Формирование системы метатехнического знания как одного из направлений реализации принципа политехнизма в учебном процессе по физике

УДК 53(072.3)+371.214.46 ББК Ч 426.51

И.В. Ильин

ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ МЕТАТЕХНИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ

КАК ОДНОГО ИЗ НАПРАВЛЕНИЙ РЕАЛИЗАЦИИ ПРИНЦИПА ПОЛИТЕХНИЗМА

В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ПО ФИЗИКЕ

Ключевые слова: обучение физике, обобщенный подход к изучению техники, принцип политехнизма в обучении физике, метатехническое знание, техника, техносфера, информационно-коммуникационные технологии.

В статье анализируется результаты констатирующего эксперимента по изучению опыта преподавания вопросов прикладной физики в средней школе. Обсуждается проблема систематизации и обобщения технического знания в обучении физике на основе представлений о системе метатехнического знания (МТЗ). Представлено основное содержание обобщенного подхода к изучению техники в школьном курсе физики. Обосновывается, что формирование у учащихся системы МТЗ выступает как одно из направлений реализации политехнизма в его современном понимании. Рассматривается одно из средств формирования системы метатехнического знания - образовательный ресурс «Физика современной техносферы».

Изучение объектов техники в курсе физики средней школы - важный компонент общей задачи политехнической подготовки учащихся. При определении содержания прикладных вопросов в курсе физики традиционно исходят из необходимости освещения физических основ ведущих отраслей техники и технологии, таких как энергетика, машиностроение, контрольно-измерительная техника и устройства, регулирующие технологические процессы (элементы автоматики, электроники), транспорт (автомобильный, железнодорожный, воздушный), связь (телефон, радио, телевидение), механические, тепловые, электрические способы обработки материалов, обработка и изготовление материалов с помощью давления, различного рода излучений и др., вопросы военной техники. Эти сведения должны быть органически связаны с учебным материалом фундаментального характера, углублять и конкретизировать его, не нарушая, систему и логику курса физики как науки. Согласно ФГОС по физике для среднего (полного) общего образования одним из итогов обучения школьников должно стать «.. .понимание принципов действия машин, приборов и технических устройств, с которыми каждый человек постоянно встречается в повседневной жизни ... », освоение способов обеспечения безопасности при их применении, приобретение опыта « ... использования различных технических устройств. рационального природопользования и охраны окружающей среды.» [5].

На современном этапе развития окружающей нас техносреды необходимо ставить задачу формирования не просто эклектичных прикладных знаний об объектах техники, а знании о технике (техническом знании) на макроуровне своего обобщения - системы знаний о техносфере (система метатехнических знаний). Необходимым по отношению к со-_ 15

© Ильин И.В., 2011

временному уровню развития техносферы является не только формирование у учащихся средней школы некоторой совокупности технических знаний и практических умений. Подрастающее поколение для жизнедеятельности в непрерывно совершенствующемся техноми-ре должно обладать соответствующим его особенностям уровнем развития технической культуры (ТК). Важно сформировать у каждого молодого человека ключевые составляющие ТК, а именно: техническую грамотность, базирующуюся на системе современных технических знаний и умений, и технические компетенции: ключевые, базовые и специальные (в частности начальные профессиональные), определяющие его готовность к решению разнообразных технических задач.

Формирование технической культуры личности осуществляется в окружающей человека техносреде. Субъект-объектная техносреда жизнедеятельности человека определяет направление и темпы развития его технической культуры. В связи с этим отражение в содержании обучения современного состояния и направлений развития техносферы, опыта преобразующей среду обитания технической деятельности человека, способов повышения ее эффективности и безопасности является одним из значимых факторов формирования технической культуры подрастающего поколения [2].

