Подготовка будущего учителя физики к деятельности по формированию исследовательских способностей учащихся

ПЕДАГОГИКА

В.В. Аёшин

ПОДГОТОВКА БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ ФИЗИКИ К ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ УЧАШИХСЯ

Исследовательские способности, исследовательская компетентность, подготовка будущего учителя физики.

В национальной образовательной инициативе «Наша новая школа» определены основные направления в развитии школы и подготовки учителей. Новая школа требует и нового учителя, хорошо знающего свой предмет, понимающего особенности развития учащихся, помогающего школьникам стать самостоятельными, творческими и уверенными в себе людьми. Следовательно, школьное обучение должно быть построено так, чтобы учащиеся были вовлечены в исследовательские проекты и творческие занятия, позволяющие научиться понимать и осваивать новое, принимать решения в практической деятельности, формировать различные способности. Все это требует от педагогических вузов обновления качества профессиональной подготовки будущего учителя. Основы такого обновления были заложены в Концепцию модернизации образования в России (2002), которая определила суть и основные направления модернизации педагогического образования, выделив в качестве основного подхода компетентностный. В настоящее время особенно востребованной является исследовательская компетентность будущего учителя, которая проявляется в деятельности при формировании исследовательской способности учащихся.

Для обеспечения объективного анализа и оценки практики формирования исследовательских способностей учащихся была проанализирована работа учителей физики. Результаты анализа представлены в таблице. Отметим, что большинство учителей, принимавших участие в опросе, не планируют исследовательскую деятельность учащихся на практике по причинам: «не хватает времени на уроке», «отсутствуют готовые методические пособия по конкретным исследовательским проектам» и т. д. Учителю приходится самостоятельно определять задачи формирования исследовательских умений, осуществлять подбор заданий для их формирования, оформлять инструкции по способу выполнения данных заданий, определять процедуры проверки уровня сформированности исследовательских умений и формы фиксации результатов.

Таблица

Результаты анкетирования учителей физики

№ п/п Вопросы анкеты Количество ответов

всего да % нет %

1 Знаете ли вы о необходимом минимуме исследовательских умений, которым должен владеть каждый выпускник? 38 2 5 36 95

2 Есть ли у вас документы (планы урока, тематические планы, индивидуальные программы и др.)> на основании которых вы планируете обучать детей исследовательским умениям? 38 8 21 30 79

3 Учите ли вы детей целеполаганию, формулированию гипотез и их проверке? 38 2 5 36 95

4 Используете ли метод «мозгового штурма»? 38 38 100 0 0

5 Умеют ли ваши учащиеся планировать исследовательскую работу? 38 2 5 36 95

6 Учите ли вы учащихся выбирать способ кодирования данных опыта (результатов наблюдений и измерений)? 38 2 5 36 95

7 Учите ли вы учащихся анализировать полученные результаты и формулировать вывод? 38 38 100 0 0

8 Как часто вы проводите работу по формированию исследовательских умений? Часто — 8 % Редко - 92 %

9 Что мешает вам вести целенаправленную работу по формированию исследовательских умений? Отсутствие методических рекомендаций — 100 %. Нет критериев оценки исследовательских работ —100 %. Недостаток времени на уроке — 80 %. Нет оборудования — 74 %. Большая нагрузка — 26 %

Полученные нами результаты находят подтверждение и в других педагогических исследованиях [Васильева, 2008; Ушаков, 2008], в частности, педагоги испытывают затруднения в выборе и обосновании содержания обучения для организации исследования, прогнозирования средств и методов исследования, обобщения и оформления полученных результатов [Васильева, 2008, с. 15].

Таким образом, существуют противоречия: между необходимостью организовать исследовательскую работу учащихся и неразработанностью дидактических основ её реализации; между необходимостью включения в образовательный процесс по физике исследовательской деятельности и недостаточной разработанностью механизмов её включения в образовательный процесс.

