Основы технологии подготовки школьников и студентов по физике на основе опережающей самостоятельной работы

Автор: Полицинский Евгений Валериевич

Организация: МБОУ «Образовательный комплекс №9 города Юрги»

Населенный пункт: Кемеровская область, г. Юрга

В настоящее время доля аудиторных часов, отведённых на изучение физики существенно сокращено. Таким образом повысить качество образовательного процесса можно только за счет оптимизации методов обучения и внедрения новых образовательных технологий, направленных на активизацию познавательной деятельности обучающихся. Одним из путей такой оптимизации может стать целенаправленное формирование навыков и умений самостоятельной работы обучающихся.

Очевидно, что современный подход к обучению заключается в построении его на технологической основе. Мы убеждены в том, что деятельность учителя (преподавателя) должна состоять в проектировании, организации и психолого-педагогической поддержке учебной деятельности обучающихся, а не в передаче им готовых знаний. Одним из наиболее эффективных в современных условиях решением отмеченных выше проблем, является реализация технологий подготовки на основе опережающей самостоятельной работы, одновременно позволяющих успешно формировать как предметные и общеучебные навыки и умения (у школьников и студентов), так и профессиональные компетенции у студентов средних и высших учебных заведений. Кроме того, оказывать положительное влияние и на развитие значимых личностных качеств обучающихся (обязательность и аккуратность, целеустремлённость, уверенность в себе, умение отстаивать и аргументировать своё мнение, критически подходить к оценке собственной деятельности и другие).

Основу авторской технологии подготовки школьников и студентов по физике на основе опережающей самостоятельной работы составляют:

• Методика активизации познавательной деятельности студентов на лекционных занятиях (школьников на занятиях по изучению нового материала) [1];
• Методика обучения студентов и школьников решению физических задач на основе деятельностного подхода [2];
• Методика работы в лаборатории с использованием задач-сопровождений на каждом этапе (предварительная подготовка к лабораторной работе, проведение эксперимента, обработка результатов, задачи контроля и самоконтроля) [3].

Как уже было отмечено, важнейшим видом учебной деятельности является грамотно организованная самостоятельная работа. Студентам самостоятельно предлагается перед лекцией проработать материал по теме предстоящей лекции. Они могут воспользоваться методическими печатными и электронными пособиями лектора, дополнительными материалами. Аналогичная работа проводится и с учащимися. Лектор (учитель) начинает лекционное занятие (занятие по изучению нового материала) с выяснения объёма полученных самостоятельно знаний по теме будущей лекции, степени понимания представленного материала, определения проблемных точек. На лекции студенты корректируют свои конспекты (вносят исправления и дополнения), задают вопросы, участвуют в организуемых преподавателем проблемных беседах. Каждая лекция сопровождается презентацией, которая содержит помимо текстовой информации, иллюстраций и учебных видеороликов, интерактивные модели и стенды, позволяющие не только обеспечивать наглядность, но и более глубоко изучать сложные физические явления и процессы.

Методика обучения студентов и школьников решению физических задач предполагает [2, 4]:

• решение задач по определённой теме как поэтапную самостоятельную деятельность ученика (студента);
• решение отдельной задачи по алгоритмическим предписаниям, разработанным учениками (студентами) совместно с преподавателем для данного типа задач;
• выяснение затруднений в действиях по решению задач;
• обучение несформированным действиям на основе индивидуального прорешивания задач, предлагаемых преподавателем (качественных, графических, задач-рисунков, задач на анализ физической ситуации).

Структура деятельности по обучению решению физических задач строится поэтапно и содержит следующие этапы: 1) подготовительный; 2) разработки алгоритма для задач данного типа и их решение; 3) диагностики; 4) обучения несформированным действиям; 5) решения задач; 6) оценочно-рефлексивный.

Не только для студентов, но и для школьников разработаны и применяются в процессе обучения в обязательном порядке, дифференцированные индивидуальные домашние задания по решению физических задач. Обязательным является защита индивидуальных домашних заданий на предусмотренных зачётных занятиях.

Известно, что ученик решает в подлинном смысле слова лишь ту задачу, в которой находит тот или иной личностный смысл. В образовательном процессе мы широко используем контекстные задачи – задачи, с практическим содержанием, условием которых являются конкретные жизненные ситуации. Из практики следует, что такие задачи вызывают особый интерес к предмету, способствуют лучшему усвоению материала и пониманию сути изучаемых законов физики, связь которых с жизнью, с практической, профессиональной деятельностью становится очевидной. Организуется деятельность по конструированию контекстных задач с использованием разработанных приёмов по их конструированию.

