Конструирование содержания задачных ситуаций по физике в контексте формирования методологической культуры учащихся

КОНСТРУИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЗАДАННЫХ СИТУАЦИЙ ПО ФИЗИКЕ В КОНТЕКСТЕ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ УЧАЩИХСЯ

THE DESIGN OF THE CONTENT OF TASK SITUATIONS IN PHYSICS IN THE CONTEXT OF FORMATION OF METHODOLOGICAL CULTURE OF STUDENTS

В.И. Тесленко, E.A. Кулешова

V.l. Teslenko, E.A. Kuleshova

Задача, задачная ситуация, методика, методология, методологическая культура, методологическое мировоззрение; обучение, физическая задача. В статье рассматривается формирование методологической культуры учащихся через конструирование за-дачных ситуаций по физике. Проводится анализ различных исследований по проблеме развития методологической культуры через развивающие задания по физике. Развивающие задания раскрываются на основе уровневого подхода к усвоению содержания учебного материала с учетом рассматриваемых физических ситуаций. Задания структурно представлены в виде систематизирующих таблиц на основе методов научного познания.

Task, task situation, method, methodology, methodological culture, methodological worldview, education, physical task.

Thearticle discusses the formation of methodological culture of students through the design of task situations in physics. The analysis of various studies on the development of methodological culture through developing tasks in physics is presented. A developmental task is disclosed on the basis of a tiered approach to mastering the content of the training material with regard to the considered physical situations. The tasks are structurally represented as ordering tables based on the methods of scientific cognition.

В нормативном сопровождении Федерального государственного образовательного стандарта - Фундаментальном ядре содержания образования (2009) - определены базовые национальные ценности, которые составляют основу воспитательного и обучающего пространства общеобразовательной школы. К традиционным источникам таких ценностей относится наука, формирующая у учащихся такие фундаментальные понятия, как познание, истина, научная картина мира, экологическое сознание и т. д. Выделенные фундаментальные понятия представляют целую систему, которая является культурной нормой для становления у обучаемых методологической культуры. Но как культурная норма методологическая культура у школьников не может возникнуть стихийно, она «при-

сваивается» готовой, как теоретическое обобщение [Сауров, 2006, с. 192]. Обучение учащихся такому обобщению функционально задает проблемное поле для поиска методов и приемов процедур познания и учебно-познавательных действий. В связи с вышесказанным актуальность проблемы, рассматриваемой в данной статье, не вызывает сомнения.

Различают уровни методологии: философская, междисциплинарная, частнонаучная. Мы остановились на частнонаучном уровне и рассматриваем формирование методологической культуры учащихся в процессе обучения физике.

Как показывает анализ исследований, методика обучения учащихся физике характеризуется двумя значительными факторами: эволюцией её общей методологии и развитием методов

<

m

Щ

I %

С и

о

ь

X

к

W m H

и

Рч < ^

о ^

о о ^ h о Q

£

W H

S о

Рч

w

о §

X

«

«

и w

V

S

ь

l-ч

<с

ri w с

« S

д

H U

W PQ

познания окружающего мира [Там же]. При этом можно отметить, что при обучении физике в школах не уделяют должного внимания приобретению учащимися практических умений и навыков по усвоению норм системы методологических знаний. Современному учителю физики необходимо соответствовать тем требованиям, которые предъявляются к школьному физическому образованию, воплощая на практике концепцию непрерывного образования и привития учащимся тяги к процессу познания, желанию получать системные знания. Выполнение этих задач наполняет новым смыслом процесс формирования методологической культуры учащихся на основе развивающих заданий при обучении физике, так как при их решении изучаются и формируются основные правила, методы научного познания, конкретные способы получения знаний и образцов деятельности [Тесленко, 2012, с. 144]. Все вышесказанное еще раз подтверждает актуальность данной статьи и её новизну.

Анализ психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования позволил нам придерживаться следующих определений понятий: методология - учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности; методологическая культура - многообразные формы и методы познавательной и практической деятельности; методологическая культура - особая форма деятельности, пережитая, переосмысленная, выбранная, простроенная самим обучаемым на основе личностно-профессионального самоизменения [Щедровицкий, 2004, с. 368]; задача -поставленная цель, которую стремятся достигнуть; вопрос, требующий решения на основании определенной системы знаний.

Существует большое количество видов учебно-познавательной деятельности по физике, которые способствуют становлению методологической культуры. В рамках исследуемой проблемы мы операционализировали деятельность обучаемых при решении физических задач, то есть представили её в виде системы действий, связанных с реализацией следующих умений [Там же].

1. Применять при объяснении физических ситуаций такие методологические знания: различать физический объект и его модель, законы, постулаты; использовать при решении методы научного познания (факты - модель - следствия - эксперимент).

