Диагностика интеллектуального развития школьника в процессе обучения физике

Психология личности: структура, типологические особенности, развитие, состояния

УДК 373.529

ДИАГНОСТИКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ШКОЛЬНИКА В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ

DIAGNOSTICS

OF THE SCHOOL STUDENT'S INTELLECTUAL DEVELOPMENT

IN TEACHING PHYSICS

© С.М. Абрамов, И.И. Пронина Орский гуманитарно-технологический институт

© S.M. Abramov, I.I. Pronina Orsk Humanitarian-Technological Institute

В статье обосновано решение задачи диагностики интеллектуального развития школьника в процессе обучения физике в условиях реализации федеральных государственных стандартов образования. Выявлены и охарактеризованы критерии оценки уровня развития личности ученика. Для разработки средств диагностики выбран подход, основанный на использовании таксономии целей обучения Б. Блума. Приведено и описано диагностическое задание для определения уровня обученности учащихся по физике. Проанализированы результаты выполнения диагностической работы.

The paper justifies the solution of the problem of diagnostics of the school student's intellectual development in teaching physics under the conditions of federal state standards of education requirements. The criteria for the assessment of the student's development level are revealed and characterized. As a diagnostic tool, the approach based on B. Blum's taxonomy of learning needs was chosen. The diagnostic task was held and described to define how good at Physics the students are. The results of the diagnostic work are analyzed.

Ключевые слова: диагностика; интеллектуальное развитие; обученность; таксономия Б. Блума; диагностическое задание.

Keywords: diagnostics; intellectual development; training level; B. Blum's taxonomy; diagnostic task.

Ученический коллектив состоит из отдельных личностей, каждая из которых имеет свои психологические и особенности, свой круг интересов и потребностей, и не все школьники одновременно и в равной мере усваивают основы наук. Поэтому выведение содержания государственного образовательного стандарта на личностно-смысловой уровень означает его направленность на реализацию желаний учащихся, учет их возрастных особенностей, индивидуальных интересов и мотивацию познавательной деятельности.

Ученик в процессе обучения продвигается от незнания к знанию, от неполных, неточных знаний к полноценным,

весомым знаниям, формирует умение использовать полученные знания на практике. Вовлекая знание в свою деятельность, осваивая ее, человек развивает свои индивидуальные способности, формирует себя как личность. Таким образом, способности человека развиваются в деятельности, для их развития необходима высокая познавательная активность.

Интеллектуальное развитие выступает одним из важнейших условий человеческой деятельности (социальной, учебной, трудовой), так как для удовлетворения своих потребностей в общении, обучении и труде человек познает окружающий мир, осваивает новые виды деятельности, плани-

рует, представляет и обдумывает свои действия, запоминает нужное. По мнению психологов, ведущую роль в интеллектуальном развитии школьников, в формировании их способности к усвоению знаний играет обучение.

Исходя из вышесказанного, мы считаем, что именно интеллектуальные способности являются основой развития личности, поскольку на их основе формируются и развиваются такие предпосылки познавательной деятельности, как восприятие, внимание, память, интеллект, мышление и речь.

Обучение физике является одной из составляющих процесса обучения в общеобразовательной школе. Целью образовательного процесса должно стать не просто усвоение физических знаний, а развитие индивидуальных способностей ученика средствами данной дисциплины. Достижение цели развития интеллектуальных способностей на уроках физики позволит, в свою очередь, решить и другие задачи обучения: а) обеспечить прочное и осознанное усвоение учебного материала; б) подготовить учащихся к социальной жизни; в) сформировать умение самостоятельно пополнять знания, заниматься самообразованием; г) дать вузам хорошо подготовленных абитуриентов, способных качественно овладеть выбранной профессией.

Для оценки способностей ученика к обучению в психолого-педагогических науках используется термин «обучаемость». Под обучаемостью мы понимаем наиболее общую способность к усвоению учебных знаний, основ наук. Уровень обучаемости зависит от наследственных факторов и психофизических особенностей личности ученика [1]. Усвоение обучаемым знаний, умений и навыков отражает обученность.

Мы придерживаемся точки зрения профессора Н.Н. Тулькибаевой и исходим из понимания неразрывности обученности и развития личности.

Интегративный показатель оценки развития личности можно получить при обследовании уровня сформированности конкретных знаний, а также степени обу-ченности учащегося [4]. При этом важно следить за изменением основных параметров процесса обучения и развития

личности при помощи специально созданных диагностических заданий, поскольку одной из основных функций диагностических заданий является выявление уровня обученности школьника.

