...
Інноваційні технології навчання фізики PDF Печать E-mail

Інноваційні технології навчання фізики

Необхідність впровадження в практику роботи сучасної загальноосвітньої школи інноваційних технологій навчання фізики вимагає підготовки вчителів нового аналітичного і разом з тим проектно-конструктивного характеру мислення, спрямованого на удосконалення педагогічної парадигми.
Мета проведеного дослідження полягала у виявленні ефективних шляхів підготовки майбутнього вчителя фізики до використання інноваційних технологій навчання, а саме: виявлення чинників, які впливають на формування рівня цієї підготовки; виявлення особливостей введення ступеневої системи підготовки фахівців на фізичному факультеті; розробка моделей взаємодії акмеологічних технологій підготовки майбутнього вчителя фізики; розробка рекомендацій по формуванню змісту і організації навчального процесу при підготовці у вузі майбутніх вчителів фізики до використання інноваційних технологій навчання.
Завдання оновлення змісту фахової підготовки майбутнього вчителя фізики у контексті технологізації навчального процесу вирішувалося поетапно. На першому етапі були задані критерії, на основі яких із інформаційного потоку була виділена та частина, яка складає технологічний зміст професійної підготовки майбутнього вчителя фізики. На етапі реалізації функціонування акмеологічної технології основним критерієм її ефективності визначено сформованість авторської системи майбутньої професійної діяльності студента в якості вчителя фізики. Показниками цієї сформованості є :
• уміння оптимально обирати з урахуванням специфіки класу і цілей навчання конкретну технологію навчання фізики;
•  здатність  самостійно  варіювати власну професійну діяльність в якості вчителя фізики при зміні внутрішніх і зовнішніх чинників навчального процесу;
•   здатність вносити у процес навчання фізики нове по відношенню до власної системи діяльності, вдосконалювати форми, методи і засоби навчання фізики, постійно відшуковувати їх оптимальне поєднання;
•  творче ставлення до навчання і практичної професійної діяльності;
•  об’єктивна    самооцінка    власної     системи      професійної     діяльності, відкритість для аргументованої критики і корекції, здатність до самокоригування;
•  прагнення до   високої    культури    педагогічної діяльності    в    якості вчителя фізики – здатність планувати свою професійну діяльність, намагання дотримуватися високої технологічної дисципліни, раціональна організація і зміст робочого місця вчителя фізики, неухильне дотримання правил безпеки;  
• володіння авторською системою діяльності на рівні вміння здійснити апробацію у реальному навчальному процесі з фізики;
•  представлення авторської системи діяльності на основі концепції технологізації навчального процесу з фізики у вигляді дипломної роботи та її аргументований захист.
Спроба реалізувати цей зміст в межах курсу “методика навчання фізики” не принесла очікуваних результатів, як з огляду на незначну кількість годин (всього – шість лекційних і шість годин на практичні заняття), так і з недостатньою процесуальною насиченістю діяльності студентів. Тому на другому етапі було виявлено необхідність введення інтегративного спецкурсу “Інноваційні технології навчання фізики в середній школі”.
У детермінації змісту фахової підготовки майбутнього вчителя фізики діалектичний взаємозв’язок традиційного та інноваційного змісту навчання виявився у тому, що інноваційне формувалося і в подальшому інтегрувалося в систему на основі традиційного змісту професійної підготовки вчителя фізики.
Побудова спецкурсу на основі діяльнісного підходу в аспекті формування у студентів системи фахових технологічних знань і умінь передбачала вирішення проблем з двох напрямків.
З одного боку – це побудова системи технологічних знань студентів, необхідної і достатньої для повноцінного оволодіння сучасними технологіями навчання фізики; удосконалення системи знань про способи навчальної діяльності та інваріанти навчального процесу, задіяні при навчанні фізики. Досягнути цього можна різними шляхами. Зокрема, значні можливості розкриває вивчення науково-теоретичних основ технологій навчання фізики на самому високому рівні узагальнення з наступною конкретизацією, а також введення в зміст навчання вивчення психологічних понять про зміст і структуру навчальної діяльності, ознайомлення з психолого-педагогічними концепціями, що можуть слугувати базою для розробки інноваційних технологій навчання фізики.