Обучение физике тесно связывается с применением физическо­го эксперимента, как демонстрационно­го, так и лабораторного. Среди ведущих дидактических целей лабораторных работ:

• наблюдение, экспериментальное подтверждение и проверка суще­ственных теоретических положений (законов, зависимостей);
• определение физических констант, характеристик веществ и процессов;
• изучение устройства и принципа действия физических установок.

Ключевая роль экспериментальной со­ставляющей в методике обучения физике доказана в многочисленных работах как отечественных, так и зарубежных ученых.

Однако, как показывает практика, традици­онный метод проведения лабораторных занятий по готовым методическим указаниям приводит к тому, что, ученик, строго следуя инструкции, может благо­получно выполнить работу, так и не осоз­нав ни сути проведенного эксперимента, ни физики работы. Среди причин – ре­продуктивный характер их деятельности по выполнению учебного эксперимента на уроках физике в школе, заключающий­ся в измерениях и вычислениях по гото­вым формулам и максимально подроб­ным описаниям. Выход видится в поиске и практиче­ской реализации новых подходов к орга­низации и проведению лабораторных занятий.

Е.В. Ермаковой разработана методи­ка проведения лабораторных занятий по курсу общей физики с использованием задачного метода, предполагающая выде­ление задач-сопровождений как средства повышения уровня прочности знаний, их выбор, определение места, функции на лабораторных занятиях; разработана структура методических описаний к ла­бораторным занятиям с использованием задач [5].

В процессе выполнения лабораторного практикума мы широко используем задачи-сопровождения [3, 10]. Задачи-сопровождения – задачи, ориентированные на понимание сущности лабораторной работы, приближенные как можно ближе к реальной практической деятельности на лабораторном занятии. Это задачи, в процессе решения которых предполагается выявление физической сущности объектов, явлений (процессов) лабораторной работы, их взаимосвязи и взаимодействия. Эти задачи можно разделить на следующие основные группы: задачи и задания по предварительной подготовке к лабораторной работе; задачи по проведению эксперимента; задачи по обработке результатов эксперимента; задачи контроля и самоконтроля.

Технология подготовки школьников и студентов по физике на основе опережающей самостоятельной работы реализуется средствами многоуровневого физико-технологического учебно-методического комплекса [6].

В период 2008 – 2022 г.г. нами были созданы с учётом специфики использующейся технологии, определённых образовательных целей и задач, разные по содержанию, структуре и предназначению электронные учебно-методические комплексы как для студентов и преподавателей, так и для школьников. Данные электронные учебно-методические комплексы в совокупности и составляют единый электронный, многоуровневый физико-технологический учебно-методический комплекс. Совместно с электронными продуктами в образовательной деятельности используются печатные издания (учебники, справочники) включая широкий спектр авторских: конспекты лекций, сборники задач, контрольных и самостоятельных работ, индивидуальных домашних заданий [6].

Электронные учебно-методические комплексы объединяют в общей электронной оболочке достаточно широкий спектр электронных образовательных ресурсов (учебные и учебно-методические пособия, справочники, интерактивные модели и стенды, видеоролики, Flash-презентации и так далее). Универсальный многоуровневый физико-технологический учебно-методический комплекс (УМ Ф-Т УМК) состоит из трёх основных блоков: 1) физика 7 – 9 (УМК в двух частях [8]); 2) физика 10 – 11 (предназначен для обучения учащихся 10-ых и 11-ых классов, студентов СПО, включающий 7 УМК: «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика», «Электричество», «Магнитное поле. Электромагнитная индукция», «Механические и электромагнитные колебания и волны», «Оптика. Элементы СТО», «Элементы квантовой, атомной и ядерной физики»); 3) физика для студентов технических направлений подготовки (УМК «Сборник интерактивных материалов для мультимедийной поддержки занятий по физике» [7]) и дополнительных электронных образовательных ресурсов, печатных учебных и учебно-методических пособий, методических указаний и рекомендаций.