Смена целевых образовательных ориентиров определяет необходимость уточнения содержания принципа политехнизма как одного из важных регулятивов учебного процесса. Для современного этапа развития техносферы является уже недостаточным классическое понимание данного принципа, связанное с рассмотрением направлений научнотехнического прогресса (НТП), ведущих отраслей производства, принципов действия конкретных объектов техники, предъявлением социально-экономических и экологических знаний по отдельным отраслям производства, а также формированием у учащихся практических умений в работе с отдельными техническими объектами [4; 6; 8]. Имеет смысл более глубокая дифференциация содержания политехнической подготовки учащихся, в частности на основе анализа ключевых составляющих формируемой у них технической культуры.

Уровень технической культуры личности определяется:

1) уровнем технических знаний, степенью их системности и обобщенности;

2) накопленным опытом технической деятельности с учетом ее видового разнообразия и сложности, определяемым системой технических объектов, с которыми взаимодействует человек в силу своих обязанностей и интересов;

3) уровнем развития отношений «человек - природа - техника - социум», в которых техника рассматривается как инструмент становления этих отношений;

4) осознанием и учетом в поведении и деятельности человека последствий данных отношений;

5) наконец, менталитетом личности (интересами, умонастроением, волевыми устремлениями), определяющим актуальное состояние и перспективы развития перечисленных выше составляющих ее технической культуры (1-4) [2].

Политехническая подготовка учащихся должна быть направлена на последовательное и комплексное развитие всех составляющих технической культуры.

Вместе с тем мы видим, что в учебной литературе по физике для школьников и методической литературе для учителей материал прикладного характера представлен, как правило, фрагментарно, а объем информации о современной технике и системе современных производств остается пока весьма и весьма недостаточным. Безусловно, это сказывается на качестве политехнической подготовки учащихся, уровне ее соответствия потребностям современного социума.

В рамках настоящего исследования был проведен констатирующий педагогический эксперимент, целью которого было изучение состояния практики преподавания вопросов прикладной физики в средней общеобразовательной школе. В эксперименте приняли уча-

стие: 24 учителя физики, 312 учащихся основной и 190 учащихся старшей школы г. Перми и Пермского края.

Анализ результатов эксперимента показал, что большинство учителей физики (92%) считают необходимым формирование у учащихся представлений о современном уровне развития техники. По их мнению, изучение вопросов прикладной физики является значимой составляющей подготовки выпускника. Учителями отмечается, что значительная часть учащихся (81%) проявляют интерес к изучению материала технического содержания, считают его важным и хотели бы в дальнейшем получать знания о технике, мотивируя это тем, что знания такого рода пригодятся им в будущем. Вместе с тем современная техника и ее физические основы рассматриваются на занятиях по физике крайне редко, менее 20% опрошенных учителей считают, что дают технические знания этого уровня.

В нашем исследовании были выявлены причины, определяющие недостаточное внимание учителей-предметников к рассмотрению вопросов современной техники в процессе преподавания школьного курса физики и трудности, которые они испытывают в этой сфере профессиональной деятельности. К основным из них относятся: 1) недостаточность учебного времени для освещения вопросов прикладной физики в рамках уроков по предмету (92%); 2) недостаточность дидактических материалов по технике и связанная с этим необходимость их самостоятельной разработки учителем (54%). Примерно треть учителей физики (29%) указывают на трудности в поиске необходимой информации о современной технике. По этим причинам и ряду некоторых других содержание материала прикладного характера, предъявляемого учащимся для ознакомления, как правило, не выходит за рамки учебных программ и школьных учебников физики, сконцентрировано в основном вокруг классических технических объектов, включенных в школьные образовательные программы еще с 80-х годов прошлого столетия.

Анализ состояния проблемы изучения вопросов техники в курсе физики средней школы позволил выявить следующие противоречия:

1) на социально-педагогическом уровне - между общекультурной ценностью современного технического знания, важностью его приобретения учащимися, обновленными требованиями к выпускнику общеобразовательной школы в аспекте его политехнической подготовки, с одной стороны, и недостаточным отражением вопросов современной техники в преподавании школьного курса физики (основного, профильного), невысоким уровнем готовности учителей к реализации принципа политехнизма в обучении физике с учетом особенностей развития современной техносферы - с другой;

2) на научно-педагогическом уровне - между необходимостью повышения уровня специальной профессиональной компетентности учителей в области методики реализации принципа политехнизма в обучении физике в его современном толковании и недостаточной разработанностью теоретических основ его реализации в предметном обучении, а также недостаточным вниманием в педагогической науке к разработке теоретических аспектов подготовки будущих педагогов к профессиональной деятельности в данном направлении.