Анализируя анкетные данные и результаты беседы с учителями по проблеме формирования исследовательской способности учащихся, мы пришли к выводу, что учителя отмечают пассивность учащихся, их неумение и нежелание заниматься исследовательской деятельностью на учебных занятиях. Вместе с этим учителя подчеркивают свою недостаточную готовность к построению занятий таким образом, чтобы максимально формировать и развивать исследовательские умения учащихся. В результате возникает объективная необходимость в исследовании и разрешении проблем, связанных с выделенными противоречиями. Для успешного решения обозначенных проблем необходимо предоставить учителям готовые методи-

ки, позволяющие внедрить процесс формирования и развития исследовательских способностей учащихся в систему современного образования.

Суммируя всё вышесказанное, мы можем сделать следующие выводы:

1) большинство учителей видят объективную необходимость в использовании исследовательского метода в обучении;

2) целенаправленная деятельность учителя по формированию у учащихся исследовательской способности практически не осуществляется;

3) большая часть учителей при организации исследовательской деятельности учащихся испытывают затруднения вследствие недостаточной профессиональной подготовки к собственной исследовательской работе и отсутствия методической литературы по данной проблеме.

Цель деятельности учителя состоит в том, чтобы осуществлять управление активной познавательной деятельностью учащихся по усвоению учебного материала. Сформированность исследовательской компетентности учителя сегодня определяет его профессионализм в выделенном виде деятельности.

Опираясь на труды И.В. Васильевой, Е.Н. Михайловой, О.В. Лебедевой, А.А. Ушакова и др. [Васильева, 2008; Лебедева, 2010; Михайлова, 2009; Ушаков, 2008], мы исходим из того, что исследовательская компетентность учителя представляет собой педагогическую деятельность, осуществляемую на высоком научно-профессиональном уровне. Для того чтобы учитель мог научить учащихся исследовательской деятельности, необходимо, чтобы он сам владел ею в совершенстве. Поэтому нужно формировать у студентов педагогических вузов исследовательские способности.

Развитие исследовательской способности — процесс управляемый и направляемый. Студент в соответствии со своими личными психологическими данными на начальном этапе обучения может обладать какими-то отдельными элементами самостоятельности в познании, но развитие исследовательской самостоятельности происходит в процессе обучения под непосредственным руководством педагога. Для управления учебной деятельностью студентов преподавателю необходимо определить, какие знания он собирается сформировать у студентов и определить виды их деятельности, соотнести их с формами занятий и видами контроля и обеспечить мотивационный настрой, способствующий эффективной деятельности учащихся.

Процесс формирования и развития у студентов исследовательских способностей позволяет определить существенные этапы работы преподавателя и требует от него определенных профессиональных качеств. Каждый из этапов отличается объемом и сложностью соответствующих ему дидактических задач. Специфика поэтапного обучения состоит в периодическом усложнении ранее поставленных задач и формулировке новых задач обучения.

Нами была осуществлена разработка модели формирования исследовательских способностей студентов, включающей в себя три этапа. Содержание каждого этапа отражено на рис.

На первом этапе студент изучает методы научного исследования и адаптируется к новым условиям обучения, выполняя репродуктивные и репродуктивно-иссле-довательские виды самостоятельных работ. Основная задача преподавателя на первом этапе — сформировать у учащихся представление об эксперименте как методе исследования. Основательная фронтальная дидактическая поддержка познавательной деятельности студентов — главная отличительная особенность данного этапа обучения. Без систематических сопутствующих внешних воздействий со стороны преподавателя на студентов их деятельность не является результативной ни с точки зрения ее завершенности, ни с точки зрения ее качества.

Первые занятия по формированию исследовательской способности мы рекомендуем посвятить рассмотрению следующих вопросов с их практической отработкой: 1) основные виды исследовательских работ и компоненты их содержания; 2) аннотация статьи, книги; рецензия на статью, фильм, выступление; 3) формулирование проблемы исследования; 4) гипотеза и её обоснование; 5) выбор способа кодирования результатов эксперимента; 6) анализ результатов эксперимента, формулировка вывода; 7) оформление отчёта.

1 этап

2 этап

3 этап

Содержательный

компонент

I

Освоение основного объёма знаний и понятийнооперационного компонента на уровне различия и запоминания

I

Освоение основного объёма знаний и понятийнооперационного компонента на уровне понимания и переноса знаний. Осознание межпредметных связей

естественных наук

Свободное оперирование во всём объёме учебных знаний по физике, системность и обобщённость

Операционный

компонент

т

Освоение основных способов и приёмов исследовательской деятельности:ставить цели, делать краткую запись условия, формулировать гипотезу, проверка которой планируется, затем осуществлять реализацию намеченного плана различными средствами (математическими, логическими и экспериментальными). Полученный результат кодировать выбранным способом, после чего осуществлять его проверку

I

Введение обобщённых деятельностных моделей, выработка способностей свободного переноса по аналогии, умение применять верные решения в нестандартных ситуациях, выполнение курсовых работ

Выдвижение собственных целей и задач учебно-исследо-вательской деятельности, самостоятельная деятельность по выбору уровней изучения материала, способность к проектированию, участие в производственных и научных исследованиях

Мотивацио нный компонент

I

Выявление и закрепление мотивации учения путём обучения постановки ближайших задач

і

Закрепление интереса к закономерностям учебного процесса

Самостоятельная формулировка проблем учебного исследования по собственной инициативе. Закрепление мотивов

самообразования. Выработка самооценки и самоконтроля

Организационный

компонент

I

Постепенное и поэтапное увеличение объёма самостоятельной исследовательской деятельности путем усвоения основных знаний и исследовательских умений с переходом на полную

саморегуляцию деятельности усложнение способов переноса образцов основных форм

деятельности путем выявлений ассоциативных связей и аналогий

Рис. Модель формирования исследовательских способностей студентов

В ходе предварительного обсуждения со студентами во время проведения каждого лабораторного и практического занятия, при выдаче домашних заданий преподаватель выделяет, какие исследовательские умения должны быть сформированы в ходе самостоятельной работы вообще и в каждом виде самостоятельной работы в отдельности. Основным критерием итоговой оценки выполненной студентом работы является приближенность его действий к исследовательской деятельности.

Наглядно представив для студентов описание деятельности при проведении исследования, преподаватель выделяет цели и объекты усвоения, этапы этой деятельности и результаты этапов, задает общий подход к выполнению всех видов самостоятельной работы. Тем самым он ставит студента в положение субъекта обучения и создает условия для формирования обобщенной ориентировочной основы. Таким образом, деятельность преподавателя сводится к обобщению познавательных действий и входящих в них знаний. Она осуществляется посредством организации самостоятельной работы обучаемых на основе контроля за содержанием ориентировочной основы познавательных действий. Поэтому преподаватель, сохраняя в основном традиционное содержание самостоятельной работы в экспериментальном обучении, выявляет общность выполнения всех видов самостоятельной работы как видов исследовательской деятельности.

Основными средствами, позволяющими, на наш взгляд, организовать экспериментальное обучение на обобщенной ориентировочной основе, являются: методические указания для студентов по организации самостоятельной работы, проводимой как учебное исследование; схемы исследовательской деятельности, проводимой при выполнении различных видов самостоятельной работы; контрольные вопросы по теории исследовательской деятельности; система задач и исследовательских заданий для самостоятельной работы студентов. При решении исследовательской задачи рекомендуем предложить студентам вопросы, стимулирующие решение исследовательской задачи. Для составления таких вопросов можно воспользоваться рекомендациями Д. Пойа [Пойа, 1959].

На втором этапе развития у студентов способности в выполнении исследовательского задания задачи обучения усложняются. Студент при значительном увеличении объема самостоятельной работы принимает участие в исследовательской деятельности — выполняет курсовые работы. На этом этапе нарастает скорость учебной работы и у учащихся освобождается время для выдвижения и обоснования гипотезы, планирования эксперимента, анализа и интерпретации полученных результатов, формулировки выводов.

На данном этапе контроль со стороны преподавателя еще важен. Если исследовательское задание не является слишком сложным, то студенты вполне справляются самостоятельно. Выполнение нестандартных заданий пока еще требует активной дидактической поддержки. Выдвижение собственных идей тоже стимулируется педагогом. Второй этап характеризуется выработкой способности свободного оперирования усвоенными на первом этапе знаниями и понятийно-категориальным аппаратом, осознанием межпредметных связей и осуществлением самостоятельного перевода знаний из одной учебной дисциплины в другую. Операционный компонент предполагает усложнение способов переноса образцов основных форм деятельности путем выявлений ассоциативных связей и аналогий.

На третьем этапе обучения студенту, наряду с исследовательской деятельностью, предоставляется возможность принять участие в производственных и научных исследованиях. На этом этапе преподаватель — организатор, консультант, соучастник учебного процесса. Умело управляя, преподаватель трансформирует разрозненные мотивы в устойчивую потребность в проведении самостоятельной работы как исследовательской деятельности, что способствует в целом совершенствованию и развитию исследовательских умений. Студенты в состоянии самосто-

ятельно применить на практике в школе весь комплекс усвоенных знаний и способов познавательной деятельности. Происходят совершенствование форм познавательной деятельности и их творческое использование. Для студентов характерна выраженная инициатива: самостоятельная формулировка проблем и целей исследования, планирование и проведение исследования.

Рассмотренные выше этапы характеризуются нелинейностью их протекания и взаимопроникновением. Никогда не бывает у всех студентов одинакового уровня развития самостоятельности в познании. Поэтому модель развития познавательной самостоятельности на практике реализуется согласно принципам индивидуализации и дифференциации обучения.

Основными признаками сформированности исследовательской способности у студентов являются:

— умение ориентироваться в новой учебной ситуации, самостоятельность воли, инициативность в обучении, творческий подход к решению задачи, умение отбирать, изучать, систематизировать и интерпретировать информацию, анализировать, замечать существенное, подмечать общее и делать обобщения, переносить известные приемы в нестандартные ситуации, находить пути их решения;

— умение выдвигать гипотезы; строить план исследования; формулировать решения, объяснения; проводить проверку решения; делать практические выводы о возможности и необходимости применения полученных знаний.

В заключение отметим, что проблема профессиональной подготовки учителя к исследовательской работе остается актуальной и требует своего решения. Необходимо создание развивающей образовательной среды в педвузах, основная цель которой заключается в стремлении построить процесс обучения так, чтобы каждый студент оказался в благоприятных условиях для развития его исследовательских способностей. Для решения указанной выше проблемы мы спроектировали модель формирования исследовательской способности студентов — будущих учителей физики в условиях реализации компетентностного подхода, состоящую из трех этапов. На наш взгляд, поэтапное обучение студентов позволяет сформировать у них исследовательские способности, которые они могут использовать при работе в школе.

В настоящее время нами осуществляется опытно-экспериментальная работа по внедрению разработанной модели формирования исследовательских способностей студентов на факультете физики КГПУ. В дальнейшем планируются уточнение факторов, влияющих на формирование исследовательской компетенции студентов педагогического вуза, а также совершенствование всех этапов разработанной модели на основе использования современных информационных и телекоммуникационных технологий, цифровых образовательных ресурсов.

Библиографический список

1. Васильева И.В. Проектная и исследовательская деятельность учащихся как средство реализации компетентностного подхода при обучении физике в основной школе: авто-реф. дис. ... канд. пед. наук. М.: МПГУ, 2008. 27 с.

2. Лебедева О.В. Формирование методической компетентности учителя в области организации исследовательской деятельности. Развитие методик обучения физике в школе // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского 2010. № 5 (2). С. 403-406.

3. Михайлова Е.Н. Исследовательская компетентность как цель и ресурс профессионального саморазвития педагога в концепции праксеологического подхода // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2009. № 6 (84). С. 5—8.

4. Пойа Д. Как решать задачу. М., 1959. 207 с.

5. Ушаков А.А. Развитие исследовательской компетентности учащихся общеобразовательной тттколът в условиях профильного обучения: автореф. дис. ... канд. пед. наук. Майкоп, 2008. 28 с.