Методика навчання електромагнетизму



Сторінка1/2
Дата конвертації08.03.2016
Розмір0.66 Mb.
  1   2



Для заказа доставки данной работы воспользуйтесь поиском на сайте http://www.mydisser.com/search.html







НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ М.П. ДРАГОМАНОВА

На правах рукопису

БУРАК Володимир Іванович



УДК 372.853 + 537.8 (07)

МЕТОДИКА НАВЧАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМУ

В ОСНОВНІЙ ШКОЛІ В УМОВАХ ДИФЕРЕНЦІАЦІЇ НАВЧАННЯ

13.00.02теорія та методика навчання (фізика)

Дисертація

на здобуття наукового ступеня

кандидата педагогічних наук

Науковий керівник: Вознюк Микола Федорович,

кандидат педагогічних наук,

доцент

Київ – 2009

ЗМІСТ

ВСТУП ............................................................................................................................4

РОЗДІЛ 1

ПРЕДМЕТ І ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ ..................................14

1.1. Аналіз сучасного стану методики навчання електромагнетизму

в основній школі .……....................................................................................14

1.1.1. Загальна характеристика розвитку методики навчання

електромагнетизму в основній школі ………………..…………….14

1.1.2. Аналіз методики навчання електричних явищ ……………………..16

1.1.3. Аналіз методики навчання магнітних явищ ……………………......23

1.1.4. Аналіз методики навчання явища електромагнітної індукції ……..27

1.2. Наукові основи методики навчання електромагнетизму

в основній школі за умов диференціації навчання ………………..……....30

1.2.1. Психолого-педагогічні основи навчання фізики в основній школі..30

1.2.2. Диференціація навчання фізики та перспективи

її запровадження в основній школі ………………………………….33

1.2.3. Генералізація навчального матеріалу курсу фізики

основної школи ……………………………………………………….39

Висновки розділу 1........................................................................................................45



РОЗДІЛ 2

УДОСКОНАЛЕННЯ ЗМІСТУ, СТРУКТУРИ Й МЕТОДИКИ НАВЧАННЯ

ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМУ В ОСНОВНІЙ ШКОЛІ НА ЗАСАДАХ ГЕНЕРАЛІЗАЦІЇ ЗНАНЬ ЗА УМОВ ДИФЕРЕНЦІАЦІЇ НАВЧАННЯ ...........50

2.1. Засади генералізації змісту, структури й навчального матеріалу

з електромагнетизму в основній школі ………………..…………...……...50

2.2. Розвиток початкових уявлень учнів про електромагнітну взаємодію

та електромагнітне поле …………………….....…………………………...56

2.3. Удосконалення змісту, структури й методики навчання розділу

«Електричні явища. Електричне поле».........................................................67

2.3.1. Електричне поле. Електричний заряд.

Будова атома та електронна теорія ...……...………………...............67

2.3.2. Електричний струм у різних середовищах ……..…………...……...79

2.3.3. Закони постійного електричного струму …….…………...………...88

2.4. Удосконалення змісту, структури й методики навчання розділу

«Магнітні явища. Магнітне поле» ................................................................92

2.4.1. Магнітне поле електричного струму. Магнітні властивості

речовини та магнітне поле постійних магнітів ……..……………...93

2.4.2. Дія магнітного поля на провідники зі струмом і на рухомі

електрично заряджені частинки ……………………………..……..101

2.5. Удосконалення змісту, структури й методики навчання розділу

«Електромагнітна індукція. Електромагнітне поле» ................................104

2.5.1. Явище електромагнітної індукції. Електромагнітне поле ………..105

2.5.2. Практичне використання явища електромагнітної індукції ……..113

2.6. Психолого-педагогічні особливості пропонованої методики

навчання електромагнетизму ………...……..…………………………….118

2.7. Особливості навчання електромагнетизму в класах з непрофільним

вивченням фізики та на факультативних заняттях .……..…….………...123

Висновки розділу 2 .....................................................................................................127



РОЗДІЛ 3

ОРГАНІЗАЦІЯ ТА РЕЗУЛЬТАТИ ПЕДАГОГІЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ.133