З іншого боку – це пошук можливостей поєднання формування технологічних знань студентів із умінням застосовувати їх на практиці у відповідності з практичними потребами та ціннісними орієнтаціями призвів до необхідності розробки і застосування акмеологічних технологій на контекстній основі. Застосування акмеологічних технологій підготовки майбутнього вчителя фізики на контекстній основі було спрямоване на створення таких умов навчальної діяльності, за яких студентам необхідно було активно застосовувати технологічні знання для вирішення практичних завдань технологізації навчального процесу з фізики.
Діяльнісний підхід до підготовки майбутнього вчителя фізики полягає у здійсненні студентами інтегративної діяльності, що визначається повнотою свого змісту в процесуальному і змістовному аспектах (постановка навчальних цілей – проектування технологій навчання фізики – застосування технологій - результати) і у видовому аспекті – адже у ній повинні бути досить повно представлені пізнавальна, ціннісно-орієнтаційна, перетворююча, комунікативна і естетична діяльність.
Процес цілевизначеної життєдіяльності завжди пов’язаний з умотивованим певною потребою напруженням вищих психічних функцій людини. Напружений психічний стан мобілізує відповідні ресурсні можливості організму людини на досягнення якоїсь мети. Це значить, що суб’єкт діяльності має здійснити певні перетворення над об’єктом діяльності – тобто розв’язати задачу вдоволення якоїсь матеріальної, соціальної чи духовної потреби [107, 161, 283]. Але перетворюючи світ, людина перетворює перш за все себе. Отже, задача, у співвіднесені з суб’єктом, - це свідома мета, детермінована об’єктивно-предметними умовами її досягнення. Тому, з точки зору досяжності цілей та детермінуючого характеру  об’єктивно-предметних умов середовища, у якому здійснюється конкретна діяльність, задачі умовно можна класифікувати на віддалені, ближні та актуальні. Стосовно процесу пізнавальної діяльності прикладами задач віддаленого характеру, скажімо, можуть бути – проблема локалізації в якомусь просторі на тривалий час високотемпературної плазми, проблема високотемпературної надпровідності, створення технічного пристрою, що міг би конкурувати з органом нюху людини і ін. – задачі, над якими працюють науковці та винахідники; задачі ближнього характеру – вивчення закону збереження імпульсу, основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії, рівняння Ейнштейна для фотоефекту тощо – задачі, які розв’язує учень під керівництвом учителя ; задач актуального характеру – конкретні задачі на використання відповідних законів – задачі, які учень здатний реалізувати без допомоги вчителя. Таким чином, за описаними вище ознаками, задачі, які обслуговують пізнавальну діяльність, можна розмежувати так:
наукова задача (проблема) – віддалена цільова зорієнтованість, розрахована на створення “об’єктивно нового знання” в суспільній свідомості; хоч і розв’язують такі задачі науковці та винахідники, досвід показує, що ігнорувати ними у навчанні не варто;
пізнавальна задача – своєю метою зорієнтована на “зону найближчого розвитку” школяра. “Зона найближчого розвитку” [78] визначається такими розумовими операціями, які учень ще не здатний виконати самостійно, але які стають для нього посильними при певній допомозі ззовні. Операційний механізм, хоч і зумовлюється системою тимчасових зв’язків суб’єкта з об’єктом пізнання, завжди спрацьовує за принципом доцільності, що історично формується в процесі соціального розвитку людини, визначаючи той чи інший порядок як зовнішніх, так і внутрішніх взаємодій, які спричинюють до певних перетворень як в об’єкті, так і в суб’єкті пізнання. За умови спрацювання цього механізму (а це якраз ситуація, що в найбільшій мірі потребує управління) учень оволодіває “суб’єктивно новим знанням” та способами його отримання. В міру ж оволодіння методологією отримання нових знань в учня формуються такі особистісні якості як готовність до самоконтролю, самоуправління та самоосвіти. Приходимо до неймовірно простого висновку: “Єдиним джерелом знань є власна перетворююча діяльність учня щодо об’єкту пізнання і себе самого”. Ось чому допомога учневі у навчанні повинна носити спадний характер [307]. Як бачимо, пізнавальна задача функціонально забезпечує логічний ряд навчально-пізнавального акту (цілевизначеність  упередження кінцевого   результату     діяльності      активно         перетворююча      діяльність         управління (функція учителя)     самоуправління),     тому    вона     