Успешность применения диагностических заданий для выявления уровней обученности школьника зависит не только от их содержания, но и от подхода, применяемого для разработки средств диагностики. В основе рассматриваемого нами подхода лежит таксономия целей обучения Бенджамина Блума. Основные идеи модели Б. Блум изложил в работе «Таксономия целей обучения» [5]. Согласно таксономии познавательных целей Б. Блума, цель обучения заключается в том, чтобы формировать специальные и общие знания и одновременно научить способам обращения с ними. Б. Блумом были выделены шесть основных категорий, которые он логически распределил и упорядочил в разработанной модели таксономии: Познание, Понимание, Применение, Анализ, Синтез, Оценка. Мы считаем, что таксономия Б. Блума является эффективным инструментом для анализа влияния обучения на развитие у детей способностей к преобразованию усваиваемого знания. Поэтому при разработке диагностических заданий по определению уровней обученности школьников физике мы опираемся на таксономию Б. Блума. При этом к характеру обученно-сти относим как владение системой определенных знаний (на уровнях познания, понимания, применения), так и владение такими операциями, как анализ, синтез, оценка.

Рассмотрим характеристику данных уровней.

Термин «познание» имеет несколько смысловых значений. Во-первых, это приобретение знания, постижение закономерностей объективного мира, во-вторых, совокупность знаний в какой-нибудь области [3, с. 548]. Мы придерживаемся первого значения и считаем, что познать - это значит приобрести определенные знания на начальном этапе управляемого познавательного процесса.

Понимание - это один из последующих этапов управляемого познавательного процесса, в результате которого лич-

ность приобретает способность постигать сущность, смысл явлений и предметов окружающей действительности [Там же].

Актуализация знания сущности или смысла объектов изучения (или способов оперирования ими) происходит в ходе деятельности по их применению для получения субъективно новых знаний.

Логические операции анализа и синтеза определяют основные методы решения любых задач (аналитико-синтетиче-ский, аналитический и синтетический), а операция оценки позволяет сознательно осуществлять процесс управления (самоуправления) деятельностью и вырабатывать самостоятельны оценочные суждения. Поэтому усвоенные личностью операции анализа, синтеза, оценки могут выступать как уровни обученности [4].

Рассмотренные выше теоретические положения легли в основу составления заданий для диагностических работ по выявлению интегративного показателя оценки развития личности ученика в процессе обучения физике.

Каждая диагностическая работа содержит шесть заданий, ответы на которые позволяют судить о сформированности соответствующих операций таксономии. Уровни обученности приведены в скобках. Использование в содержании диагностических работ учебного материала по физике предполагает схожесть операций при выполнении включенных в них заданий с теми операциями, которые характерны для деятельности в процессе усвоения школьных знаний по физике, благодаря чему можно получить объективный вывод об уровне развития интеллекта.

В рамках нашего исследования были разработаны диагностические работы по физике для учащихся 10 класса общеобразовательной школы, отражающие содержание глав «Закон сохранения энергии», «Основы молекулярно-кинетической теории» учебника «Физика. 10 класс» [2], используемые в качестве средств диагностики интеллектуального развития школьников.

Диагностическая работа № 1

«Закон сохранения энергии»

1. Дайте определение понятия «механическая работа».

2. Гиря неподвижно висит на проволоке. Совершается ли при этом механическая работа?

3. Тепловоз при скорости 21,6 км/ч развивает силу тяги 461 кН. Какая работа совершается по перемещению поезда в течение 1 часа?

4. Сравните, кто развивает большую мощность: медленно поднимающийся по лестнице человек или спортсмен той же массы, совершающий прыжок с шестом? Ответ поясните.

5. Мальчик поднял ведро воды из колодца глубиной 12 м. Что еще необходимо знать, чтобы вычислить работу силы тяжести?

6. Двигаясь по сыпучему песку или рыхлому снегу, мы затрачиваем больше энергии, чем при движении по твердой дороге. Почему?

Диагностическая работа № 2

«Закон сохранения энергии»

1. Какие из перечисленных тел обладают потенциальной энергией: сжатый в баллоне газ, мяч, лежащий на земле, лук с натянутой тетивой для выстрела?

2. В каких системах выполняется закон полной механической энергии? Ответ поясните.

3. Растянутая пружина, сжимаясь, увлекает за собой тело массой 50 кг по горизонтальной плоскости без трения. В момент, когда деформация пружины равна нулю, скорость тела равна 5 м/с. На сколько была растянута пружина жесткостью 1000 Н/м?

4. Почему легковым автомобилям разрешается ездить по городу с большей скоростью, чем грузовым?

5. Как нужно бросить мяч на пол, чтобы он подпрыгнул выше уровня, с которого был сброшен? Удар считать упругим.

6. Могут ли два тела разной массы обладать одинаковой кинетической или потенциальной энергией? Ответ поясните.

Диагностическая работа № 3 «Основы

молекулярно-кинетической теории»

1. Дайте определение относительной молекулярной массы.

2. Почему, когда чертят мелом на классной доске, то частички его на ней остаются?

3. Какую площадь может занять капля оливкового масла объемом 0,02 см3 при расплывании ее по поверхности воды?

4. Почему молекула при соударении со стенкой действует на нее с силой, про-

порциональной скорости, а давление пропорционально квадрату скорости?

5. Предложите способ цементации стали.

6. Оцените число молекул в капле воды объемом 1 см3, если диаметр молекулы воды 3 10 8 см3.

Результаты выполнения диагностических работ обобщены в таблице 1 и представлены на гистограмме (рис. 1).

Таблица 1

Результаты диагностических работ

Уровни обученности Диагностическая работа № 1 Диагностическая работа № 2 Диагностическая работа № 3

Познание 78,5% 73,3% 92,3%

Понимание 60,7% 73,3% 92,3%

Применение 64,2% 66,6% 92,3%

Анализ 78,5% 40,8% 100%

Синтез 78,5% 60,7% 84,6%

Оценка 60,7% 66,6% 73,3%

Анализ результатов диагностики интеллектуального развития школьника в процессе обучения физике показывает, что выполнение заданий на уровне познания составляет 78,5% в диагностической работе № 1, 73,3% - в диагностической работе № 2 и 92,3% - в диагностической работе № 3. Эти данные позволяют сделать вывод, что учащиеся освоили научные факты, терми-

нологию, теории, методы и принципы, заложенные в учебном материале. На этом уровне ученики в состоянии выучить, вспомнить и повторить изученное. Сравнительный анализ выполнения диагностических работ показывает, что в работе № 3 учащиеся набрали наибольшее количество процентов - 92,3%.

120 100 80 60 40 20 0

Познание Понимание Применение Анализ

Синтез

Оценка

Диагностическая работа 1  Диагностическая работа 2

Диагностическая работа 3

Рис. 1. Обобщенные результаты диагностики

На наш взгляд, это связано с тем, что формирование основных понятий, содержащихся в главе «Основы молекуляр-но-кинетической теории» (МКТ), не вы-

звало затруднений у школьников, поскольку положения МКТ были не только сформулированы, но и подтверждены опытными фактами. В первой и во второй

диагностической работах процент выполнения заданий на данном уровне различается незначительно. Это позволяет предположить, что знания, формируемые в главе «Закон сохранения энергии», оказались более трудными для усвоения.

На уровне понимания находятся 60,7%, 73,3% и 92,3% учащихся соответственно. Диагностические задания на данном уровне предполагали, что учащиеся будут применять усвоенные знания в типичных ситуациях. Как видно из таблицы и гистограммы, умение учащихся применять полученные знания в похожих ситуациях было наилучшим образом сформировано при изучении темы «Основы молеку-лярно-кинетической теории». Низкий процент выполнения задания в первой диагностической работе обусловлен, по нашему мнению, тем, что учитель не заострил внимания школьников на условиях совершения механической работы.

Сформированность умения учащихся применять полученные знания на практике проверялась на уровне применения. Результаты выполнения заданий диагностических работ № 1 и № 2 показывают, что учащиеся недостаточно успешно справились с ними. Данный факт вызывает тревогу, так как перед диагностическими работами были проведены уроки решения задач на закрепление и лабораторная работа, при выполнении которой учащиеся научились экспериментально вычислять потенциальную энергию, сравнивать два различных значения потенциальной энергии системы. Эти цифры, может быть, связаны с тем, что в классе есть учащиеся, которые не заинтересованы в изучении физики и в дальнейшем не планируют сдачу ЕГЭ по физике. Однако умение применять знания по основам мо-лекулярно-кинетической теории сформировано у 92,3% школьников, что соответствует высшему показателю. Это позволяет констатировать, что знания основ МКТ учащимися 10 класса усвоены.