3.1. Констатуючий експеримент ………..……………………..………………..134

3.2. Пошуковий експеримент …………………………………………………..142

3.3. Формуючий експеримент ................…..…………………………………...157

Висновки розділу 3 ………………………………………………………………….165

ВИСНОВКИ ..............................................................................................................169

ДОДАТКИ ……………………………………...…………………...………….…...172

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ...............................................................245

ВСТУП

Кінець ХХ – початок ХХІ ст. ознаменувався побудовою середньої освіти в Україні як суверенній незалежній державі. Найбільші зміни пов’язані з переходом до 12-річної загальної середньої освіти. Згідно з Державним стандартом базової і повної середньої освіти, курс фізики вивчають в 7–9 класах основної школи та в 10–12 класах старшої школи. Значно посилюється роль основної школи, по закінченню якої учні повинні отримати повноцінну базову освіту на відносно завершеному доступному для них рівні. Відповідно до цього, курс фізики 7–9 класів повинен бути пропедевтичним по відношенню до систематичного курсу старшої школи та базовим для основної школи, тобто мати відносно завершений характер і надавати учням систему знань про основні фізичні явища. Існує невідповідність між діючим курсом фізики та вимогами до базового курсу фізики 7–9 класів основної школи в умовах 12-річної загальної середньої освіти. У зв’язку з цим виникає потреба вдосконалення методики навчання фізики в основній школі. Гостро це питання стоїть при вивченні електромагнетизму (терміном «електромагнетизм» ми об’єднуємо електричні й магнітні явища та електромагнітну індукцію).

Різні аспекти методики навчання електромагнетизму напрацювали в науково-методичній літературі, навчальних посібниках і дисертаційних дослідженнях М. С. Білий [9], О. І. Бугайов [13], [16], Б. Б. Буховцев [40], М. Ф. Вознюк [47], С. У. Гончаренко [62], [63], [66], С. Є. Каменецький [112], [113], [165], [257], Є. В. Коршак [132], [133], Г. С. Ландсберг [289], О. І. Ляшенко [129], [131], М. Т. Мартинюк [15], Б. Ю. Миргородський [135], [170], Г. Я. Мякішев [175], [176], В. П. Орєхов [164], А. А. Пінський [167], [271], О. А. Покровський [78], О. В. Пьоришкін [43], [198]–[205], [224]–[226], В. Г. Разумовський [186], Н. О. Родіна [209]–[211], [227]–[229], [232], В. Ф. Савченко [128]–[133], [237], [263], А. В. Усова [166], [265], М. М. Шахмаєв [283], [284] та ін. Аналіз науково-методичної та навчальної літератури і педагогічної практики свідчить про значні здобутки методики навчання електромагнетизму в основній школі. Суттєве вдосконалення методики навчання електромагнетизму пов’язане з реформою шкільної фізичної освіти в 1967–1972 роках. Якщо до цього періоду фізика в основній школі вивчалась майже виключно на емпіричному рівні, то після реформи завдяки, перш за все, генералізації шкільного курсу фізики чітко просліджується націленість не тільки на емпіричне, але й на теоретичне осягнення значної частини навчального матеріалу. Разом з тим, багато питань залишаються невирішеними. Виникає необхідність удосконалення змісту, структури й методики навчання електромагнетизму відповідно до засад побудови базового курсу фізики основної школи.

Удосконалення методики навчання електромагнетизму повинно базуватись на врахуванні особливостей розумового розвитку підлітків і на досягненнях в області психології розумової діяльності учнів. Аналіз психолого-педагогічної літератури (Ж. Піаже [206], Л. С. Виготський [44], О. М. Леонтьєв [144], Д. Б. Ельконін [290], В. В. Давидов [51], Г. С. Костюк [137], В. А. Крутецький [140], В. С. Мухіна [174] та ін.) свідчить, що основним когнітивним новоутворенням підліткового віку є формальне мислення, але рівень його сформованості в підлітків лежить у дуже широких межах.

