Концепция профессионально ориентированного курса«Элементарная физика» в педвузе
И. А. Иродова, Е. И. Смирнов
Ведущиепринципы высшего образования: фундаментальность, целостность и ориентация наинтересы формирования человеческой личности — могут быть реализованы приусловии выполнения системы требований к системе организации самогообразовательного процесса. В связи с этим содержание физического педагогическогообразования должно претерпеть серьезные изменения.
Структурообразующимфактором проектируемой дидактической системы является концепция фундирования,предложенная В.Д. Шадриковым [1]. В связи с выявленными тенденциями былопредложено углубить теоретическую и практическую составляющие предметнойподготовки будущего учителя физики, изменив ее содержание и структуру внаправлении усиления в ней школьного компонента с последующим фундированиемзнаний на разных уровнях. Фундирование — это процесс создания условий(психологических, педагогических, организационно-методических) для актуализациибазовых элементов школьной и вузовской физики с последующим теоретическимобобщением структурных единиц, раскрывающим их сущность, целостность итрансдисциплинарные связи в направлении профессионализации знаний иформирования личности педагога.
Концепцияфундирования элементов школьной физики (знаний, умений, навыков, физическихметодов познания) предполагает развертывание в процессе предметной подготовкистудентов следующих элементов:
определениесодержания уровней базового школьного учебного элемента (знания, умения,навыки, физические методы познания, идеи, алгоритмы и процедуры);
определениесодержания уровней и этапов (профессионального, фундаментального и технологического)развертывания базового вузовского учеб-ного элемента;
определениетехнологии фундирования (диагностируемое целеполагание, наглядное моделированиеуровней глобальной структуры, локальной модельности, управления познавательнойи творческой деятельностью студентов, блоки мотивации базовых учебныхэлементов);
определениеметодической адекватности базовых школьных и вузовских (фундированных) учебныхэлементов на основе современных методических концепций.
Принципиальнымотличием формируемой концепции фундирования является определениепрофессионально ориентированной теоретической основы для спиралевидной схемыразвертывания и моделирования базовых учебных элементов в направлении ихтворческого обобщения в системе предметной подготовки студентов педвузов. Еслиотталкиваться от содержания школьного предмета физики в направлении егопослойного фундирования в теоретических курсах дисциплин предметного блока, тообъем, содержание и структура предметной подготовки должны будут претерпетьзначительные изменения в плане практической реализации теоретического обобщенияшкольного знания по принципу «спирали».
Входе нашего исследования по определению содержания и технологийпрофессиональной подготовки учителя физики [10] была разработана концепцияпрофессионально ориентированного курса в предметном блоке дисциплин, в которомпланируется осуществлять раннюю профессионализацию будущего специалиста,начиная с первого года обучения в педагогическом вузе. В процессе разработкиконцепции данного курса, который мы назвали «Элементарная физика»,было проведено исследование теоретических основ его содержания, в результатекоторого были определены:
целиобучения (в процессе преподавания курса в качестве дисциплины предметногоблока);
подходык его содержанию, позволяющие осуществлять преемственность какпрофессиональной, так и предметной подготовки учителя физики в педагогическомвузе;
принципыи критерии отбора содержания курса в условиях профессионально ориентированной иличностно ориентированной подготовки будущего учителя физики, что позволило намв дальнейшем построить модель его профилированной программы.
Целиобучения физике в высших профессиональных учебных заведениях можноклассифицировать, выделив общие (воспитательные и дидактические), частные(предметные) и специфические (профессионально направленные), которые должныявляться основным фактором определения содержания предмета. Дифференциацияцелей обучения физике в классических и в профильных университетах (например,техническом, педагогическом и др.) определяет и различную профессиональнуюзначимость учебных занятий.
Исследованиепрофессиональных задач учителя физики позволило определить, какие жеспособности, характеристики, качества, знания и умения обеспечивают (илигарантируют) ему успешность профессиональной деятельности (егоконкурентоспособность). В идеале педагогическому вузу (как, впрочем, и любомупрофильному вузу) необходимо иметь обобщенную модель будущего специалиста,которая выступала бы в качестве цели функционирования образовательного процессаи выполняла бы функцию системообразующего фактора.
Анализконцептуальных подходов к определению модели специалиста с высшимпедагогическим профессиональным образованием [1,2,6,8,9,12] позволил намвыделить базовые элементы модели его конкурентоспособности в областипрофессиональной деятельности. Таким образом, мы назвали следующие элементы:
I- «Объекты освоения в процессе подготовки» (мышление,эмоционально-волевая сфера, способы деятельности и поведения, ценности иценностные ориентации, знания, опыт, традиции, нормы);
II- «Требования к личностным качествам будущего специалиста»(психологические, мыслительные, поведенческие);
III- «Требования к умениям, навыкам и способам деятельности специалиста»(межличностные роли, деятельность, принятие решений, информационные роли).
Приэтом элементы II и III имеют значение результатов (цели) подготовкиспециалиста. Для определения содержания и способов организации процессаподготовки специалиста в педвузе ориентиром может быть принят элемент I,выявляющий структуру культуры специалиста. Его компоненты по отношению кдисциплинам предметного блока (учебного плана подготовки учителя физики) могутбыть разделены на два основных вида:
объекты,развитие которых может происходить непосредственно на занятиях по дисциплинампредметного блока;
объекты,развитие которых может быть связано с данными занятиями лишь опосредованно.
Кпервому виду компонентов можно отнести:
знания,приобретенные на занятиях по дисциплинам предметного блока, с точки зрения ихпрофессиональной значимости;
способыдеятельности и поведения (умения, навыки, приемы), которые могут бытьсформированы на экспериментальных и практических занятиях, для переноса их впрофессиональную деятельность;
мышление,необходимое для успешного выполнения в будущем профессиональной деятельности;
эмоционально-волевыепроявления, способствующие успеху в освоении как учебной, так ипрофессиональной деятельности.
Ковторому виду компонентов, связанных с занятиями по дисциплинам предметногоблока опосредованно, отнесем: ценности и ценностные ориентации, опыт, традиции,нормы, которые могут формироваться на основе компонентов первого вида. Так,например, знания и умения способствуют накоплению опыта, а положительноеэмоциональное отношение фор-мирует мотивацию и ценностные ориентиры.
Такимобразом, рассматривая специфику изучения дисциплин предметного блока впрофильном педагогическом вузе, необходимо отметить: особая их роль состоит втом, чтобы способствовать развитию личностных качеств обучаемых и формированиюв процессе обучения:
системыпрофессионально значимых знаний;
профессиональнозначимых умений;
профессиональноготипа мышления;
эмоциональнойсферы, необходимой для успешного освоения учебной и профессиональнойдеятельности.
Рассмотримдалее возможные подходы к отбору содержания профессионально ориентированногокурса «Элементарная физика», учитывая выявленные цели обучения иобщие тенденции в развитии системы профессионального образования.
Впервую очередь, необходимо отметить, что профильность обучения накладывает насодержание данного курса следующие условия (рис.1):
/>
Рис.1. Условия, влияющие на содержание профессионально ориентированного курса«Элементарная физика»
стандартизации(с учетом регионального компонента содержания);
межпредметныхсвязей с дисциплинами общекультурного, общепрофессионального и предметногоблоков;
непрерывности(отсутствие тупиковых путей в образовании, возможность продолжить образованиепо профилю подготовки, чему должна способствовать преемственностьобразовательных программ: многоуровневых, многоступенчатых, многопро-фильных).
Насхеме рис. 1 есть пунктирные связующие линии, которые указывают на намеченныетенденции в образовательной политике, имеющие пока большей частью декларативныйхарактер (опережающее образование, плюрализм и демократизация образования),хотя учет национальных традиций в образовательной политике, на наш взгляд,важен, поскольку трудно представить чисто прагматический западный подход кподготовке специалистов в наших профессиональных учебных заведениях любогоуровня, ибо в России образовательные учреждения выполняют еще социальнуюфункцию «занятости» молодежи данного возраста. Вопросы воспитанияличности учащегося и его развития в условиях образовательного учреждения имеютодно из первостепенных значений. Следовательно, логическая структурапрофессионально ориентированного курса «Элементарная физика» должнаподчиняться основным принципам стандарта высшего педагогического образования поспециальности «физика», отражать региональные экономические исоциальные условия и обеспечивать непрерывность и преемственность в полученииболее высокого профессионального образования по данному профилю подготовки(рис. 1).
Дляопределения физического инварианта содержания курса ЭФ, учитывая его понятийнуювзаимосвязь и преемственность в изучении (в течение всех пяти лет обучения впедвузе) с физическими дисциплинами предметного блока, мы будем придерживатьсяследующих основных положений, предложенных в ряде исследований по проблемамизучения курса физики [3,4,5,6,7,9]:
1.Источником содержания данного физического курса (ЭФ) должно являться содержаниефизики-науки, и поэтому в курсе «Элементарная физика» должны бытьотражены следующие основные физические идеи:
Физическаякартина мира (ФКМ) как часть «обобщенной и систематизированнойсовокупности знаний о природе — естественнонаучной картины мира». Под ФМКпонимают систему фундаментальных идей, понятий и законов физики.
Важнейшимикомпонентами понятийной структуры ФКМ являются:
исходныефилософские идеи, включающие представление о материи, пространстве и времени,движении и взаимодействии;
физическиетеории с присущими каждой из них структурными элементами (основанием, ядром,следствиями и интерпретацией);
связимежду теориями, выражаемые методологическими принципами соответствия,дополнительности, симметрии, причинности.
Всовременной квантово-полевой картине мира материя рассматривается какквантово-полевая. Это означает, что:
онасуществует в двух видах: вещества и поля — и на первый план выступает неразличие этих видов материи, а их единство;
движениев этой картине мира подчиняется принципу неопределенностей;
представленияо пространстве и времени перешли в квантово-полевую картину мира изэлектродинамической (где пространственные и временные характеристики движенияобъектов зависят от скорости их движения, а пространство и время связаны стяготеющими массами).
Врамках квантово-полевой картины мира выделены четыре типа фундаментальныхвзаимодействий, которые:
ответственныза изменение состояния всех известных объектов и их строение: сильное,электромагнитное, слабое, гравитационное;
носятобменный характер.
2.Учебный физический курс может иметь различную структуру в зависимости отпоставленных учебных целей. При этом необходимо учитывать, что, посколькусуществуют различные классификации физических теорий, — последовательность илогика изложения учебного материала могут варьироваться.
Какпоказал анализ учебных программ, в основу структурирования учебных курсов пообщей и теоретической физике в педагогическом вузе легла классификацияфизических теорий по Гейзенбергу, в которой выделены четыре большие системыпонятий и аксиом:
механикаНьютона, включая небесную механику;
электродинамика,включая волновую оптику и специальную теорию относительности;
статистическаямеханика;
квантоваятеория.
Даннаяклассификация «удобна» с дидактической точки зрения, поскольку она проведенав соответствии с формами движения материи и учитывает динамику развитияфизической науки. Кроме того, классификация Гейзенберга относится кфундаментальным теориям, включающим в себя блоки частных теорий, и позволяетпознакомить учащихся с каждой из них на том или ином уровне.
3.Осуществление преемственности со школьной подготовкой в процессе обучения курсу«Элементарная физика» требует учета нормативных документов по физикедля средней школы. Так, в соответствии с обязательным минимумом содержаниясреднего (полного) общего образования, принятым 30.06.99 Министерствомобразования РФ, — для общеобразовательных учреждений определены 6 основныхразделов курса физики (или содержательно-методических линий):
методынаучного познания и физическая картина мира;
механика;
молекулярнаяфизика и термодинамика;
электродинамика;
оптика;
квантоваяфизика.
Раздел«Методы научного познания и физическая картина мира» не выделен всуществующих учебных программах и учебниках для отдельного и специальногоизучения. Предполагается, что он определяет общий концептуальный подход кизучению всего курса физики как основы естествознания, формирующей общие методынаучного познания и основу естественнонаучной картины мира — физическую картинумира. Все последующие разделы курса физики (механика, молекулярная физика,термодинамика, электродинамика, оптика и квантовая физика) должнырассматриваться с точки зрения использования методов научного познания испособствовать формированию единой физической картины мира.
Всоответствии с названными выше требованиями к физической компоненте курса«Элементарная физика»:
воснове ее содержания лежит содержание физики-науки,
ееструктура имеет логику физического предмета педвуза,
онаосуществляет преемственность со школьной программой по физике.
Предлагаемоенами соотношение названий разделов и тем курсов «Элементарная физика»(ЭФ), «Общая физика» (ОФ) и «Теоретическая физика» (ТФ)приведено в табл. 1, указаны их временные сроки изучения по семестрам и сделаныссылки на соответствие тем ЭФ содержанию тем школьной программы по физике.
Таблица1
Взаимосвязьразделов учебных курсов педвуза по дисциплинам (элементарная физика (ЭФ), общаяфизика (ОФ), теоретическая физика (ТФ)) со школьной программой по физике (ШФ)Семестр Разделы курса ЭФ Разделы курса ОФ Разделы курса ТФ Связь со школьной программой по физике 1 Механика Механика 2 Молекулярная физика и ТД Механика Молекулярная физика 3 Электрическое поле Молекулярная физика и ТД Теоретическая механика Электрический заряд. Электростатика 4 Электрический ток в различных средах Электричество и магнетизм Электрический ток в средах и в вакууме 5 Магнитное поле Оптика Электродинамика и СТО Магнитное поле тока. Электромагниты 6 Колебания и волны Атомная физика Физика твердого тела Колебания и волны. Звук 7
Оптика.
Фотометрия Физика ядра Статистическая физика и ТД Геометрическая и волновая оптика. СТО 8 Квантовая физика Квантовая механика Квантовая физика 9 Атомная физика. Атомное ядро Физика атома. Атомное ядро. Элементарные частицы 10 Обобщающие занятия Обобщающее повторение
Изтабл.1 видно, что изучение разделов и тем в курсе «Элементарнаяфизика»:
можетпредшествовать (механика, молекулярная физика), изучаться параллельно(электродинамика) и следовать за изучением соответствующих разделов в курсахобщей и теоретической физики (квантовая физика);
позволяетосуществлять понятийную связь с соответствующими разделами школьной программыпо физике, но при более расширенной и углубленной их проработке, чтоспособствует формированию соответствующих содержательно-методических линий.
Приэтом содержательно-методическую линию «Освоение методов научного познанияи физической картины мира» следует рассматривать как совокупность главныхучебно-методических задач курса «Элементарная физика», то есть курсЭФ как дисциплина предметного блока должен формировать знание и понимание:
функцийи взаимосвязи эксперимента и теории в процессе познания природы;
моделированияявлений и объектов природы;
научныхгипотез;
ролиматематики в физике;
сущностифизических законов и причин существования границ их применимости;
принципасоответствия;
принципапричинности;
физическойкартины мира.
Сдругой стороны, в соответствии с концепцией фундирования базовых учебныхэлементов школьной физики и ранней профессионализации учителя в педвузе [1],курс «Элементарная физика» должен выполнять профессиональнонаправленную функцию, которая определяет специфику обучения. Его содержание иреализуемая в нём технология обучения студентов-физиков должны быть направленына формирование профессионально важных качеств будущего учителя физики (см.компоненты структуры культуры специалиста):
предметныхфизических знаний;
профессиональныхумений в их использовании;
профессиональногофизического мышления;
положительногоэмоционального восприятия предмета;
накопленияличного педагогического опыта;
учётатрадиций отечественной школы и норм, определённых Государственнымиобразовательными стандартами по физике (полной) средней школы и высшегопедагогического образования по подготовке учителя физики.
Такимобразом, содержание курса «Элементарная физика» должно представлятьсобой синтез трех составляющих:
физическийинвариант содержания, отражающий современный курс физики;
гуманитарныйаспект, представляющий реализацию концепции личностно ориентированногообразования;
профессионально-ориентированныйаспект, отражающий специфику профессионально направленного обучения.
Возможностии полнота реализации дидактических принципов конструирования курса«Элементарная физика» определяются названными выше целями обучения.Содержание того или иного принципа конкретизируется с помощью критериев,которые позволяют соответствующим образом отобрать учебный материал.
Выделенныенами в ходе исследования принципы и соответствующие им критерии отборасодержания курса «Элементарная физика», отражающие физическийинвариант и профильные компоненты, позволили в дальнейшем определитьструктурные элементы модели профилированной программы данного курса [10].
Всоответствии с теоретическими положениями и требованиями, предъявляемыми кучебным программам [11], разработанная нами модель отражает основные функциипрограммы — фиксации и нормирования учебного материала. При создании моделипрограммы учитывалось, что инструментами ее конструирования являются факторы,принципы и критерии, которые непосредственно воздействуют на источникиформирования содержания курса «Элементарная физика». Описательнаямодель курса «Элементарная физика» дана в табл.2
Таблица2
Описательнаямодель профилированной программы обучения по курсу «Элементарнаяфизика»Функция фиксации учебного материала Источники содержания предмета Содержание обучения по физическим курсам в педвузе; будущая профессиональная деятельность студентов (учитель физики); познавательная деятельность студентов в процессе обучения Факторы, влияющие на отбор содержания предмета Цели обучения (общеобразовательные в рамках системы высшего физического образования и специфические — профессионально ориентированные); способности и интересы студентов, их профессиональные намерения; предложенная нами выше модель подготовки специалиста. Требования к содержанию предмета
Обеспечение в процессе обучения базовой физической подготовки, достаточной для продолжения образования, как по физическим курсам предметного блока, так и по курсу методики преподавания физики, по ПРФЗ и ТШЭ,
учет видов учебной и будущей профессиональной деятельности учителя физики,
обеспечение преемственности содержания обучения на основе концепции фундирования,
формирование в процессе обучения личностных качеств студентов (в соответствии с концепцией личностно-ориентированного образования и моделью подготовки специалиста). Состав содержания предмета Профессионально-ориентированная и личностно ориентированная система базовых знаний по курсу физики в педвузе, способов деятельности (умений), опыта интеллектуальной и творческой деятельности, опыта эмоционально-ценностного отношения, позволяющих при их освоении формировать конкурентоспособную личность будущего специалиста с квалификацией «учитель физики». Принципы отбора содержания предмета Научности, системности, последовательности, связи теории с практикой, индивидуального и дифференцированного подхода, создания положительного отношения к учению и мотивации, профнаправленности, межпредметных связей, преемственности, проблемного обучения. Учебные разделы программы Разделы курса «Элементарная физика» (ЭФ), взаимосвязанные с разделами учебных курсов по общей физике (ОФ), теоретической физике (ТФ), читаемых в педвузе, и со школьной программой по физике (ШФ) Функция нормирования учебного материала Объем учебного материала Структура и основные элементы курса физики в педвузе + основы профессионально значимых знаний и умений Требования к усвоению учебных элементов и степени обученности студентов Объем знаний Мировоззренческий минимум Базовые знания по школьному курсу физики Профессионально-ориентированные знания Знания по углубленному изучению школьного курса физики Уровни освоения учебной деятельности Репродуктивный уровень Фактические умения (узнавание) Операционные умения (действовать по алгоритму) Продуктивный уровень Аналитические умения (способность к анализу и переносу знаний) Творческие умения (способность находить нетривиальные решения)
Список литературы
АфанасьевВ.В. Поваренков Ю.П., Смирнов Е.И., Шадриков В.Д. Профессионализация предметнойподготовки учителя математики в педагогическом вузе: Ярославль: Изд-во ЯГПУ,2000. 389 с.
БорисоваН.В. Конкурентоспособность будущего специалиста как показатель качества и гуманистическойнаправленности вузовской подготовки. Набережные Челны,1996.
ГолубеваО.Н. Теоретические проблемы общего физического образования в новойобразовательной парадигме. Автореф. дисс… докт. пед. наук. С.-Пб., 1995.39 с.
ДанильчукВ.И. Гуманитаризация физического образования в средней школе.(Личностно-гуманитарная парадигма): Монография. Волгоград: Перемена, 1996. 184с.
ИродоваИ.А. Дифференцированное обучение физике в профессиональной школе: Ярославль:Изд-во ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, 2000. 170 с.
КарпиньчикП. Деятельностный подход к проектированию учебного процесса (на
примереобучения физике). Автореф. дисс… докт. пед. наук. М., 1996. 36 с.
МултановскийВ.В. Физические взаимодействия и картина мира в школьном курсе. М.:Просвещение, 1977. 168 с.
НовиковА.М. О преемственности образовательных программ //Специалист. 1997. № 4. С.2-4.
ПурышеваН.С. Методические основы дифференцированного обучения физике в средней школе.Автореф. дисс… докт. пед. наук. М., 1995. 42 с.
Содержаниеи технологии профессиональной подготовки учителя физики средней (полной) школыв педагогическом вузе: Научный отчет по ЕЗН МО РФ «Физика», 2001.
Теоретическиеосновы содержания общего среднего образования / Под ред. В.В. Краевского, И.Я.Лернера. М.: Педагогика, 1983. С.146-160.
ЧернилевскийД.В., Филатов О.К. Конкурентность будущего специалиста как показатель качестваего подготовки // Специалист. 1997. № 1.С.29-32.
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.yspu.yar.ru