Электронные УМК, в частности УМК второго блока состоят из титульной страницы с аннотацией и одной – двух стартовых страниц, на которых представлены презентации занятий (в форматах PowerPoint и Flash) с уже интегрированными интерактивными объектами (демонстрации, стенды, рисунки и т.д.), учебными видеороликами, учебно-методическими материалами (вопросы и ответы к ним, тестовые задания, задачи, обобщающие таблицы), конспекты занятий в двух вариантах (для учителя и ученика), дифференцированные индивидуальные домашние задания, включающие справочные материалы в двух вариантах (для учителя с решениями и ученика), поурочные домашние дифференцированные задания, опорные конспекты, основной и дополнительные учебники, дополнительные учебные видеоматериалы. На рисунках 1 и 2 представлены титульная и стартовая страницы электронного УМК «Элементы квантовой, атомной и ядерной физики» [9]. При разработке УМК использовались принципы: 1). Универсальности; 2). Многофункциональности; 3). Автономности; 4). «Сделал 1 раз» (легко корректируем, изменяем, дополняем).

Отметим, что описанная технология в полном объёме может быть реализована только с обучающимися имеющими высокий уровень мотивации к изучению физики.

Рис. 1. Электронный УМК «Элементы квантовой, атомной и ядерной физики»:

титульная страница

Рис. 2. Электронный УМК «Элементы квантовой, атомной и ядерной физики»: стартовая страница

Описанная технология использовалась в образовательном процессе Юргинского технологического института Томского политехнического университета (ЮТИ НИ ТПУ) в процессе подготовки студентов технических направлений подготовки, на подготовительных курсах в работе с абитуриентами, в учебном процессе Юргинского технологического колледжа, Юргинского техникума машиностроения и информационных технологий, в общеобразовательных школах города Юрги Кемеровской области.

В заключении отметим, что продуктивность урока определяется качеством подготовки учителя к уроку. При этом важнейшей составляющей является развёрнутый план-конспект каждого конкретного занятия. Поурочные планы в совокупности (по всему курсу) характеризуют стиль работы преподавателя, а их изменение и обогащение из года в год демонстрируют развитие профессионального мастерства.

На наш взгляд перспективным видится разработка и внедрение в образовательный процесс педагогических вузов курса по созданию в процессе обучения студентами (физиками, химиками, биологами) электронных УМК содержащих поурочные разработки, что позволило бы успешно не только формировать широкий спектр профессиональных компетенций будущих учителей, но и способствовать их быстрой и успешной адаптации в их профессиональной среде.

 

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Полицинский Е. В., Румбешта Е.А. Активизация познавательной деятельности студентов на лекционных занятиях // Вестник Томского государственного педагогического университета. – 2011, Вып. 6 (108) – C. 37 – 40.
2. Полицинский Е.В., Румбешта Е.А. Реализация деятельностного подхода в процессе обучения школьников решению физических задач // Вестник Томского государственного педагогического университета. – 2006, Вып. 6 (57) – C. 164 – 168.
3. Полицинский Е.В. Организация учебной деятельности студентов по подготовке и выполнению лабораторных работ по физике // Журнал ассоциации инженерного образования России «Инженерное образование». – 2017, № 22. – С. 165 – 172.
4. Полицинский Е.В. Обучение школьников решению физических задач на основе деятельностного подхода. [Текст]: автореферат к. пед. н./ Е.В. Полицинский. – Томск, 2007. – 22с.
5. Ермакова Е.В. Организация и проведение лабораторных занятий по курсу общей физики в педагогических вузах с использованием задачного метода: дис. канд. пед. наук: Челябинск, 2003. – 232 c.
6. Полицинский Е.В. Реализация технологии подготовки студентов и школьников по физике на основе опережающей самостоятельной работы средствами многоуровневого физико-технологического учебно-методического комплекса // Наука и школа №1 2020. – С 154 – 167.
7. Полицинский, Е.В. Сборник интерактивных материалов для мультимедийной поддержки занятий по физике. – ЮТИ ТПУ, 2013. – 2,92 Гб.
8. Электронный учебно-методический комплекс «Физика 7 – 9» в двух частях / составители: Е.В. Полицинский, А.А. Бодягина. – Юрга, 2016. – часть I (для учителя) – 2,76 Гб; часть II (для ученика) – 1,02 Гб.
9. Полицинский Е.В. Элементы квантовой, атомной и ядерной физики – 11 класс: электронный учебно-методический комплекс. – Юрга, 2020 – 606 Мб.
10. Полицинский Е.В., Теслева Е.П., Соболева Э.Г. Лабораторный практикум по физике: электронный учебно-методический комплекс. – ЮТИ ТПУ, 2016. – 453 Мб.

1. file1.docx (1,2 МБ)

Опубликовано: 07.08.2025