Экспериментальная проверка системы управления интеллектуальным развитием учащихся физико-математических классов при обучении физике

УДК 372.853

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМ РАЗВИТИЕМ УЧАЩИХСЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ КЛАССОВ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ

EXPERIMENTAL VERIFICATION OF INTELLECTUAL DEVELOPMENT CONTROL SYSTEM AS EXEMPLIFIED IN TEACHING PHYSICS IN PHYSICS AND MATHS CLASSES

© Е.А. Самойлов Поволжская государственная социально-гуманитарная академия

© E.A. Samoilov Samara State Academy of Social Sciences and Humanities

В статье излагаются результаты педагогического эксперимента по проверке авторской концепции управления интеллектуальным развитием воспитанников классов физико-математического профиля при обучении физике.

The article presents the results of the pedagogical experiment to verify the author's conception on students' intellectual development control in Physics and Maths classes while teaching Physics.

Ключевые слова: обучение физике в классах физико-математического профиля; управление интеллектуальным развитием обучаемых (УИРО).

Keywords: teaching Physics in Physics and Mathematics classes; students' intellectual development control.

На разных этапах эволюции общества существуют определенные возможности для развития общего интеллекта учащихся и повышения качества их физического образования. Возможные подходы к решению проблемы управления интеллектуальным развитием школьников во многом определяются трактовкой понятий «развитие интеллекта» и «управление развитием интеллекта». С нашей точки зрения, развитие индивидуального интеллекта при обучении физике - это количественное наращивание и качественная перестройка ментального (умственного) опыта школьника посредством учебной деятельности, организуемой педагогом в соответствии с психологическими закономерностями интеллектуального становления и особенностями курса физики. Управление интеллектуальным развитием обучаемых (УИРО) представляет собой вид образовательной деятельности, побуждающей учеников к организованному

поведению, выполнению требуемых познавательных и инструментальных действий, соблюдению установленных норм учения с целью расширения и усложнения их индивидуальных интеллектуальных ресурсов средствами физики.

В Самаре разработана методическая система УИ О при усвоении курса физики в рамках неоднородного коллектива учеников на основе уровневой интегральной модели интеллекта, авторской трактовки компетентности и предполагающая систематическое использование оригинальных цифровых образовательных ресурсов [1]. Эта система создавалась, апробировалась и оценивалась в педагогическом эксперименте, который охватывал 30 школ Самары, Москвы, Калининграда, Казахстана, три вуза. На протяжении более 20 лет в нем участвовало около 2500 учеников, 1000 студентов, 500 учителей физики (табл. 1).

Таблица 1

Общая характеристики педагогического эксперимента

Этапы Экспериментальная база Участники

Констатирующий 1990-1994 гг., 2011 г. 17 СОШ, лицеев и гимназий г. Самары и Самарской области; физико-математический факультет ПГСГА (до 2009 г. - СГПУ); СИПКРО 1300 учеников, 300 абитуриентов и студентов, 100 учителей

Поисковый 1995-2006 гг. СОШ г. Самары - № 3, 149; гимназия № 11, физико-математическая школа VI факультета СГАУ; ЛАП № 135; ПГСГА (СГПУ); СИПКР О 500 учеников, 350 студентов, 300 учителей

Обучающий 2007-2010 гг. ЛАП № 135; физико-математический факультет ПГСГА (СГПУ); СИПКР О 100 учеников, 250 студентов, 100 учителей

Контрольный 2011-2013 гг. 10 СОШ и лицеев г. Самары; 3 СОШ Уральской области; 2 лицея г. Москвы и г. Калининграда; физико-математический факультет ПГСГА; ЧГПУ 900 учеников, 70 студентов, 30 учителей

Проверялась такая гипотеза.

Если проектирование и использование системы учебного физического знания, образовательной среды и технологии обучения физике будут осуществляться: а) с учетом закономерностей развития интеллекта, понимаемого как форма организации умственного опыта субъекта; б) в соответствии с особенностями функционирования холо-нических организационных систем; в) с привлечением современных материально-технических ресурсов (в том числе средств ИКТ) для организации технологичного образовательного процесса, то это будет способствовать эффективному (адекватному требованиям информационного общества) управлению интеллектуальным развитием учащихся.

Для эффективного мониторинга и оценки интеллектуального роста учеников был разработан инструментарий. В качестве контролируемых характеристик интеллектуального развития выбраны: 1) знания, 2) умения, 3) лидерство (инициатива, саморегуляция, своеобразное отношение к происходящему), 4) новаторство (нацеленность на поиск противоречий и их разрешение), 5) коммуникация (деятельность с информацией, конструктивное общение), 6) взаимодействие (особенности участия акторов в общем деле, отношения в коллективе).

Предложены уровни, критерии, средства измерения шести названных интеллектуальных качеств ученика [2]. Например, выделяются три уровня взаимодействия (конкуренция, нейтралитет, партнерство),

соответствие которым устанавливается в групповой работе.