2. Использовать: теоретические и экспериментальные методы познания; экспериментальные факты для показа критериев истинности знаний.

3. Иллюстрировать истинность теоретических положений и связь науки и техники.

4. Проводить измерение физических величин и вычислять погрешности.

5. Различать фундаментальные научные понятия и отделять объекты природы от объектов науки.

6. Интерпретировать результаты эксперимента и решения задач.

Выделенная система умений обусловлена многоаспектностью становления методологической культуры учащихся, так как данный процесс затрачивает все формы сознания: моральное, эстетическое, научное, правовое. В школе оно носит междисциплинарный характер, но именно физика играет важнейшую роль в правильном понимании многих методологических проблем при анализе различных информационных потоков научного и псевдонаучного содержания.

Поэтому последовательное раскрытие соответствующих аспектов методологической культуры на протяжении всего курса физики и становление у школьников методологической культуры должны стать сегодня приоритетными в преподавании физики. В основе становления методологической культуры лежит ряд принципов, с одной стороны, отражающих её специфику, а с другой - хорошо согласующихся с общими принципами дидактики. К числу основных можно отнести принципы: интеграции, взаимосвязи, непрерывности и систематичности.

Ядро содержания методологической культуры составляют: научная система знаний (научные факты, понятия, законы, модели объектов и явлений, гипотезы, принципы, теории); характер

развития науки; методы и методики исследования; процедуры деятельности.

Существенную часть ядра методологической культуры составляют знания, приобретенные на занятиях по физике. Изучение школьного курса дает учащимся представления о целостности окружающего мира, взаимосвязанность и взаимообусловленность происходящих в ней процессов, причинно-следственных связей природных явлений.

Методика обучения физике в основном имеет дело с искусственными объектами и явлениями, т. е. с деятельность!ми объектами. Решая физические задачи для формирования выделенных умений, методика физики должна использовать эффективные методы и приемы для организации учебной деятельности учащихся в контексте становления методологической культуры. Одним из важных элементов учебной деятельностиучащихсявучебно-воспитательном процессе при изучении физики является решение задач. За время обучения в школе учащиеся решают очень много физических задач и затрачивают на них примерно треть всего учебного времени. И это правомерно: без решения задач курс физики не может быть усвоен. Физические задачи в основном используют: а) для выдвижения проблемы и создания проблемной ситуации; б) сообщения новых сведений; в) формирования практических умений и навыков; г) проверки глубины и прочности знаний; д) закрепления, обобщения и повторения материала; е) развития творческих способностей учащихся и др.

Методика решения задачи зависит от многих условий: от ее содержания, подготовки учащихся, поставленных перед ними целей и т. д. Тем не менее существует ряд общих для большинства задач положений, которые следует иметь в виду при их решении.

Главное условие традиционного решения задачи - знание учащимися физических закономерностей, правильное понимание физических величин, а также способов и единиц их измерения. К обязательным условиям относится и математическая подготовка учеников. Формулировка задачи имеет большое значение. Она, как

правило, должна быть ясной и логичной. Основные и существенные данные и требования ее должны выступать на первый план, не заслоняя побочными обстоятельствами.

Анализируя задачу, определяют, какие правила, формулы или закономерности следует применить в данной конкретной физической ситуации. Это составляет главную трудность для учащихся. При анализе задачи должны выделяться и то общее, что относит ее к тому или иному типу, и то особенное, что составляет ее характерную черту. Успешное усвоение общих правил и предписаний возможно только в процессе активной деятельности учащихся, особенно при решении проблемных и творческих задач [Тесленко, Латынцев, 2011, с. 98].

Большое значение для формирования у учащихся навыков решения задач имеют единые требования к технике оформления записей, усвоение приемов рациональных вычислений и т. д. Большинство задач решают в общем виде, а уже затем производят числовые расчеты. Это экономит время, так как промежуточные числовые вычисления могут оказаться лишними.

На первой ступени обучения (основная школа) перевод физических данных задачи в одну систему единиц выполняют арифметически, а затем школьников приучают пользоваться общим правилом, когда наименование величин подставляют в конечную формулу и производят алгебраические преобразования. Следующий этап - выполнение вычислений. На них нередко тратят много времени. Происходит это главным образом из-за неумения применять математические знания на практике. Поэтому при решении задач, как правило, рассматривают физическую сторону задачи, а затем ищут пути и средства рациональных математических вычислений.