Перспективним є використання таких психолого-педагогічних теорій: а) теорія провідної ролі навчання в розумовому розвитку учнів (Л. С. Виготський, Д. Б. Ельконін, Г. С. Костюк, О. М. Леонтьєв); б) теорія поетапного формування розумових дій (П. Я. Гальперін [57], [58], Н. Ф. Тализіна [254]); в) теорія розвиваючого навчання в трьох його основних напрямах: 1) дидактична система загального розвитку учнів шляхом навчання на високому рівні складності з провідною роллю теоретичних знань (Л. В. Занков [96]); 2) теорія «змістовного теоретичного узагальнення» (В. В. Давидов [75], [76]); 3) проблемне навчання (В. Оконь [183], О. М. Матюшкін [161], Р. І. Малафєєв [154]).

Аналіз науково-методичної літератури (О. В. Пьоришкін [43], [211], О. І. Бугайов [13], В. Г. Разумовський [186], С. Є. Каменецький [257], А. В. Усова [166], М. Т. Мартинюк [156], В. Ф. Савченко [263] та ін.) показує, що на початку вивчення фізики (12–14 років) у більшості підлітків превалює наочно-образне мислення, абстрактне ж мислення перебуває тільки на стадії становлення та поступового нарощування. Тому вихідним є індуктивний підхід у навчанні з орієнтацією на розвиток емпіричного мислення. Одночасно використовують можливості логічних міркувань дедуктивним шляхом з орієнтацією на розвиток абстрактного, теоретичного мислення. У цілому можна відмітити тенденцію до поєднання розвитку емпіричного й теоретичного мислення підлітків при вивченні фізики.

Важливим засобом удосконалення змісту й структури шкільного курсу фізики заслужено вважається генералізація, яка означає виділення загального, головного принципу (ідеї) та побудову на цій основі методики навчання з підпорядкуванням часткового, окремого головному. Шкільна практика підтвердила високу ефективність вивчення різних явищ природи в основній школі з використанням генералізації в двох напрямах (В.Г. Разумовський [186], О.В. Пьоришкін [211], О. І. Бугайов [3], [17], О. І. Ляшенко [152], М. Т. Мартинюк [158]): 1) явищний (феноменологічний) підхід, який пов'язаний з розвитком уявлень про основні фізичні явища відповідно до ускладнення форм руху матерії; 2) генералізація курсу фізики завдяки використанню двох об’єднуючих теорій – основних положень про будову речовини, пов’язаних з молекулярно-кінетичною теорією, та початкових уявлень про будову атома, пов’язаних з елементами електронної теорії.

Традиційна методика розкриває електричні й магнітні явища та електромагнітну індукцію відносно відокремлено, унаслідок чого навчання електромагнетизму в основній школі не має спільної об’єднуючої основи. Наше завдання полягає в установленні такої об’єднуючої основи та в упровадженні генералізації навчального матеріалу з електромагнетизму в основній школі.

Одним з основних напрямів удосконалення навчального процесу за умов 12-річної загальної середньої освіти є широке впровадження диференціації навчання. У вітчизняній педагогічній практиці орієнтуються, перш за все, на впровадження рівневої та профільної диференціації [14], [17], [152].

Відповідно до Державного стандарту базової і повної середньої освіти [81]–[83], профільну диференціацію впроваджують для старшої школи. В основній школі профільна диференціація не передбачається, «особистісно орієнтований підхід здійснюється через варіативність методик організації навчання залежно від пізнавальних здібностей, а також через факультативні курси» [82, с. 1]. Це відповідає висновкам психологів, що більшість учнів, унаслідок вікових особливостей свого розвитку, не готові до профільного навчання в ранньому підлітковому віці. Разом з тим, частина учнів основної школи вже готова до вибору пріоритетних освітніх галузей та до поглибленого вивчення відповідних предметів. Цей висновок підтверджується практикою роботи шкіл нового типу, в яких у 1990 роках та на початку ХХІ ст. поглиблене вивчення фізики починалось з восьмого класу. Для врахування індивідуальних запитів і розвитку талановитої та творчо обдарованої молоді в Державному стандарті «під час складання типових навчальних планів для учнів спеціалізованих шкіл, гімназій, ліцеїв і колегіумів дозволяється перерозподіляти між освітніми галузями до п’ятнадцяти відсотків навчального часу, визначеного інваріантною частиною Базового навчального плану» [82, с. 1].