Для сравнения уровня интеллектуального развития школьников (классов) может быть использован совокупный интеллектуальный продукт - количественный интегральный показатель интеллектуальной деятельности ученика (или коллектива учеников), отражающий в условных баллах трудоемкость всех индивидуально решенных за отчетный период учебных физических задач: Р7- = Егде й - коэффициент (уровень) трудности физической задачи, Ый - число решенных задач й-го уровня трудности 7-м по списку учеником. Этот показатель применялся на обучающем этапе эксперимента для сравнения динамики результативности продуктивной интеллектуальной деятельности учащихся экспериментальных и контрольных групп.

Проиллюстрируем экспериментальные результаты на примере реализации разработанной методики при изучении кинематики. В каждую группу было включено по 40 учеников. В начале I учебной четверти была проведена двухчасовая срезовая работа, а в начале II четверти после изучения темы «Кинематика» - еще одна. Разноуровневые поисковые задачи охватывали ключевые элементы знания и умения в рамках темы, а также приемы продуктивной деятельности. В экспериментальных классах (табл. 2) наблюдался заметный рост совокупного интеллектуального продукта учащихся (I срез - 1765 условных баллов,

Е.А. Самойлов

II срез - 2645), в то время как в контрольных классах был отмечен небольшой спад (I срез - 2425 условных баллов, II срез -2115). Динамика результатов двукратного выполнения срезовых работ свидетельствует о преимуществах экспериментальной

методики обучения и предлагаемой системы управления интеллектуальным развитием учеников. Использование статистического критерия знаков подтвердило этот вывод.

Таблица 2

Изменение результативности продуктивной деятельности учеников

Экспериментальные классы Контрольные классы

№ среза Совокупный интеллектуальный продукт Удельный интеллектуальный продукт Совокупный интеллектуаль ный продукт Удельный интеллектуальный продукт

1 1765 44 2425 60

2 2645 66 2115 53

Поэлементный анализ выполнения поисковых заданий по кинематике показывает, что в экспериментальной группе решено больше задач высоких уровней трудности (Б и В). Критический барьер в 80 баллов (показатель локального уровня новаторства) преодолели около 77% учеников, причем 20% испытуемых набрали 150 баллов и больше (то есть продемонстрировали высокий уровень новаторства). В контрольной же группе преодолели порог в 80 баллов только 25% учащихся (рис. 1).

Для оценки объема и качества ключевых знаний и умений, усвоенных школьниками к финалу изучения темы «Кинематика» проводились соответственно теоретический зачет и контрольная работа с тренировочными и типовыми задачами. Коммуникация и сотрудничество учеников оценивались по результатам выполнения ситуативных заданий и решения задач с демонстрационного стола. Кроме того, использовались методы наблюдения и анкетирования.

100

80

£

8 60

о

о

5 40

Л

«

3

£20

I

1

§ I

I1 р 1

Л__йЗ

1

млШ

а

I 1

11

1 2 3 4 5 № задания

В ^ Экспериментальные В ЩЩ

тг __г тг 55о

Б ™ классы Б Ц

А А т.

ш

ш

Контрольные

классы

Приемы продуктивной деятельности (ППД):

1 - видение проблем

в привычных ситуациях,

2 - перенос физических

знаний,

3 - трансформация

умений,

4 - структурирование,

5 - учет альтернатив,

6 - видение нетрадиционной функции объекта,

7 - выдвижение субъективно новых идей,

8 - фантазирование

Рис. 1. Поэлементный анализ выполнения поисковых заданий по кинематике учащимися физико-математических классов

8

6

7

езультаты всех контрольно-оценочных мероприятий были обработаны автоматически с учетом весовых коэффициентов посредством компьютерной программы АСУ РСО. Итоги изучения этой темы с учетом многопланового контроля таковы: от-

личных отметок - 27%, хороших - 44%, удовлетворительных - 29%, неудовлетворительных отметок нет. Качество знаний учащихся экспериментальных классов оказалось равным 71% (табл. 3).

Таблица 3

Итоги изучения кинематики

Группы Отметки за тему

Отлично Хорошо Удовлетворит. Неудовлетворит.

Экспериментальная 27% 44% 29% 0

Контрольная 17% 30% 53% 0

Результаты контрольного эксперимента также говорят о том, что показатели интеллектуального развития учащихся экспериментальных классов выше показателей контрольных классов: 1) выявлен значительный совокупный интеллектуальный продукт, 2) решено больше поисковых задач уровней Б и В, 3) обнаружен сравнительно высокий уровень коммуникации, сотрудничества, лидерства, новаторства,

в том числе информационная гибкость (владение разнообразными способами кодирования/декодирования информации), готовность к высказыванию аргументированных суждений, способность к комплексному использованию предметных и универсальных способов действий.

Таким образом, гипотеза исследования подтвердилась.

Литература

1. Самойлов Е.А. Управление интеллектуальным развитием школьников при обучении физике в классах физико-математического профиля : монография. Самара : ПГСГА, 2013.

2. Самойлов Е.А. Инструментарий для оценки интеллектуального развития школьников // Дистанционное и виртуальное обучение. 2012. № 10. С. 78-84.

Сведения об авторе

Евгений Андреевич Самойлов, доктор педагогических наук, профессор кафедры физики и методики обучения Поволжской государственной социально-гуманитарной академии.

E-mail: evge-samojlov@yandex.ru.

Почтовый адрес: 443099, Самара, ул. М. Горького, 65/67. Тел.: (846) 269-64-44.