Необходимость разрешения указанных противоречий обусловливает актуальность настоящего исследования. К главным его задачам относятся:

1) уточнение содержания принципа политехнизма в обучении физике с учетом особенностей современной техносферы и определение направлений его реализации в обучении с целью формирования у учащихся необходимого уровня технической культуры, соответствующего современному этапу технического развития общества;

2) обоснование ведущей роли технического знания и его метатехнической составляющей в формировании технической культуры личности;

3) разработка методики формирования у учащихся системы метатехнических знаний при обучении физике.

Методике изучения вопросов техники в курсе физики средней школы в контексте реализации принципа политехнизма в обучении посвящены работы А.И. Бугаева, А.Т. Глазунова, П.А. Знаменского, С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой, В.Г. Разумовского, П.И. Став-ского, В.П. Орехова, А.В. Усовой, В.А. Фабриканта, Э.Е. Эвенчика и др. Исследователями рассматривается широкий круг методических проблем: 1) содержание политехнического обучения, критерии его отбора для школьного курса физики (состав и уровень освоения учащимися политехнических знаний и умений); 2) методы политехнического обучения; 3) роль межпредметных связей в реализации принципа политехнизма в обучении физике; 4) средства (технические объекты и дидактические материалы) для организации самостоятельной работы учащихся по изучению прикладных вопросов школьного курса физики, 5) формирование технических умений и организация технического творчества учащихся;

6) формы обучения политехнической направленности и др.

Проведенный анализ методической литературы позволил установить, что сложившаяся практика реализации принципа политехнизма в процессе обучения физике не предусматривает формирования системы МТЗ, а направлена лишь на изучение отдельных ее компонент. Между тем положительный опыт реализации принципа политехнизма в процессе обучения физике целесообразно использовать для разработки методики формирования у учащихся системы МТЗ. Отметим, что к настоящему времени накоплен достаточный опыт реализации принцип политехнизма и вопросы методики его реализации велись по следующим направлениям: содержание, методы, формы и средства.

Важным направлением научно-методических исследований в аспекте реализации принципа политехнизма в обучении является систематизация и обобщение технических знаний. В контексте реализации принципа политехнизма в процессе обучения физике в методической литературе [4, 6] традиционно выделяют следующую схему отбора материала технического содержания: основные НТП в сопоставлении с соответствующими разделами курса физики (раздел курса физики - направление технического прогресса - отрасли производства - вопросы прикладной физики и техники (конкретные технические объекты):

• механика - механизация производства - строительные механизмы и машины, гидроэнергетика и др. - технические объекты (гидравлический пресс, шлюз и др.);

• молекулярная физика и основы термодинамики -теплоэнергетика, теплофикация, создание новых материалов с заданными свойствами -теплофикация городов, термическая обработка металлов и др. - технические объекты (ДВС, паровая и газовая турбина, тепловые двигатели, термос и др.);

• электродинамика - электроэнергетика и электрификация - производство, передача и использование электроэнергии в промышленности, производство полупроводниковых приборов, ЛЭП и др. - технические объекты (электроизмерительные приборы, гальванический элемент, трансформатор, диод и др.);

• электромагнитные колебания и волны - радиоэлектроника, ЭВТ - производство радиотехники и ЭВТ - технические объекты (генератор переменного тока, радиоприемник, радиолокатор и др.);

• квантовая физика - ядерная энергетика, фотоэлектронная и лазерная техника - производство фотоэлектронной техники, ядерная энергетика и др. - технические объекты (ядерный реактор, ускоритель элементарных частиц, фотоэлемент и др.);

• все разделы курса физики - автоматизация производств - все виды производств - технологии автоматизации

Знакомство с научными основами важных направлений научно-технического прогресса и изучение отдельных технических объектов, как отмечает Н.С. Пурышева, «.должно проводиться на протяжении всей темы (раздела, курса) с тем, чтобы в результате на обобщающем, завещающем этапе изучения раздела, создать у учащихся целостную картину определенной отрасли техники или направления технического прогресса» [6, с. 44].