виступає своєрідною “молярною частинкою” (“генетичною ланкою системи”, “клітинкою пізнання”) навчального процесу, поведінку і властивості якої піддаємо аналізу з тим, що згодом результати цього аналізу трансформувати, по можливості, на процес навчання фізики в цілому (тут є підстави виявляти обачність: навряд чи продуктивною може бути модель навчального матеріалу як дискретної структури, що складається з певної доцільної сукупності пізнавальних задач; швидше навчальний матеріал треба розглядати як динамічну модель, між структурними елементами якої (пізнавальними задачами) відбуваються складні взаємодії, що описуються законами статистик, але це вже не проблема, що виходить за рамки даного дослідження);
навчальна задача – своєю метою зорієнтована на зону актуального розвитку школяра. Навчальні задачі учень здатний розв’язувати без допомоги вчителя (звичайно, якщо зміст таких задач приведений у відповідність з пізнавальними можливостями школяра (Д.М. Узнадзе)). У першому наближенні можна було б сказати, що навчальна задача нових знань не дає: розв’язуючи , наприклад конкретну навчальну задачу на застосування закону збереження імпульсу чи іншу, учень не лише “відгранює” здобуте ним раніше “нове знання”. Однак такий висновок був би поспішним. Насправді, “відгранювання” “нового знання” означає: оволодіння новими способами його виявлення, застосування, трансформацій, перетворень і т. ін. – тобто учень збагачується методологічно і, отже, відкриває для себе нову якість “нового знання”, тобто отримує нове знання, в аспекті методологічності, дієвості [89; 127; 195; 237]. Іншими словами, навчальні задачі – необхідна умова для інтелектуального (а при відповідному доборі – емоційного та світоглядного) збагачення індивіда. Фактично всі запитання і задачі, які поміщаються у збірниках та підручниках фізики, носять характер навчальних. Але тут виникають питання:
1)    Чому багато учнів з неохотою беруться за розв’язування фізичної задачі?
2)    Який принцип добору навчальних задач за змістом і за кількістю?
Відповідь на перше питання очевидна – задачі мають відповідати пізнавальним можливостям учня і бути привабливими з своїми текстовими новелами. Відповідь на друге запитання не може бути вичерпною: зрозуміло, що за своїм змістом навчальні фізичні задачі повинні бути такими, щоб вони сприяли формуванню відповідних особистісних якостей учня, окреслених навчальною програмою; щодо того, який принцип добору задач за кількістю (окремі вчителі вважають – чим більше, тим краще) стосовно вивчення конкретної теми, чи конкретного питання курсу фізики, то тут необхідно сказати, що цей ракурс ще чекає свого розкриття (через призму нормалізації навчального навантаження учнів, інтеграції навчальних дисциплін, характеристик якості знань учнів і т. ін.).
Як бачимо, первинне “нове навчання” учень отримує тільки через пізнавальну задачу (наукова задача не може набути статусу обов’язкової у навчанні; навчальна задача, виступаючи специфічним елементом освітнього середовища фактично “обслуговує” пізнавальну задачу). Значить, правомірно, і з тієї точки зору, пізнавальну задачу обрати об’єктною характеристикою навчального процесу. До того, як остаточно перейти до виділення основних критеріїв кожного з параметрів (стереотипність, усвідомленість і пристрасність) пізнавальної задачі, розглянемо проблему пізнавальної задачі з позиції теорії розвитку вищих психічних функцій [7; 76]. Пізнавальну задачу з позицій діяльнісного підходу [160] треба інтегрувати як процес взаємодії людини з об’єктом пізнання, внаслідок якої людина збагачується “новими знаннями”.
Вектори цієї взаємодії пов’язані з діяльністю функціональних, операційних та мотиваційних механізмів психіки [8, с.388-389] і відповідно породжуються знаковими (спрямованими всередину людини), операційними (“човникова” спрямованість)  та знаряддєвими або інструментальними (спрямованими назовні – на конкретний об’єкт) зв’язками [77, с.37-200], як
знаковий
операційний
знаряддєвий

Тобто, якщо йдеться про окремий навчально-пізнавальний акт, відповідно з окресленою пізнавальною задачею, то він спричинюється відображенням об’єкта пізнання в психіці індивіда на основі сенсорно-перцептивних, мнемічних та вербально-логічних процесів. Як стверджує Б.Г. Афанасьєв “...сенсорно-перцептивні, мнемічні, вербально-логічні процеси ... виступають складними утвореннями, в яких взаємодіють функціональні, операційні та мотиваційні механізми, що відносяться до різних класів характеристик людини” [7, с.206-207]. Такими особистісними характеристиками діяльності учня стосовно до засвоєння конкретної пізнавальної задачі, а тим більше певного класу пізнавальних задач, як було зазначено вище, виступають стереотипність,   усвідомленість   та     пристрасність.    Ми      вже     бачили,  що  цими характеристиками    охоплюється  часовий простір діяльності:  минуле     теперішнє     майбутнє. Тепер переконуємося, що вони (стереотипність, усвідомленість, пристрасність) добре узгоджуються з виявами протікання вищих психічних процесів (сенсорно-перцептивного, мнемічного, вербально-логічного).
