса экстраполяции импульсных сигналов по накопленной ошибке в электрорадиотехнике /А.А. Быков, О.М. Киселева //Перспективы развития информационных технологий. 2011. № 5. С. 121-126.