При рассмотрении вопросов прикладной физики на уроках традиционно использовался обобщенный подход к изучению техники. Использование обобщенных планов изучения научных фактов, физических явлений, законов, физических приборов, различных видов деятельности и др. осуществлялось профессором А.В. Усовой [7]. Использование подобных планов «.делает работу с учебным тестом целенаправленной, глубоко осознанной». Еще в 1980-х годах А.В. Усова предложила следующий план изучения технического устройства (прибора): 1) назначение; 2) принцип действия (явления или законы, лежащие в основе работы); 3) схема устройства (его основные части, их назначение); 4) правила пользования; 5) область применения. Н.Л. Курилева дополняет обобщенный план профессора А.В. Усовой вопросами функционального анализа (части, блоки и их назначение в приборе, свойства и параметры устройства) и о свойствах вещества (работа с таблицами физических величин).

Обобщенный подход к изучению техники (в практике трудового обучения) рассматривается в работах П.Р. Атутов, В.П. Беспалько, В.А. Полякова, В.С. Леднева, А.Я. Совы, С.У. Калюги и др.

В.П. Беспалько выделяет следующие аспекты изучения «машин»: 1) научные основы работы; 2) основы ее устройства; 3) производственно-экспуатационные особенности машин, связанные с их производством и использованием [Цит. по: 3, с. 84].

A.Я. Сова, помимо изучения учащимися устройства и принципа действия ТО, рассматривает влияние техники на окружающую среду [Цит. по: 3, с. 85].

B.А. Поляков при рассмотрении ТО акцентирует внимание на следующих сторонах изучения техники: а) явлениях и процессах, протекающих в объекте техники; б) конструкции ТО; в) рассмотрение применения ТО в условиях производства (участие ТО в технологическом процессе) [цит. по 3, с. 84].

П.Р. Атутов выделяет этапы политехнического аспекта изучения объекта техники: 1) общее устройство ТО (основные части и их назначение); 2) общий принцип работы ТО (физическая сущность протекающих в нем явлений); 3) процесс работы в устройстве ТО (взаимодействие основных движущихся частей в ТО и последовательность их передачи); 4) ознакомление с особенностями конструкции ТО; 5) поиск учащимися путей усовершенствования конструкции ТО и включение их в процесс конструирования ТО [Цит. по: 3, с. 85-86].

Особо стоит отметить работу С.У. Калюги [3, с. 12-36], в которой автор выделяет основные категории для описания «научных основ техники» - «процесс», «структура», «функция»: а) естественнонаучный тип описания ТО («процесс») (техника как носитель природных явлений и процессов); б) конструктивный тип описания ТО («структура») (изучение расположение частей и элементов в технике); в) функциональный тип описания ТО («функция»). (раскрытие целевого назначения ТО, и его функции во взаимодействии с другими ТО). Автор отмечает, что при функциональном описании ТО целесообразно рассматривать ряд взаимодействий: «техника - биосфера» и «человек - техника». Изучение научных основ техники (функциональное, естественнонаучное или конструктивное описание), согласно автору, происходит по трем уровням, в зависимости от степени их детализации. Первый уровень предусматривают наиболее общее описание объекта (функции, устройство и главные явления и законы, лежащие в основе работы ТО). Второй уровень детализирует основные стороны первого уровня, а третий уровень показывает количественные характеристики второго уровня.

Несмотря на интересные идеи, связанные с систематизацией и обобщением материала прикладного характера, следует отметить, что проблема формирования у учащихся системы технического знания (конкретного и обобщенного) в процессе преподавания школьного курса физики в методической науке пока еще не разработана в должной мере. Обсуждаются лишь ее отдельные аспекты. Наибольшее внимание уделяется системным представлениям учащихся о технических объектах. Общая концепция систематизации и обоб-

щения технического знания уже долгие годы остается без изменений. Это связано, на наш взгляд, с тем, что большинство авторов придерживаются классического понимания принципа политехнизма (рассмотрение направлений научно-технического прогресса (НТП), отраслей производства, принципа действия конкретных объектов техники, предъявление социально-экономических и экологических знаний по отдельным отраслям производства).

Анализ развития содержания принципа политехнизма и подходов к его реализации в процессе обучения физике и трудовой подготовки школьников в период с 1920-х годов до начала XXI века, с одной стороны, и изучение тенденций развития современной техносферы и технической культуры общества - с другой, позволяет нам уточнить определение и содержание данного принципа.

Принцип политехнизма в предметном обучении - это система регулятивов (дидактических требований), направляющих деятельность учителя на формирование у учащихся технической компетентности как основы их адаптации к современной техносреде и последующей интеграции. Под технической компетентностью субъекта как составляющей его технической культуры понимается готовность субъекта: к решению практических задач (в том числе нестандартных), связанных с применением технических знаний в процессе жизнедеятельности в современной техносфере; адекватной оценке системы взаимодействий «общество (человек) - техника - природа» с учетом возможных следствий этих взаимодействий; совершенствованию техносферы (созданию ее новых более совершенных технических объектов, повышению эффективности и безопасности их функционирования).

Обучение физике в условиях реализации принципа политехнизма на современном этапе развития системы образования должно быть ориентировано на решение комплекса задач, связанных с формированием у учащихся:

1) системы технических знаний:

а) конкретных теоретических:

назначение, история изобретения, устройство, принцип действия технических объектов (ТО) (явления и законы, лежащие в основе функционирования современной техники), разновидности и области применения ТО, отражающие современный уровень развития техники и перспективы ее дальнейшего совершенствования;

б) конкретных специализированных рецептурно-технических:

• способы и технологии создания ТО;

• правила обращения с ТО и формируемые на этой основе нормы «технического поведения»;

• способы и приемы деятельности с применением конкретных ТО в какой-либо сфере трудовой деятельности и повседневной жизни;

в) технических знаний широкой степени общности (метатехнических):

• о структуре техносферы;

• содержании основных составляющих техносферы (технические артефакты, технические знания о ТО и видах технической деятельности с ТО, знания о системе взаимодействий «общество (человек) - техника - природа» и их следствий, знания о влиянии менталитета социума на техносферу) и их обобщенных характеристиках;

• факторах и закономерностях развития техносферы; взаимосвязи науки и техники как ведущего фактора, определяющего: развитие системы технических артефактов (от простейших орудий до сложных технических систем), технического знания и видов технической деятельности; изменение системы взаимодействий «общество-техника-природа» и оценки их следствий; обновление менталитета социума;

• закономерностях развития техносферы (этапах эволюции и революционных скачках, содержании и смене технических парадигм); основных отраслях современного производства и направлениях НТП;

• техногенезе и его общих закономерностях;

• методологии научно-технического исследования (общих принципах и методах решения технических проблем).

2) знаний о системе взаимодействий «общество - техника - природа»

3) знаний о ментальности социума как фактора влияния на техносферу:

• об уровне развития системы технического знания и опыта технической деятельности, потребности в современной технике, интереса к ее изучению и освоению, практики применения в различных социальных группах (государства, регионы, города, поселки, отдельные слои населения и т.д.);

• готовности к применению инновационных разновидностей ТО, ориентации на новые поколения техники, обеспечивающей более рациональное и безопасное существование человека в современной техносфере;

• ценностных ориентирах в развитии социальных отношений, складывающихся под влиянием применения ТО и оказывающих влияние на практику их применения и распространения.