Згідно з Концепцією профільного навчання [126], у 8–9 класах 12-річної школи запроваджується допрофільна підготовка з метою професійної орієнтації учнів і сприяння вибору напряму профільного навчання в старшій школі. Це дає підстави для дослідження перспективності поглибленого вивчення електромагнетизму за умов допрофільної диференціації навчання в основній школі нового типу.

Актуальність теми. Аналіз традиційної методики навчання електромагнетизму в основній школі свідчить про наявність багатьох невирішених проблем при вивченні електричних і магнітних явищ та електромагнітної індукції. У зв’язку з переходом до 12-річної середньої освіти виникає гостра потреба в удосконаленні змісту, структури й методики навчання електромагнетизму в основній школі відповідно до засад побудови базового відносно завершеного курсу фізики 7–9 класів. При цьому необхідно, щоб удосконалення методики навчання електромагнетизму відповідало потребам розвитку як основного загалу учнів, так і творчо обдарованих підлітків, що можливо за умови запровадження диференціації навчання.

Наведений аналіз обґрунтовує вибір теми дисертаційного дослідження «Методика навчання електромагнетизму в основній школі в умовах диференціації навчання».



Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційне дослідження пов’язане з реалізацією основних положень Державного стандарту базової і повної середньої освіти в Україні в частині, яка стосується побудови змісту, структури й методики навчання електромагнетизму як розділу відносно завершеного базового курсу фізики основної школи. Дисертаційна робота виконана згідно з планом науково-дослідної роботи «Теорія та методика навчання фізики в загальноосвітній школі» кафедри теорії та методики навчання фізики і астрономії Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова.

Тема дисертаційного дослідження затверджена на засіданні Вченої ради Національного педагогічного університету імені М.П. Драгоманова (протокол №8 від 26.02.2004 р.) і узгоджена в Раді з координації наукових досліджень в галузі педагогіки та психології в Україні (протокол №5 від 25.05.2004 р.).

Об’єкт дослідження – процес навчання електромагнетизму в основній школі.

Предмет дослідження – зміст, структура й методика навчання електромагнетизму в основній школі за умов диференціації навчання.

Мета дослідження – теоретичне обґрунтування, вдосконалення, розробка та експериментальна перевірка змісту, структури й методики навчання електромагнетизму в основній школі за умов диференціації навчання.

Гіпотеза дослідження полягає в тому, що генералізація змісту, структури й навчального матеріалу з електромагнетизму на основі 1) понять електромагнітної взаємодії та електромагнітного поля, а також елементів електронної теорії та 2) явищного (феноменологічного) підходу – може привести не тільки до вдосконалення традиційної, але й до побудови принципово нової методики навчання електромагнетизму в основній школі, яка сприяє формуванню узагальнених уявлень з електромагнетизму та підвищує ефективність і результативність навчання за умов його допрофільної диференціації.

Для досягнення поставленої мети й перевірки сформульованої гіпотези були визначені наступні основні завдання:

1. Проаналізувати в науково-методичній і психолого-педагогічній літературі та в практиці шкільного навчання стан і тенденції розвитку методики навчання електромагнетизму в основній школі й виявити основні невирішені проблеми.

2. На основі аналізу літературних джерел урахувати вікові особливості розвитку підлітків і досягнення в області психології їх розумової діяльності при подальшому вдосконаленні методики навчання електромагнетизму.

3. Проаналізувати за літературними джерелами підстави й перспективи запровадження допрофільної диференціації навчання електромагнетизму в основній школі.

4. На основі аналізу науково-методичної літератури виявити стан і перспективи генералізації навчального матеріалу з фізики як ефективного засобу вдосконалення методики навчання електромагнетизму в основній школі.

5. Науково обґрунтувати та вибудувати засади генералізації змісту, структури й навчального матеріалу з електромагнетизму в основній школі.