Анализ представленного общего подхода к решению физических задач позволяет сделать следующий вывод: выделенная методика традиционно применяется при решении задач, но она практически не направлена на формирование методологической культуры учащихся [Тесленко, Аёшин, 2014, с. 126]. Нами была разра-

<С £

С т

о

ь

к ^

м т н о

Рч

о ^ о о

О Й

3

м н к о

Рч

м

0

1

к

а

«

о м

V

к

ь

1-4

<с «

м с

X

Н

и

щ м

ботана система заданий развивающего характера, которую мы рассматриваем как средство формирования методологической культуры учащихся. Отличительная черта предложенной системы состоит в том, что к задачам уже дается решение и учащиеся знают ответ на задание в целом. Выделим основные особенности данной системы:

- отказ от авторитарного стиля обучения при помощи специальных инструкций и возможном выборе индивидуального стиля обучения;

- показ множественности взаимосвязей каждого объекта в ситуации;

- формирование умения обоснованно принимать свои решения;

- воспитание активности и инициативности;

- получение коллективно согласованного вывода;

- формирование умения рассматривать объект или явление в постоянном движении и развитии.

Одно из таких заданий представлено ниже. К задаче предлагаются дополнительные разноуровневые задания, которые учащиеся выбирают индивидуально.

I. Содержание задачи и требование к решению

Капли дождя, падающие отвесно, образуют на окне горизонтально движущегося автобуса полосы под углом а = 30° к вертикали. Какова скорость падения капель, если автобус движется прямолинейно с постоянной скоростью и= 5,0 м/с?

Задание: 1) проведите анализ ситуации и сопоставьте его с реальными явлениями, наблюдаемыми вами; 2) выделите факты в задачной ситуации.

II. Решение

По условию задачи капли дождя падают отвесно, перпендикулярно горизонтальной поверхности Земли. В ситуации когда автобус будет стоять неподвижно, капли на окне будут образовывать вертикальные (отвесные) линии. На окне движущегося со скоростью и автобуса дождевые капли образуют полосы равного наклона. Относительно движущегося автобуса дождевые капли имеют скорость автобуса (в обратном направлении движения автобуса) и падают под углом а

таким образом, что £да = -у- .

I

Откуда скорость падения капель \/к = ^^.

м

С I м м

Подставим численные значения vк = ^до = 5 * Л/3 — = 8,7—,

III. Дополнительные задания к задаче

1. Задание на исполнение стимулирующих звеньев * Как повлияет на результат ответа сопротивление воздуха? * Сравните скорость капли и скорость автобуса. Сделайте вывод. * Предложите экспериментальный метод исследования задачи. 2.Задание на преобразование и реконструкцию * Решите задачу в системе отсчета, связанной с автобусом. Определите границы применимости законов движения. * Найдите свой ход решения. Составьте его подробный план, используя логическую цепочку: факты - гипотеза - модель - следствие - эксперимент.

3. Задание на построение и соотнесение 4. Задание на усложнение

* Постройте график зависимости угла па- и прогнозирование

дения капли а от величины скорости автобу- * Как вы думаете, при каких условиях:

са и. 1) капля долетит до земли; 2) попадет на

* Выполните для этого ряд мыслитель- стекло?

ных операций по составлению плана дей- * Начертите траекторию движения кап-

ствий и реализации каждого пункта. ли для 1 и 2 случаев.

VI. Выберите уровень сложности дополнительных заданий, где Б - базовый уровень, П - повышенный уровень

Номер задания 1 2 3 4

Уровень знаний Б Б Б П

Балл 3 3 3 4

Разработанная нами система развивающих заданий по физике апробируется в настоящее время в процессе обучения учащихся в среднем образовательном учреждении.

Анализ выделенной проблемы и результатов педагогического эксперимента позволяет сделать вывод: одной из целей школьного физического образования является формирование у учащихся методологической культуры. В процессе её становления у школьников формируется целостный образ физических явлений в виде совокупности наиболее общих фундаментальных признаков, характеризующих отношения человека к окружающему миру.

Ознакомление учащихся с методами научного познания в ходе решения учебных разноуровневых задач способствует становлению методологической культуры учащихся, которая создает базу для их успешного общего образования и дальнейшего самообразования.

Библиографический список

1. Сауров Ю.А., Сауров С.Ю. Научные картины мира: Элементы эпистемологии. Киров, 2006.

2. Тесленко В.И. Проблемы развития познавательной деятельности человека при конструировании естественнонаучных знаний о природе // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2012. № 2.

3. Тесленко В.И., Латынцев С.В. Формирование и развитие коммуникативной компетентности учащихся // Психология обучения. 2011. № 7. С. 98-108.

4. Тесленко В.И., Аёшин В.В. Формирование исследовательской компетенции учащихся на основе модульно-эвристических комплексов // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2014. № 1.

5. Щедровицкий Г.П. Психология и методология (1). Ситуация и условия возникновения концепции поэтапного формирования умственных действий. М.: Путь, 2004. 368 с.

<С

ч

с m

о

ь

к Щ

w m н о

Рч < ^

о ^ о о

о я

2S

W

н S о

Рч

W

0

1

к %

о

W V S

ь

1-4

<с п

W

с

S

X

н и

щ м