4) умений (конкретных, обобщенных) и навыков выполнения отдельных видов технической деятельности:

• научно-технической (инженерной) деятельности по проектированию, созданию и рационализации материальных ценностей, в том числе ТО (элементы);

• производственной деятельности по созданию ТО и с применением ТО (элементы);

• технической деятельности в повседневной жизни.

5) готовности к решению задач прикладного характера, связанных с использованием технических знаний в различных сферах повседневной и трудовой деятельности, с учетом осознания системы взаимодействий «общество (человек) - техника - природа», а также возможных следствий этих взаимодействия.

Данная система требований раскрывает содержание принципа политехнизма в его современном толковании и указывает основные направления его реализации в обучении, ориентируя учебный процесс на формирование у школьников такого уровня технической культуры, который соответствует современному этапу развития техносреды. Ключевой особенностью обновленного трактовки принципа политехнизма является его базирование на представлениях о структуре современной техносферы и обобщенных характеристиках ее элементов [2].

Важной составляющей технической культуры учащихся является сформированная у него система технических знаний, которая должна отличаться системностью, необходимым уровнем обобщения и соответствовать современному уровню развития окружающей нас техносреды (см. выше структуру метатехнического знания).

Формирование у учащихся наряду с конкретным техническим знанием системы МТЗ не только обеспечивает развитие у них представлений о современной технической картине мира, но и дает им адекватное понимание структуры технического знания, возможностей его применения в технической деятельности при минимизации негативных последствий для биосферы и социума. Результатом присвоения учащимися такой системы знаний является более высокий уровень развития их технической культуры.

В методическом контексте формирование системы метатехнического знания может быть основано на применении в обучении обновленного обобщенного плана изучения технических объектов (см. ниже). Содержание данного плана отражает все компоненты техносферы. Это позволяет позиционировать каждый конкретный технический объект в современной техносреде и адекватно оценить его роль в развитии социума (социальноэкономическую, технологическую, политическую, общекультурную и др.).

Обобщенный план изучения объектов техники, ориентированный на формирование системы метатехнического знания

Теоретические знания

1. Назначение технического объекта (ТО).

2. Основные части (устройство) ТО и их назначение.

3. Принцип действия ТО (явления и законы, лежащие в основе работы; процесс функционирования ТО -взаимодействие основных элементов устройства и последовательность протекания физических процессов, определяющих это взаимодействие).

4. Область применения ТО, в том числе отрасли производства, в которых он используется (название отрасли, отраслей). Технологические процессы с применением ТО.

5. Разновидности ТО и области их применения (особенности принципа действия ТО отдельных видов).

6. Краткая историческая справка об изобретении ТО.

Специализированные рецептурно-технические знания

7. Способы и технологии воспроизводства ТО (на производстве, в быту): общие особенности массового производства ТО, основные этапы производства;

перечень технологий производства ТО (в том числе технологии производства его отдельных элементов), краткое описание основных этапов технологического процесса.

8. Общие правила использования ТО (правила обращения) и формируемые на этой основе нормы «технического поведения» человека (в частности, для измерительных приборов - правила измерения). Обоснование необходимости соблюдения правил использования ТО как нормы поведения.

9. Способы и приемы применения ТО в трудовой и повседневной деятельности (специфика правил работы с ТО в связи с конкретной областью применения, инструктивные указания применения ТО в конкретной сфере деятельности).

Знания о технической деятельности

10. Научно-техническая деятельность по проектированию, созданию и рационализации технического объекта:

• сведения из истории процесса изобретения: хроника создания и испытания первых образцов ТО (в развитие содержания п. 6);

• исторические этапы модернизации ТО;

• работа по модернизации ТО на современном этапе (работа современных конструкторских бюро и научно-технических отделов различных производств, проблемы и направления работы по совершенствованию ТО).

11. Производственная деятельность с применением ТО в отдельных отраслях производства (описание, фотоэкспозиция или видеодемонстрация).

12. Техническая деятельность повседневной жизни с применением ТО (описание, фотоэкспозиция или видеодемонстрация).

З н а н и я о с и с т е м е в з а и м о д е й с т в и й «общество-техника-природа»

13. Демонстрация влияния ТО как посредника и источника формирования определенного типа взаимодействия:

• «техника - природа» (экологический аспект):

отрицательное влияние техники и технической деятельности на природную среду, негативные макроследствия технической деятельности (техногенные, экологические, гуманитарные катастрофы), отношение человека к возможным негативным воздействиям ТО на природу;

положительное влияние (развитие природосберегающих и природовосстанавливающие технологий производства, использования и утилизации ТО);

• «техника - человек» (влияние техники на человека):

отрицательное влияние ТО (на здоровье человека, эмоционально-психическое состояние и пр.);

/ положительное влияние (расширение физических и интеллектуальных возможностей человека, сферы деятельности и пр.);

влияние техники на менталитет человека (смена образа жизни, стиля мышления, интересов и потребностей, поведения и деятельности человека);

• «человек - техника» (влияние человека на технику в ходе ее эксплуатации): факты недолжного отношения человека к технике, иллюстрация негативных как для техники, так и для человека последствий несоблюдения правил ее эксплуатации;

• «техника - общество» (влияние техники на основные сферы жизни общества):

/ экономическая сфера: экономические последствия применения ТО (преимущества, недостатки); социальная сфера: изменение сфер социальной деятельности: появление новых и исчезновение старых профессий, перераспределение рабочих профессий, возникновение новых социальных сообществ и др.; изменение характера взаимодействия между людьми: техника как фактор формирования нового образа жизни;

духовная сфера: образование и культура, искусство, досуг;

/ политическая сфера: системы ТО как средства реализации внутренней и внешней политики государства; влияние развития отдельных систем ТО на изменения внешней и внутренней политики государств;

• «общество - техника» (влияние общества на развитие техники как макропроцесс):

технологический аспект: потребности общества в техническом перевооружении - разработке и совершенствовании ТО; перспективные решения современных технических проблем, определяющие дальнейшее развитие парка ТО;

эргономический аспект: модификации и инноватика в совершенствовании ТО, обеспечивающие удобство и эффективность работы человека с техникой и способствующие ее массовому внедрению.

Знания о влиянии менталитета социума н а т е х н о с ф е р у

14. Факторы влияния менталитета (потребностей, мотивов, устремлений) социума (различных социальных групп) на развитие техносферы:

• уровень развития системы технического знания о ТО и опыта технической деятельности с ТО для данного сообщества;

• уровни развития потребности в современной технике, интереса к ее изучению и освоению, присущие тому или иному сообществу; востребованность ТО и уровень развития практики его применения в различных социальных группах (государства, регионы, города, поселки, отдельные слои населения и т.д.);

• готовность к применению инновационных разновидностей ТО, ориентация потребителей на новые поколения техники, обеспечивающей более рациональное и безопасное существование человека в современной техносфере;

• ценностные ориентиры в развитии отношений в сообществе, складывающихся под влиянием применения ТО, влияние отношений в сообществе на практику применения и распространения ТО.

Предлагаемый выше обобщенный подход к изучению объектов техники в рамках формирования системы метатехнического знания отражает все составляющие понятия техносфера [2]. Последовательное изучение большой совокупности технических объектов на основе описаний, подготовленных с помощью предложенного обобщенного плана, позволяет учащимся, с одной стороны, получить наиболее полное представление об изучаемом техническом объекте, с другой - сформировать у них конкретные представления о составляющих современной техносферы, оценить уровень развития этих составляющих как в нашей стране, так и в странах мирового сообщества.

Описание технического объекта в соответствии с данным обобщенным планом - профессионально непростая и весьма трудоемкая задача, требующая серьезных временных затрат. Это может стать предметом научно-методической работы учителя, а также задачей элемента проектной деятельности отдельных учащихся или их групп. В нашем исследова-

нии проектные задания, связанные разработкой метапредметного описания технических объектов, выполняют студенты старших курсов физического факультета педагогического вуза, под руководством преподавателей, в том числе автора настоящей статьи.

Образовательный ресурс «Физика современной техносферы» (рисунок) используется как средство поддержки концепции формирования у учащихся системы МТЗ в учебном процессе по физике. Основным содержанием ресурса является перечень объектов техники (более 50), информация о которых систематизирована в соответствии с составляющими техносферы.

Кафедра МДиИТО

Молекулярная физика

Электродинамика

Электромагн. колеб. и волны

Квантовая физика

О проекте

Ресурс предназначен для построения различных вариативны» практик реализации концепции формирования у учащихся системы метатехнического

Контент ресурса создан совместными силами преподавателей кафедры МДиИТО и студентов физического факультета ПГПУ

Раздел "Электромагнитные колебания и волны"

1 Трансформатор 1 Генератор переменного тока 1 Электросчетчик

1 Микроволновая (СВЧ) печь 1 Пожарная сигнализация 1 Пирометр

1 Рентгеновский аппарат 1 Радиотелефонная связь

Образовательный ресурс «Физика современной техносферы»

Общекультурная ценность современного технического знания, важность его приобретения учащимися в процессе их политехнической подготовки не вызывают сомнения. Обучение должно строиться с позиций обновленного представления о содержании и направлениях реализации принципа политехнизма. Необходимо обеспечить соответствующий уровень готовности учителей к реализации данного принципа с учетом особенностей развития современной техносферы, разработать для учебного процесса необходимые методические и дидактические материалы.

В рамках настоящего исследования разрабатывается модель обучения будущих учителей физики формированию у учащихся метатехнических знаний в учебном процессе по физике в условиях ИКТ - насыщенной среды. Ведется разработка вариативных практик обучения, связанных с политехнической подготовкой учащихся, а также цифрового образовательного ресурса для средней общеобразовательной школы в поддержку формирования у учащихся системы МТЗ в учебном процессе по физике.

Поставленная в настоящем исследовании проблема в обучении студентов педагогического вуза формированию у учащихся технического знания на метауровне его обобщения (системы метатехнического знания) в учебном процессе по физике является актуальной на современном этапе развития общества. Ее решение предполагает подготовку учителя к формированию у учащихся метатехнических знаний, рациональному выбору и реализации вариативных практик обучения, рациональному использованию имеющихся и разработке авторских учебных материалов по вопросам прикладной направленности.

Список литературы

1. Атутов П.Р., Качнев В.И. Осуществление на практике политехнического образования в процессе трудового обучения школьников: Метод. рекомендации // НИИ ТОиПО АПН СССР - М., 1984. - 18 с.

2. Ильин И.В. Формирование системы метатехнического знания как базовой составляющей технической культуры современного школьника // Педагогическое образование в России. - 2011. - № 3. - С. 208216.

3. Калюга С. У. Изучение научных основ техники в процессе трудового обучения как средство политехнической подготовки школьников: дис. ... канд. пед. наук: 13.00.01. - М., 1984. - 172 с.

4. Основы методики преподавания физики в средней школе / В.Г. Разумовский, А.И. Бугаев, Ю.И. Дик и др.; под ред. А.В. Перышкина и др. - М.: Просвещение, 1984. - 398 с.

5. Примерные программы среднего (полного) общего образования (Проект) // Физика в школе. -2010. - № 3.

6. Теория и методика обучения физике в школе: общие вопросы: учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений / С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева, Н.Е. Важеевская и др. - М.: Академия, 2000. -368 с.

7. Усова А.В. Формирование учебно-познавательных умений в процессе изучения предметов естественного цикла [Электронный ресурс]. - URL: http://fiz.1september.m/artide.php?ГО=200601602 (Дата обращения: 18.02.2011).

8. Физика и научно-технический прогресс: кн. для учителя / В.Г. Разумовский, Э.М. Браверман, Н.Е. Важеевская и др.: под ред. А.Т. Глазунова и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1988. - 176 с.