6. Обґрунтувати та розробити зміст, структуру й методику навчання електромагнетизму в основній школі на запроваджених засадах генералізації за умов диференціації навчання.

7. Підготувати навчальний посібник з електромагнетизму для учнів основної школи, розробити методичні рекомендації для учителів, навчальну програму й тематичне планування до навчального посібника.

8. Перевірити в ході педагогічного експерименту ефективність і результативність пропонованої методики навчання електромагнетизму в умовах диференціації навчання.



Методи дослідження.

Теоретичні – аналіз, систематизація й узагальнення науково-методичної та психолого-педагогічної літератури з досліджуваної проблеми; теоретичний аналіз положень психології та педагогіки про вікові особливості розвитку учнів підліткового віку; логіко-методологічний аналіз змісту, структури й методики навчання електромагнетизму, шкільних програм, підручників, навчальних посібників.

Емпіричні – цілеспрямовані педагогічні спостереження в процесі освоєння учнями електромагнетизму; вивчення та узагальнення передового досвіду вчителів і методистів з досліджуваної проблеми; аналіз експертних оцінок науковців та вчителів; анкетування й тестування учнів; педагогічний експеримент (констатуючий, пошуковий, формуючий) і аналіз його результатів з використанням апарату математичної статистики.

Методологічну основу досліджень становлять:

фундаментальні положення теорії та методики навчання фізики; методична ідея диференціації навчання; методична ідея генералізації знань як засобу вдосконалення змісту й структури шкільного курсу фізики; Закон України «Про освіту» та Державний стандарт базової і повної (12-річної) середньої освіти;

основні положення психолого-педагогічних теорій: провідної ролі навчання в розумовому розвитку учнів; поетапного формування розумових дій; розвиваючого, проблемного навчання.

Наукова новизна отриманих результатів:

 уперше обґрунтовано, що генералізація навчального матеріалу з електромагнетизму в основній школі може здійснюватись на основі понять електромагнітної взаємодії та електромагнітного поля, які доцільно формувати у свідомості учнів на якісному рівні саме в основній школі;

 уперше концептуально обґрунтовано, що генералізація змісту, структури й навчального матеріалу з електромагнетизму на основі 1) понять електромагнітної взаємодії та електромагнітного поля, а також елементів електронної теорії та 2) явищного (феноменологічного) підходу – приводить до побудови принципово нової методики навчання електромагнетизму в основній школі, яка сприяє формуванню узагальнених уявлень з електромагнетизму;

 уперше розроблено зміст, структуру й методику навчання електромагнетизму в основній школі відповідно до вибраних напрямів генералізації, удосконалено методику навчання цілого ряду тем електромагнетизму, модифіковано й удосконалено демонстраційний експеримент, що дозволило вирішити проблеми, характерні для традиційної методики;

 підтверджено готовність учнів основної школи до поглибленого вивчення електромагнетизму в умовах допрофільної диференціації навчання (на прикладі фізико-математичних класів шкіл нового типу).

Теоретичне значення отриманих результатів:

 отримали подальший розвиток ідеї, що об’єднуючою основою при вивченні всіх тем електромагнетизму можуть служити поняття електромагнітного поля (С. Є. Каменецький) та електромагнітної взаємодії (В. В. Мултановський), адаптовані до сприйняття учнями основної школи; обґрунтовано ефективність сумісного використання цих двох об’єднуючих понять;

 здійснено подальший розвиток ідеї генералізації навчального матеріалу з електромагнетизму на основі елементів електронної теорії, завдяки сумісному її використанню з генералізацією на основі понять електромагнітної взаємодії та електромагнітного поля;

 розширено зміст поняття «генералізація» за рахунок використання термінів «генералізація змісту й структури навчального предмету (фізики)» та «генералізація змісту, структури й навчального матеріалу з електромагнетизму» (або його скорочений аналог «генералізація електромагнетизму»);

 отримали подальше впровадження ідеї та теорії: провідної ролі навчання в розумовому розвитку учнів; поєднання індуктивного й дедуктивного методів навчання; поєднання розвитку наочно-образного й емпіричного та абстрактного й теоретичного мислення учнів, поетапного формування розумових дій; розвиваючого, проблемного навчання.