Отже, в умовах переходу на нову освітню модель і на новий стандарт освіти, коли стає все більш помітною тенденція переходу від інформаційно-виконавчої до проектно-творчої схеми навчання, особливо гостро постає проблема управління навчально-пізнавальною діяльністю учнів. Дієвість освітньої моделі залежить від того, наскільки процес контролю, корекції і регулювання у навчанні, тобто управління, буде носити цілеспрямований характер, наскільки зовнішні управлінські впливи спонукатимуть до внутрішнього саморегулювання і самоуправління навчанням. Спливає найголовніша проблема – виділення в якості об’єкта контролю такої “клітинки пізнання”, яка б відображала у собі як змістову, так і діяльнісні сторони процесу навчання, яка б носила у собі ознаки знання, так і способу його здобування. Ці міркування наближають нас до того, що така об’єктна характеристика процесу навчання має бути пов’язаною з особистісними якостями учня, його здатністю перетворювати як конкретний об’єкт пізнання, так і себе самого. Таким чином, йдеться про інтегральну якість, пов’язану з навчальною діяльністю конкретного індивіда і можливість управління його набутками у цьому процесі.
Структурним елементом навчального матеріалу “клітинкою пізнання”, носієм взаємодії між учнем та об’єктом пізнання виступає пізнавальна задача. Процес засвоєння пізнавальної задачі, здійснюваний на основі знаряддєвої, операційної та знакової взаємодії учня з об’єктом пізнання, залишає у мислительному та почуттєвому досвіді школяра сліди, які резонно називати знаннями. На цій підставі модна стверджувати, що єдиним джерелом знань є перетворююча діяльність учня щодо об’єкту пізнання (реальні фізичні явища, процеси, тіла або їх матеріалізовані чи ідеалізовані моделі, а також відношення, ознаки, властивості, поняття, закони, теорії, концепції, що характеризують матерію в усіх її проявах). Дієвим знанням властиві ознаки результату і процесу, змісту і методу. Тобто знання – це така особлистісна якість, яка відображає у собі змістовно-діяльнісну характеристику процесу навчання. З цього випливає, що залежно від того, який тип взаємодії з об’єктом пізнання (знаряддєвий, операційни, знаковий) превалює, модна вказати на три шляхи (параметри) засвоєння навчального матеріалу учнем: пристрасність, стереотипність, усвідомленість. Вивівши пізнавальну задачу (в аспекті її засвоєння) на рівень об’єкта контролю, виділивши пристрасність, стереотипність та усвідомленість в якості параметрів та описавши критичні значення для кожного з них, побачили можливість розробки і використання еталонів контролю у навчанні фізики.
Пропонується конкретна схема управління навчально-пізнавальною діяльністю учнів у навчанні фізики. В умовах наявної моделі фізичної освіти має існувати конкретний стандарт освітнього середовища, через яке вчитель здійснює відповідні цілеспрямовуючі впливи на навчально-пізнавальну діяльність учня. Зміст навчання окреслюється навчальною цільовою програмою, у якій намічено конкретні рівні (еталони) засвоєння кожної пізнавальної задачі. Ці еталони носять об’єктивний характер і мають однакове тлумачення як для учня, так і для вчителя. Управління (коригування, регулювання) навчанням учня здійснюється на основі результатів контролю, які виступають своєрідним наслідком співставлення реальних результатів навчання учня з вимогами конкретного еталона. Оскільки знання учня можуть бути такими, що відповідають або не відповідають наміченому еталону, то стани легко можуть бути закодованими у двійковій системі числення, що можна використати для створення комп’ютерних програм з метою автоматизації процесу контролю. Контроль здійснюється за всіма параметрами (пристрасність, усвідомленість, стереотипність). Якщо відповідно до наслідків контролю приймаються адекватні управлінські вирішення, то це сприяє поступовому розвитку інтелектуальних, світоглядних, творчих та духовних особистісних начал учня засобами фізики.

 

Яндекс.Метрика >