Наилучший результат при выполнении задания для уровня анализа (100%) приходится на диагностическую работу № 3 «Основы молекулярно-кинетической теории». Это значение можно объяснить тем, что многие ученики начинают проявлять свои потенциальные возможности в

анализе проблемы, содержащейся в данном задании, и тем, что диагностическая работа проводилась на завершающим этапе изучения основ молекулярно-кинети-ческой теории. Достаточно низкий процент выполнения задания диагностической работы № 2 на уровне анализа -40,8%. Этот минимальный результат, на наш взгляд, можно объяснить тем, что учащиеся подошли к выполнению задания с житейских, а не с научных позиций. Нам, вероятно, необходимо пересмотреть данное задание и изменить его на задание с однозначной трактовкой.

Выполнение заданий на уровне синтеза составляет 78,5%, 60,7% и 84,6% по диагностическим работам соответственно. Эти цифры позволяют сделать вывод о том, что большинство учащихся выполняют предложенные задания с опорой на усвоенные знания. Для данного уровня наилучший результат при выполнении диагностической работы № 3 -84,6%. Это, возможно, связано с тем, что школьники достаточно прочно усвоили основные положения МКТ и научились успешно применять их при решении поставленных учебных проблем. Показатель выполнения первой диагностической работы тоже высок (78,5%), а для второй работы составляет всего 60,7%. На наш взгляд, это различие может быть объяснено разной степенью закрепления изученного материала на практических занятиях при изучении главы «Закон сохранения энергии», что обращает внимание на трудность его понимания.

На уровне оценки справились с диагностической работой № 1 60,7% учащихся, с диагностической работой № 2 -66,6% и с диагностической работой № 3 -73,3% школьников. Первые два показателя немного выше 60%. Следовательно, мы все-таки можем говорить о сформирован-ности у учащихся умения оценивать. Максимальный уровень приходится на задание третьей диагностической работы. Это, возможно, связано с тем, что школьники закрепили умения по нахождению и вычислению основных характеристик молекул и их систем, закрепили понятия и формулы, изучаемые в рамках молеку-лярно-кинетической теории, и сформиро-

вали умение оценивать величины и полученные результаты.

Результаты диагностики позволили нам выявить и недостатки диагностических заданий:

- во-первых, следует пересмотреть формулировку диагностических заданий, при выполнении которых учащиеся показали максимальные и минимальные результаты, с учетом их сложности;

- во-вторых, необходимо проведение дополнительной работы по формированию и закреплению у учащихся обязательных знаний и умений, развитию их способностей и компетенций.

Устранение второго недостатка, наш взгляд, возможно на занятиях физического кружка, на дополнительных занятиях по физике во внеурочное время, при выполнении самостоятельных творческих или исследовательских работ.

Литература

1. Калмыкова З.И. К вопросу о методах диагностики обучаемости школьников // Вопросы психологии.1968.№ 6. С. 127-132.

2. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика. 10 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. Уровни / под ред. В.И. Николаева, Н.А. Парфентьевой. М. : Просвещение, 2010.

3. Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка: 80 000 слов и фразеологических выражений / Российская академия наук. Институт русского языка им. В.В. Виноградова. М. : Азбуковник, 1997.

4. Тулькибаева Н.Н. Функции и содержание теста на определение уровня обученности, сформированности интеллектуальных способностей и типа мышления обучающегося // Образовательный стандарт по физике (средняя школа и педагогический вуз). М. : МПУ, 1993. С. 101106.

5. Bloom B.S., Hastigs S.T., Madaus G.F. Handbook on formative and summative evalution of student learning. N.Y., 1971.

Сведения об авторах

Абрамов Сергей Михайлович, кандидат физико-математических наук, доцент, декан физико-математического факультета, заведующий кафедрой физики, теории и методики обучения физике Орского гуманитарно-технологического института.

E-mail: abramovsm@mail .ru.

Пронина Ирина Ивановна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры физики, теории и методики обучения физике, заместитель декана физико-математического факультета по учебной работе Орского гуманитарно-технологического института.

E-mail: proninaii@mail .ru.

Почтовый адрес: 443099, Самара, ул. М. Горького, 61/63.

Телефон: 333-27-27.