Практичне значення отриманих результатів:

видано навчальний посібник з електромагнетизму для класів основної школи з поглибленим вивченням фізики та підготовлено до друку навчальний посібник з електромагнетизму для класів з непрофільним вивченням фізики; розроблено відповідні навчальні програми й тематичне планування; розроблено методичні рекомендації для учителів щодо використання посібників;



зміст, структура й методика навчання електромагнетизму, викладені в дисертації, упроваджені в навчальний процес Криворізького Жовтневого ліцею (довідка № 201 від 01.06.2007), Криворізького природничо-наукового (Саксаганського) ліцею (довідка № 222/3-07 від 06.06.2007), Криворізької гімназії № 91 (довідка № 75 від 06.06.2007), Криворізької гімназій № 49 (довідка № 110 від 06.06.2007), Дніпропетровської спеціалізованої багатопрофільної школи № 23 (довідка № 1075 від 12.11.2008), Криворізького державного педагогічного університету (довідка № 26/3-376 від 27.10.2008), Кіровоградського державного педагогічного університету імені Володимира Винниченка (довідка № 1344 від 02.12.2008).

Вірогідність отриманих результатів забезпечується: відповідністю методологічної основи та методів дослідження його меті й завданням; коректним використанням статистичних методів при аналізі результатів експерименту; обговоренням результатів дослідження на конференціях і семінарах науковців, методистів, учителів; підтвердженням ефективності пропонованої методики навчання електромагнетизму в ході педагогічного експерименту; упровадженням результатів дослідження в педагогічну практику.

Особистий внесок здобувача полягає в самостійному виконанні всіх етапів дослідження: виявлення невирішених проблем традиційної методики навчання електромагнетизму; обґрунтування підстав і перспектив запровадження допрофільної диференціації навчання фізики (електромагнетизму) в основній школі; наукове обґрунтування засад генералізації як ефективного засобу вдосконалення методики навчання електромагнетизму; розробка змісту, структури й методики навчання електромагнетизму в основній школі, удосконалення методики навчання цілого ряду тем електромагнетизму, модифікація та вдосконалення демонстраційного експерименту; створення навчальних посібників з електромагнетизму для основної школи, розробка навчальних програм і тематичного планування до посібників; проведення педагогічного експерименту й аналіз його результатів; упровадження в навчальну практику.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дослідження доповідались і обговорювались на дванадцяти наукових конференціях: Міжнародна науково-практична конференція «Активізація пізнавальної діяльності у вищій і загальноосвітній школі» (Кривий Ріг, 2000); Міжнародна науково-теоретична конференція «Психолого-педагогічні проблеми підготовки вчительських кадрів в умовах трансформації суспільства» (Київ, 2000); Всеукраїнська науково-практична конференція «Теорія та методика навчання фізики» (Кривий Ріг, 2001, 2002, 2004–2006); звітно-наукова конференція молодих вчених НПУ ім. М. П. Драгоманова (Київ, 2003); Всеукраїнська науково-практична конференція «Методичні особливості викладання фізики на сучасному етапі» (Кіровоград, 2004); Міжнародна науково-методична конференція «Дидактики дисциплін фізико-математичної та технологічної освітніх галузей» (Кам’янець-Подільський, 2004); Міжнародна науково-практична конференція «Чернігівські методичні читання з фізики» (Чернігів, 2005, 2007); а також на чотирьох засіданнях Всеукраїнського науково-методичного семінару «Актуальні проблеми викладання фізики та астрономії» (НПУ ім. М. П. Драгоманова, Київ, 2002–2005), восьми щорічних звітно-наукових конференціях Криворізького державного педагогічного університету (2000–2007), одинадцяти курсах підвищення кваліфікації учителів фізики при Криворізькому державному педагогічному університеті (2000–2007), на районних та міських методичних об’єднаннях учителів фізики м. Кривого Рогу (2000–2007).
  1   2


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка