Парадоксальность мышления проявляется в понимании места данной модели в общей иерархии возможных моделей системы. Что позволяет в ряде случаев заранее устанавливать границы применимости модели, ориентироваться в возможности обобщения или конкретизации модели при движении по иерархической цепочке по принципу «сверху вниз» или «снизу вверх» и, в конечном счете, предсказывать или, по крайней мере, понимать причины и условия появления физических парадоксов при исследовании математических моделей реальных явлений. Вычислительный эксперимент, представляющий собой определенный этап математического моделирования, в ряде случаев является единственным средством получения научного знания в связи с принципиальной невозможностью натурного эксперимента либо из-за масштаба явления, либо из-за невозможности воспроизвести необходимый диапазон физических характеристик. Такая ситуация имеет место с крупномасштабными экологическими экспериментальными, глобальными климатическими изменениями, изучением эволюции галактик. Очень важным моментом с точки зрения особенностей физического мышления здесь является тот факт, что «экспериментатор - вычислитель» может делать то, чего не сможет сделать ни теоретик, ни физик - экспериментатор: он может проверять, как на данное явления влияет в отдельности каждое из независимых упрощающих предположений. И здесь открываются новые возможности по сравнению с «классической» ситуацией в физике, очень метко охарактеризованной В. Паули, - « …лишь в исключительных случаях появляется готовая теория и ее оправдание или опровержение, что так охотно предполагается в теоретико-познавательных исследованиях. В общем случае появляются эмпирические результаты, обработанные с помощью уже известных теорий, но выходящие за пределы объяснимого этими теориями. Так сами будни физика выдвигают в физике на передний план аспект развития, становления …».

Развитие парадоксального характера мышления в процессе изучения физики должно опираться на опыт выдающихся ученых-педагогов, оставивших многочисленные примеры неординарного, иногда нелогичного подхода к изложению некоторых принципиальных вопросов; изложения, которое, как оказалось впоследствии, помогало вскрывать самые тонкие моменты в сути физических явлений и используемых для их описания понятий. В этом отношении весьма показательна педагогическая деятельность Л.И. Мандельштама, не всегда правильно понимавшаяся некоторыми его коллегами при всем в целом положительном и даже восторженном отношении к этой его деятельности.

Следует различать понятия парадоксальности определенной физической ситуации или результатов ее анализа и парадоксальности физического мышления. В ряде случаев эти понятия оказываются действительно тесно связанными, и для объяснения определенного физического парадокса необходимо проявление именно парадоксальных черт мышления. Но бывает и наоборот: парадоксальная ситуация получает объяснение в результате обычных «непарадоксальных» рассуждений, проведенных на строгом уровне с исследованием всех существенных обстоятельств, а обычная, непарадоксальная, но в целом неясная ситуация требует для объяснения неординарного, парадоксального подхода. При разработке методической системы, обеспечивающей развитие парадоксального характера физического мышления, целесообразно особо подчеркивать сходство и различие отмеченных моментов, по возможности отмечать тип «парадоксальности», встречающейся в каждом рассматриваемом случае.

Значение парадоксальности мышления исследователя для развития физической науки прекрасно передается словами Л. де Бройля о методологическом значении теории относительности: «Она показала нам, что можно преодолевать кажущиеся неприступными препятствия и открывать неожиданные точки зрения, стоит только отказаться от предвзятых мнений, которые считаются справедливыми скорее в силу привычки, чем логики. Теория относительности была великолепным средством упражнять дух физиков». Средством такого упражнения «духа физиков» должен стать каждый конкретный пример, требующий неординарного подхода для своего разрешения.

В третьей главе «Методическая система по развитию парадоксальности мышления в средней школе» и четвертой главе «Методическая система по развитию парадоксальности мышления при углубленном изучении предметов физико-математического цикла в средней школе» излагаются принципы построения методической системы, ориентированной на развитие парадоксальности мышления, на двух уровнях изучения физики физика в средней школе обычной и специализированной, с углубленным изучением предметов физико-математического цикла. Излагаемый материал, соответствующий каждому из перечисленных уровней обучения, группируется по принципу разделов физики, а не по подуровням обучения (классы в средней школе). Подробно обсуждаются те конкретные компоненты парадоксального характера мышления, которые могут вырабатываться при изучении соответствующего материала с учетом особенностей возрастной психологии.

В третьей главе излагается материал для учителя физики средней школы, который можно использовать для целенаправленного развития парадоксальности мышления учащихся. На этом этапе обучения учащиеся еще, как правило, неспособны к последовательному проявлению парадоксального характера мышления, прежде всего, к поиску неординарных, неожиданных идей. При изучении курса физики в школах с углубленным изучением предметов физико-математического цикла (четвертая глава) ситуация уже иная. И хотя учитель по-прежнему может сыграть исключительную роль именно в развитии мышления обучаемых, наступает пора, когда учащийся может вполне самостоятельно обращать внимание на необходимость развития парадоксальности своего мышления, проявляющейся в различных формах.

Соответственно изменяется и подбор материала по главам. В третьей главе это более или менее последовательный анализ развития мышления при изучении всего школьного курса физики. В четвертой главе это, прежде всего, разбор некоторых наиболее сложных физических понятий, фигурирующих во всех курсах физики, адекватное понимание которых является необходимым условием развития мышления. Отбор материала производился в соответствии с принципом непрерывного образования, когда прослеживался путь изучения одних и тех же физических систем и теорий на разных этапах образования. И, наконец, даже разнообразные примеры подбирались таким образом, чтобы материал, изложенный в одном из них, находил применение при анализе других вопросов.

Изложение основано на разборе конкретных физических явлений, теорий и методов, причем степень детализации изложения определяется, новизной излагаемого материла в методической литературе по физике. При конкретных методических разработках отдельных вопросов и тем на основе изложенных принципов, прежде всего, следует обратить внимание на правильную формулировку задачи или задания, которые с самого начала стимулировали бы развитие или проявление определенных «положительных» моментов мышления.

Выработку парадоксального характера физического мышления следует начинать с первых шагов обучения физике, четко определяя при этом педагогическую задачу - какую именно черту парадоксальности следует подчеркивать, разбирая тот или иной конкретный вопрос. Остановимся на гидростатических явлениях, которые обеспечивают ряд парадоксальных ситуаций, связанных с законом Паскаля. Разбор стандартных гидростатических парадоксов, основанный на использовании выражения для давления в жидкости

(1)

целесообразно продолжить анализом более сложных ситуаций, когда прямое использование соотношения (1) приводит к необходимости проведения громоздких математических расчетов, выходящих за пределы компетентности учащихся средней школы. Парадоксальность мышления при этом проявляется в способности так перестроить рассуждения, чтобы, не меняя их физической основы, т.е. физических законов, описывающих рассматриваемое явление, обойти математические трудности путем привлечения некоторых дополнительных физических соображений, напрямую не относящихся к рассматриваемому вопросу.

Проиллюстрируем сказанное конкретным примером. Перевернутая тяжелая коническая воронка поставлена на ровную горизонтальную поверхность, покрытую куском резины, чтобы обеспечить плотный контакт воронки с поверхностью, на которой он стоит.

Узкое отверстие воронки заканчивается тонкой трубкой, через которую внутрь воронки можно наливать воду. Вода начинает вытекать из-под воронки, когда высота уровня воды в трубке становится равной h. Какова масса воронки m, если площадь сечения ее широкого отверстия равна S, а высота воронки равна H?

Разбирая этот опыт, учащиеся обычно довольно легко приходят к выводу, что вода начинает вытекать из-под воронки, когда воронка приподнимается и между ней и куском резины образуется просвет. Так же легко они устанавливают и причину того, что воронка начинает приподниматься вследствие сил давления воды, действующей на боковую поверхность воронки: равнодействующая этих сил, как ясно из соображений симметрии, направлена вертикально вверх. Когда величина этой равнодействующей сравняется с действующей на воронку силой тяжести, воронка перестанет давить на горизонтальную подставку и начнет приподниматься. Однако столь же легко учащиеся приходят и к выводу, что прямой расчет равнодействующей сил давления воды на воронку находится за пределами их возможностей.

Нужен некий парадоксальный на первый взгляд ход, который может быть основан только на привлечении новой физической идеи. Психологическая трудность, которую необходимо преодолеть в сознании учащихся, заключается в осознании необходимости проявить какой-то новый взгляд на ситуацию, когда с принципиальной физической точки зрения все уже ясно, и дело заключается только в преодолении математических трудностей. Таким неожиданным новым ходом является мысленное помещение всей рассматриваемой системы на весы. Подчеркнем чисто физический характер этой идеи, которая, не меняя физического характера явления, сразу открывает возможность его новой математической интерпретации. Расчеты по-прежнему будут основываться на использовании соотношения (1) для гидростатического давления, но теперь, вместо подсчета равнодействующей сил давления на боковую поверхность, необходимо будет найти силу давления воды на горизонтальную подставку в условиях, когда воронка приподнимается и перестает давить на подставку. Парадоксальность мышления здесь проявляется именно в способности найти эти условия и заменить громоздкое и недоступное на уровне элементарной математики вычисление результирующей сил давления воды, действующих на боковую поверхность, вычислением силы давления на подставку, что представляет собой тривиальную математическую операцию. Схема рассуждений по замене одной ситуации на другую здесь выглядит следующим образом.

Очевидно, что показания весов определяются суммой масс воронки и налитой в нее через трубку воды. Когда вода начинает вытекать из-под воронки, а воронка соответственно перестает давить на подставку, эти показания весов определяются силой давления столба воды высотой h и площадью S на подставку:

, (2)

где -- плотность воды, а V - объем воды в воронке и трубке. Если трубка тонкая, то объемом заполненной водой части трубки можно пренебречь по сравнению с объемом самой воронки. В этом случае , и из уравнения (2) получаем для массы воронки:

(3)

Если трубка достаточно широкая, то можно легко учесть объем находящейся в ней воды.

Подчеркнем, что к описанной выше идее замены одной ситуации на другую можно придти, если предварительно рассмотреть один из стандартных гидростатических парадоксов, связанный с возможным отличием силы давления жидкости на дно сосуда от действующей на эту жидкость силы тяжести.

Исследовав формулу (3), придем к выводу, что в наблюдаемых условиях воронка должна быть достаточно тяжелой - ее масса должна вдвое превышать массу воды в объеме воронки. Если масса воронки была бы меньше, чем , то при наливании воды через трубку воронка начала бы отрываться от подставки еще до того момента, как вода заполнила всю воронку. Здесь открывается хорошая возможность обсуждения вероятности экспериментального наблюдения рассмотренного явления. Далее, необходимо добиться, чтобы учащиеся осознали, что уравнение (2) остается справедливым и в тех случаях, когда воронка имеет более сложную, а не коническую форму.

Парадоксальность физического мышления в рассмотренном случае проявляется в том, что находится иная математическая трактовка явления в рамках использования того же самого физического закона, описываемого формулой (1). Для нахождения этой новой трактовки нужна, однако, новая физическая идея о других условиях проявления закона (1).

В пятой главе «Физические парадоксы как средство развития парадоксальных черт мышления» проанализированы причины и неизбежность появления парадоксов в физике, методика использования физических парадоксов при обучении физике в средней школе. Под парадоксом мы дальше будем понимать ситуацию, в которой обнаруживается кажущееся или действительное противоречие, возникающее в рамках принятой системы понятий.

Нужно отметить важный момент, что любое развитие физической теории, как системы взглядов и представлений об окружающем мире в той или иной степени связано с использованием математического аппарата. Поэтому в физике, последовательно используя математические методы, мы никогда не застрахованы от появления противоречий (парадоксов), не связанных с какими - то ни было непоследовательностями в рассуждениях или расчетах в рамках выбранной физической модели. Невозможно построить физическую теорию, использующую математический аппарат, в которой можно было бы в принципиальном плане исключить появление парадоксов.

В практическом плане гораздо вероятнее ожидать появление парадоксов, связанных с внутренней противоречивостью используемой модели или выходом за рамки ее применимости. Поэтому правильной представляется точка зрения, согласно которой парадокс является непременным атрибутом любой конкретной физической теории, и вопрос может стоять только о педагогической и методической целесообразности явного представления этого парадокса, или его устранения путем перехода к более общей модели или выбора более адекватных методов рассмотрения.

Подлинный парадокс необычен и странен, более того, он даже невероятен, однако предстает как убедительное для нашего ума доказательство, и потому он соответствует высшей степени образования. Отличительная особенность физических парадоксов, рассчитанных на творческое мышление и исследовательский подход, заключается в том, что в задачах творческого характера ставится проблема, которую нужно решить, и не приводится никаких указаний на те физические законы, которыми следует воспользоваться для решения этой проблемы. Анализируя физические парадоксы, учащиеся прогнозируют, а тем самым сознательно осваивают этапы научного познания. В процессе обучения физике учитель должен готовить учащихся к оценке парадоксальности физических теорий систематическим включением физических парадоксов в практику преподавания.

В работе рассмотрена классификация физических парадоксов, определены основные причины возникновения парадоксов в учебном процессе и требования к выбору физических парадоксов.

Обобщая все выше сказанное, можно сделать вывод о том, что, проявляя интерес к физике, особенностям ее структуры и методологии, социальному месту науки, нужно следить не только за ее успехами. Современное положение достигло того момента, когда для понимания сути науки ее нужно изучить изнутри, осознать причины, возникающих в ней противоречий, учиться преодолевать их.

Шестая глава «Методика проведения и результаты педагогического эксперимента» посвящена описанию организации педагогического эксперимента, который являлся неотъемлемой и органичной частью всего проведенного исследования. Он продолжался практически 10 лет, начиная с 1997г., и закончился в 2008 г. При окончательном подведении итогов исследования и формулировании выводов по результатам работы. Текущий анализ результатов выполнял функцию обратной связи и в ряде случаев заставлял вносить серьезные коррективы в теоретические построения и методику их реализации на практике.

Эксперимент проводился в три этапа: констатирующий (1997 - 2000 гг.), поисковый (2000 - 2004 гг.) и формирующий (2004 - 2008 гг.). На различных этапах к эксперименту привлекались около 1000 учащихся общеобразовательных школ и колледжей и 500 студентов, 20 преподавателей вузов и 90 учителей.

Основной целью констатирующего эксперимента является определение состояния развития парадоксальности мышления, и обучения решению физических парадоксов в современной школе, выявление трудностей, возникающих в процессе решения физических парадоксов, определение роли физических парадоксов в обучении и отношение к ним учителей, учащихся, выяснение возможности повышения эффективности обучения физике и качества физического образования, развития парадоксальности мышления учащихся на основе использования физических парадоксов.

Методика массового анкетирования и опроса преподавателей и учителей физики позволила выявить и обобщить их мнения по следующим блокам вопросов:

отношение учителей к понятию физического мышления; парадоксальности физического мышления, понятию физического парадокса;

отношение учителей к повышению своего педагогического мастерства в области развития физического мышления;

степень удовлетворенности учителей методическим обеспечением по развитию парадоксальности физического мышления, использованию физических парадоксов в учебном процессе по физике;

трудности, возникающие в процессе развития парадоксальности мышления школьников и использования физических парадоксов при обучении физике.

Отвечая на вопрос: «Для каких целей нужно развивать парадоксальность физического мышления?» - учителя отметили следующие: для умения анализировать различные явления, умения решать физические задачи, для реализации компетентностного подхода в общем образовании, для постановки физического образования на качественно новую ступень. Более 50 % учителей осознают большое значение использования физических парадоксов при обучении физики, но используют их редко, и лишь 9 % опрошенных учителей используют парадоксы как средство развития парадоксальности мышления на уроках физики систематически. Среди причин не использования физических парадоксов в процессе обучения физике учителя отметили сложность подготовки и подбора задач-парадоксов, большие затраты времени для разрешения парадокса, низкий уровень подготовки школьников, недостаток знаний. Подготовка, подбор задач-парадоксов требует дополнительного времени от учителей, дополнительных знаний от учащихся, а, следовательно, обращения к дополнительной литературе. А, как выяснилось, 81 % учителей не имеют информации о такой литературе, отмечают отсутствие методической литературы по данной теме.

На рис. 2 представлено сравнение ответов учителей и учащихся на вопрос анкеты, связанный с пониманием роли физических парадоксов в изучении физики.



1. - четко помогает представить физические явления

2. - повышают научный уровень физики

3. - способствуют развитию парадоксального характера физического мышления

4. - активизируют учебную деятельность, развивают познавательный интерес

5. - создают проблемные и творческие ситуации

6. - помогают решать задачи.

Рис. 2 Результаты анкетирования по выяснению роли физических парадоксов при изучении физики

Предложенные преподавателями пожелания и замечания были учтены при разработке методических рекомендаций.

В результате опытно-поисковой работы на втором этапе педагогического эксперимента была создана методическая система развития парадоксального характера мышления, разработаны методические рекомендации по ее использованию, разработана методика последовательного использования физических парадоксов. Для более детального, но, в то же время, комплексного оценивания влияния методической системы развития парадоксальности мышления через использование физических парадоксов на качество образования была выбрана следующая система критериев.

I. Позитивное влияние предлагаемого подхода, оцениваемое по двум аспектам:

А) На уровень овладения методологией.

Вводится четырехуровневая оценка практических знаний и умений:

1) Знает, умеет (владеет) - 1,0 (обходится без преподавателя).

2) Частично знает, умеет - 0,8 (не требует принципиальных содержательных подсказок).

3) Частично знает, умеет - 0,5 (требует принципиальных содержательных подсказок).

4) Справляется при постоянном участии преподавателя - 0,2.

Б) На общий уровень освоения предметных знаний при обучении физике.

1) По результатам комплексных контрольных работ (Предметная составляющая).

2) По оценке результатов разрешения парадоксов (Деятельностно-коммуникативная составляющая).

- высказывание своей точки зрения (уровень знания);

- объяснение выбора плана решения, его логичности (уровень понимания);

- стиль речи, участие в диалоге (уровень применения);

- аргументированность ответов (уровень анализа);

- оценка разных подходов к проблеме, самооценка (уровень синтеза и оценки).

Использовалась карта-анкета, заполняемая преподавателем (учителем) или совместно.

II. Положительная динамика проявления познавательных интересов у обучаемых. Этот параметр, на наш взгляд, характеризует способность и возможность для самовыражения (самореализации) в рамках и средствами предмета. Он отслеживался по следующим позициям:

а) Активизация учебно-познавательной деятельности;

б) Усиление интереса к решению физических парадоксов (и расширение их содержания);

в) Участие студентов и школьников в творческих конференциях, конкурсах и олимпиадах, «Днях науки».

III. Положительная динамика проявления интереса у обучающих:

а) Интереса и стремления к освоению методики последовательного использования физических парадоксов в процессе обучения физике в педагогической практике у учителей физики и студентов (на педагогической практике);

б) Уровня профессиональной компетентности учителей физики.

Последние два критерия оценивались на основе анкетирования обучаемых и обучающих, наблюдения за учебным процессом.

На поисковом этапе было подтверждено положительное влияние разработанной методической системы на эффективность проведения учебно - воспитательного процесса при обучении физике и опробованы критерии проверки ее эффективности. Также было подготовлено все необходимое учебно-методическое обеспечение для организации и проведения формирующего этапа педагогического эксперимента.

Формирующий педагогический эксперимент представлял собой по существу совокупность независимых экспериментальных исследований. Первое проводилось на базе физического, математического факультетов ИвГУ и инженерно-физического факультета ИГЭУ, в Ивановском государственном институте противопожарной безопасности, в течение пяти лет. Второе - на базе педагогического и промышленно-экономического колледжа г. Иваново. Третье проводилось с учащимися и учителями восьми общеобразовательных школ города Иваново и Ивановской области.

Каждый год в каждом из вузов в эксперименте было задействовано по две группы (экспериментальная и контрольная), данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Численный состав участников первого исследования

Группы	Число студентов
	1 год	2 год	3 год	4 год	5 год	Общее
Эксперимент.	51	52	53	52	53	530
Контрольн.	52	55	53	55	54

Каждый раз перед включением в эксперимент проводили входной контроль степени развития предметно-информационной составляющей образованности студентов путем сравнения средних оценок по группам за предыдущее время обучения, проведения общеобразовательного теста (естественнонаучной направленности) и экспертных оценок, даваемых преподавателями. Придерживались правила - контрольные группы по результатам входного контроля должны иметь показатели не ниже, чем аналогичные показатели экспериментальных групп. Проводились также заседания экспертных советов, в которые входили преподаватели (учителя) дисциплин естественнонаучного цикла, с целью более адекватного определения степени развития деятельностно-коммуникативной составляющей образованности.

Для чистоты проведения эксперимента была достигнута договоренность об одинаковом (во времени) прохождении изучения учебного материала и синхронности в проведении текущих и итоговых контрольных мероприятий. Были также согласованы материалы контрольных работ, входных и выходных предметных тестов.

После проведения очередного контрольного задания и заседания экспертного совета данные собирались и анализировались путем:

1. Сравнения результатов заданий в экспериментальных и контрольных группах (классах);

2. Сравнения экспертных оценок, присваиваемых студентам (учащимся) экспериментальных и контрольных групп (классов) экспертным советом;

3. Анализа динамики получаемых результатов для контрольных и экспериментальных групп (классов) в отдельности;

4. Сопоставления результатов выполнения заданий и экспертных оценок с динамикой изменения интереса к предмету.

Для определения степени развития предметно-информационной составляющей образованности (уровень обученности) использовали результаты проведения однотипных контрольных работ и (или) письменных тестов. После изучения и опробования ряда методик, мы пришли к выводу, что, они дают максимально объективную информацию и, кроме того, такая форма контроля результатов обучения является общепринятой и не приводит к дополнительным затратам учебного времени.

В соответствии с методикой оценивания, основанной на работе В.П. Беспалько, все участники эксперимента по результатам испытаний были распределены на четыре группы: первая - достигшие отличного уровня по результатам обучения, вторая - хорошего, третья - удовлетворительного и четвертая - неудовлетворительного (низкого). Для сопоставления результатов полученных в экспериментальных и контрольных группах, т.е. двух статистически независимых выборках, использовался стандартный статистический метод Пирсона ч² .

Таблица 2

Результаты оценки развития уровня сформированности предметной составляющей образования для первого исследования

	fe	fk	fe (%)	fk (%)	fe - fk	(fe - fk)2	(fe - fk)2 /fk
Низкий	21	34	8,05	12,64	- 4,59	21,07	1,67
Удовлетворит.	59	82	22,61	30,48	- 7,87	61,94	2,03
Хороший	130	123	49,81	45,72	4,09	16,73	0,37
Отличный	51	30	19,54	11,15	8,39	70,39	6,31
ВСЕГО	261	269	100 %	100 %	0	ч2 = 10,38

Уровень сформированности предметно-информационной составляющей образования в экспериментальных группах оказался выше, чем в контрольных, что следует объяснить использованием в экспериментальных группах разработанной нами методики.

Коммуникативные умения и навыки формируются у обучаемых в процессе учебной деятельности и должны оцениваться как компонент результата образования - деятельностно-коммуникативная составляющая образованности выпускника. Исходя из оценки показателей данного критерия, составлялась карта-анкета, заполняемая на каждом контрольном срезе экспертным советом, в который входили преподаватели (учителя) дисциплин естественнонаучного цикла, работающие в экспериментальных и контрольных группах (классах).

Первый срез проводился при включении группы в эксперимент, а последний - по окончании этапа. Сводные результаты для студентов первого исследования представлены в таблице 3.

Таблица 3

Результаты оценки динамики уровня сформированности деятельностно-коммуникативной составляющей образования первого исследования

Группы	Число студентов	Уровень сформированности
		Входной контроль	Выходной контроль
Эксперимент.	261	45,4 %	74,6 %
Контрольн.	269	46,8 %	54,8 %

Данные, представленные в таблице, подтверждают позитивное влияние предлагаемого подхода на общий уровень освоения предметных знаний.

Во втором исследовании в эксперимент были включены учащиеся педагогического и промышленно-экономического колледжа первого и второго курсов (по две группы каждый год в течение четырех лет проведения эксперимента). Общая численность участников эксперимента равнялась 319 человек. Аналогичное исследование проводилось с учащимися 10 - 11 классов общеобразовательных школ. Общая численность участников эксперимента - 408 человек.

Методика проведения эксперимента и критерии, используемые для оценки качества образования, оставались неизменными. Качественно был получен тот же результат.

Экспертные оценки эффективности методики развития парадоксальности мышления через последовательное использование физических парадоксов при обучении физике формализованы по следующей шкале.

Шкала формализации экспертных оценок:

0 - методика не эффективна; 1 - эффективность методики низкая; 2 - по эффективности данная методика не отличается от существующих, основанных на традиционном дидактическом принципе учета индивидуальных особенностей учащихся при обучении физике; 3 - эффективность данной методики незначительно выше существующих, основанных на традиционном дидактическом принципе учета индивидуальных особенностей учащихся при обучении физике; 4 - эффективность методики высокая; 5 - эффективность методики очень высокая.

Результаты экспертных оценок первой и второй групп экспертов единодушно оценили эффективность предложенной методики по предложенной шкале в 4 балла.

На основании результатов формирующего эксперимента выявлено, что выбранная нами методика обучения учащихся разрешению физических парадоксов и последовательного их использования на всех этапах обучения физике развивает парадоксальный характер мышления и физическое понимание учащихся, преодолевая формальное её понимание, повышает эффективность обучения физике, что обеспечивает качество физического образования.

В целом по материалам, представленным в шестой главе, можно сделать вывод: педагогический эксперимент, проведенный на широкой экспериментальной базе, подтвердил эффективность разработанной методической системы и позволил оценить ее положительное влияние на развитие предметно-информационной и деятельностно-коммуникативной составляющих образованности учащихся общеобразовательных школ, средних специальных учреждений и студентов высших учебных заведений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главная задача Российской образовательной политики -- обеспечение современного качества образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества и государства.

Современная школа должна дать не только знания, умения и навыки, но и способствовать развитию школьника, научить его решать проблемы, научить учиться. Она должна формировать целостную систему универсальных знаний, умений, навыков, а также опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся. Переход на новые стандарты предполагает изменения в целях обучения: перенос акцента с усвоения значительной по объему системы знаний на усвоение способов деятельности, развитие способности к самостоятельному решению проблем в различных сферах деятельности. Важнейшей целью процесса обучения становится развитие личности учащегося, его мышления, являющегося важнейшим условием ее гармоничного развития.

В результате поисков наметились пути перевода обучения физике на новый качественный уровень: создание условий для включения учащихся в активный процесс формирования знаний и обобщенных способов деятельности за счет умелого создания и управления эмоциональным полем, создания информационно-образовательной среды при максимальном использовании резервов внутренней мотивации учащихся, что придает процессу обучения добровольный характер.

Приступая к настоящему исследованию, мы ставили перед собой цель - теоретически обосновать методическую систему развития парадоксальности мышления и использования физических парадоксов, как одного из наиболее существенного критерия оценки степени развития парадоксального характера мышления, на основе методологического подхода, и разработать на основе построенной концепции конкретные рекомендации по ее практической реализации. Разработанная модель носит опережающий характер, рассчитана не только на сегодняшний день, но и на перспективу. Она представляет собой открытую систему, доступную для корректировки с учетом развития науки, методики обучения науке и социального заказа.

На основании проведенных теоретических исследований и результатов педагогического эксперимента можно сделать следующие выводы:

-- задача повышения качества обучения физике в высшей и средней школе требует повышения уровня знаний и развития физического мышления, учащихся на всем этапе от начального до профессионального физического образования. Одним из основных путей повышения эффективности обучения и качества физического образования в школе является совершенствование методики обучения в плане развития парадоксальных черт физического мышления.

-- определены основные черты физического мышления, показано, что парадоксальность - одна из характеристик физического стиля мышления,

-- проанализирован характер проявления парадоксальных черт мышления в курсе физики средней школы,

-- разработана методическая система развития парадоксальности мышления, выявлены психолого-педагогические аспекты развития парадоксальности мышления,

-- проанализированы роль и место научных парадоксов в физике, дидактические и методические возможности и особенности целенаправленного изучения и последовательного использования физических парадоксов, как средства развития парадоксальности мышления. Научные физические парадоксы оказали огромную роль на развитие всей физической науки, а их учебные модели - учебные физические парадоксы должны широко использоваться при изучении физики.

-- рассмотрены основные причины целесообразности использования учебных физических парадоксов, разработаны требования к учебному парадоксу, методика их использования. Использование учебных физических парадоксов требует специальных методических разработок применительно к различным ступеням обучения физике, целью которых является доступность понимания. В работе предложены конкретные методические рекомендации по использованию физических парадоксов в средней школе.

Педагогический эксперимент подтвердил правильность выдвинутой гипотезы исследования о том, что обеспечение качества физического образования, может быть достигнуто путем развития парадоксальных черт мышления, поиска парадоксальных идей решения физических задач, а также последовательного использования физических парадоксов при обучении физике, как высшей степени физического понимания, которое является одним из обязательных условий постановки физического образования на надежную методологическую основу.

Разработанная методическая система развития парадоксальных черт физического мышления широко используется в педагогической практике учителей физики средних школ разного уровня и профиля, а также в системах подготовки и повышения квалификации учителей физики.

В диссертации исследованы вопросы, которые актуальны при изучении физики на любом уровне. Игнорирование развития парадоксальных черт физического мышления, физических парадоксов при обучении физике отрицательно сказывается на уровне понимания отдельных вопросов физики, а, следовательно, и на всем выработанном у учащихся физическом мышлении, что сводит на нет практическую ценность научных знаний, является причиной появления формализма в знаниях.

В рамках поставленных задач выполненное диссертационное исследование можно считать законченным. Оно может быть использовано как концептуальное для дальнейшего совершенствования методической системы развития парадоксальных черт физического мышления, способности обучаемых к анализу парадоксов, к переносу знаний.

ПУБЛИКАЦИИ

Библиографический список научных трудов автора составляет 112 работ, в том числе 73 по теме диссертационного исследования.

Монография и учебно-методические работы

1. Кондратьев А.С., Ситнова Е.В. Парадоксальность физического мышления. Монография СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2007. - 280 с. (17,5./5,8 п.л.)

2. Ситнова Е.В., Маслова О.К. Парадоксы как средство развития физического мышления. Методическое пособие. - Иваново: Ив. гос. ун-т, 2008. - с. 120. (6, 98/5,24 п.л.)

3. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Методические указания по использованию физических парадоксов на II ступени обучения. - Иваново: РИО ИвГУ, 1990. - с. 16. (1/0,5 п.л.)

4. Ситнова Е.В., Попчук В.В. Методические указания по использованию физических парадоксов на уроках физики в педагогических училищах и педагогических колледжах. - Иваново: РИО ИвГУ, 1993. - с. 16. (1/0,5 п.л.)

5. Ситнова Е.В. Методические указания по использованию материалов истории физики в средней школе. Методические рекомендации. - Иваново: РИО ИвГУ, 1993. - с. 16. (0,93 п.л.)

6. Блинов А.П., Кулаков В.Е., Максимов Ю.В., Ситнова Е.В. Электричество. Методические указания к лабораторному практикуму. Работы 10-13. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 1994. - с. 28. (1,75/0,44 п.л.)

7. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Демонстрационные опыты по механике. Кинематика. Методические указания в помощь студенту-практиканту и начинающему учителю. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 1995. - с. 20. (1,16/0,58 п.л.)

8. Ситнова Е.В. Физические парадоксы в системе обучения физике. Автореф. диссертации кандидата педагогических наук. - СПб.: ГУКПК, 1997. - с. 18 (1 п.л.)

9. Кулаков В.Е., Ситнова Е.В. Методика преподавания физики. Методические указания для студентов, получающих дополнительную специальность «Преподаватель». - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2001. - с. 28. (1,63/0,83 п.л.)

10. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Изучение вращательного движения тел. Методические указания по выполнению лабораторной работы для студентов, получающих дополнительную специальность «Преподаватель». - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2002. - с. 12. (0,7/0,35 п.л.)

11. Блинов А.П., Кулаков В.Е., Ситнова Е.В. Физика. Методические указания для студентов 3 курса математического факультета. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2003. - с. 12. (0,7/0,25 п.л.)

12. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 8. Демонстрационные опыты по кинематике. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2004, 2006. - с. 20. (0,16/0,08 п.л.)

13. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 9. Проверка законов механики на приборе ПДЗМ. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2004, 2006. - с. 8. (0,7/0,35 п.л.)

14. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 10. Изучение вращательного движения тел. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2004, 2006. - с. 12. (0,7/0,35 п.л.)

15. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 11. Строение вещества. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2004. - с.8. (0,7/0,35 п.л.)

16. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 12. Давление твердых тел, жидкостей и газов. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2004, 2006. - с.12. (0,7/0,35 п.л.)

17. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 13. Свойства газов и паров. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2004, 2006. - с.8. (0,7/0,35 п.л.)

18. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 14. Теплопередача и работа. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2004. - с.12. (0,7/0,35 п.л.)

19. Кулаков В.Е., Ситнова Е. В. Теория и практика методики обучения физике. Методические указания для студентов 4 курса физического факультета. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2004. - с.40. (2,33/1,17 п.л.)

20. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 15. Электростатика. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2005, 2008. - с.14. (0,7/0,35 п.л.)

21. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 16. Постоянный ток и его законы. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2005, 2008. - с.10. (0,7/0,35 п.л.)

22. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 17. Электрические свойства полупроводников. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2005, 2008. - с.16. (0,7/0,35 п.л.)

23. Ситнова Е.В., Белова Т.В. Лабораторная работа № 19. Электромагнитная индукция. Методические указания по выполнению лабораторного практикума. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2005, 2008. - с.16. (0,7/0,35 п.л.)

24. Ситнова Е.В., Кубасова Е.С. Экспериментальные задачи по физике. Методические указания. - Иваново: Иван.гос.ун-т, 2008. - с.40. (2,56/1,28 п.л.)

Статьи в ведущих рецензируемых журналах

25. Кондратьев А.С., Ляпцев А.В., Ситнова Е.В. О развитии физического мышления. // Физическое образование в вузах. Т.13. №3. М.: Издательский Дом МФО, 2007. - с. 3 - 12. (0,89/0,27п.л.)

26. Кондратьев А.С., Ситнова Е.В. Физическое мышление на современном этапе развития науки. // Известия РГПУ им. А.И. Герцена. №8 (34): Общественные и гуманитарные науки. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2007. - с. 7 - 20. (1,78/0,88 п.л.)

27. Кондратьев А.С., Ситнова Е.В. Развитие парадоксальности мышления при изучении основ квантовой физики в средней школе // Наука и школа. № 2. М.: МПГУ, 2007. - с. 58 - 61. (0,5/0,25 п.л.)

28. Ситнова Е.В. Методическая система развития парадоксальности мышления при обучении физике // Среднее профессиональное образование. №4. - М.: Миратос, 2007. - с. 63 - 65. (0,44 п.л.)

29. Ситнова Е.В. Психолого-педагогические аспекты развития парадоксальности мышления при обучении физике в средней школе. // Сибирский педагогический журнал. № 1. - Новосибирск: Немо Пресс, 2008. - с. 371 - 376. (0,52 п.л.)

30. Ситнова Е.В., Майорова Н.С. Формирование естественно научной картины мира у школьников на основе парадоксальности мышления // Сибирский педагогический журнал. № 7. - Новосибирск: Немо Пресс, 2008. - с. 277 - 283. (0,52/0,26 п.л.)

31. Кондратьев А.С., Ситнова Е.В. Физические задачи как средство развития парадоксального характера мышления // Сибирский педагогический журнал. № 2. - Новосибирск: Немо Пресс, 2009. - с. 256 - 261. (0,52/0,26 п.л.)

Научные статьи в журналах и трудах Международных конференций

32. Кондратьев А.С., Ситнова Е.В. Физические парадоксы в системе обучения физике. // Физика в системе современного образования. Тез. докладов IV Межд. конф. Ч.1. - Волгоград: Перемена, 1997. - с. 118 - 119. (0,13/0, 06 п.л.)

33. Ситнова Е.В., Смирнов В.В. К вопросу об учебных парадоксах физики микромира. // Физика в школе и ВУЗе: Межд. сб. научн. статей. Выпуск 1. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2004. - с. 34 - 36. (0,19/0,1п.л.)

34. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Развитие творческой одаренности в процессе обучения физике. // Физика в школе и ВУЗе. Межд. сб. научн. статей. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2004. - с. 73 - 76. (0,25/0,13 п.л.)

35. Кулаков В.Е., Ситнова Е.В., Хромова Л.А. Личностно-ориентированные технологии при обучении физике. // Физика в школе и ВУЗе: Межд. сб. научн. статей. Выпуск 2. - СПб.: БРАН, 2005. - с. 70 - 73. (0,19/0,08 п.л.)

36. Кондратьев А.С., Ситнова Е.В. Парадоксальность физического мышления как фактор качества физического образования. // Физика в школе и ВУЗе: Межд. сб. научн. статей. Выпуск 3. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2005. - с. 3 - 5. (0,19/0,09 п.л.)

37. Ситнова Е.В. Физические парадоксы как один из компонентов развития физического мышления. // Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики. Материалы Межд. научно-практич. конф.. В 2 ч. Ч.1. - Екатеринбург: Уральский гос. пед. ун-т, 2006. с. 218. (0,13 п.л.)

38. Кондратьев А.С., Ситнова Е.В. Физические парадоксы как критерий компетентности в современном физическом образовании. // Академические чтения. Выпуск 6. - СПб.: СПбГИПСР, 2006. - с. 117 -119. (0,38/0,19 п.л.)

39. Кондратьев А.С., Ляпцев А.В., Ситнова Е.В. Компьютерное моделирование при изучении физики. Проверка корректности модели и вычислений. // Компьютерные инструменты в образовании. №2. - СПб.: КИО, 2006. - с.52 - 57. (0,87/0,29 п.л.)

40. Ситнова Е.В. Онтогенетический подход к обучению физике. // Физика в школе и ВУЗе: Межд. сб. научн. статей. Выпуск 5. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2006. - с. 104 - 107. (0,19 п.л.)

41. Ситнова Е.В. Развитие парадоксальности мышления при обучении физике. // Физика в системе современного образования. Матер. 9 межд. конф.Т.2. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2007. - с. 151 - 152. (0,13 п.л.)

42. Ситнова Е.В. Физические задачи как средство развития парадоксальности мышления. // Физика в школе и ВУЗе: Межд. сб. научн. статей. Выпуск 6. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2007. - с. 121 - 124. (0,25 п.л.)

43. Ситнова Е.В., Николаева Л.П. Видеоролики как средство развития парадоксальности мышления учащихся при изучении физики. // Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики. Матер. Межд. научно-практич. конф. В 2 ч. Ч.1. - Екатеринбург: Уральский гос. пед. ун-т, 2007. - с. 178 - 180. (0,13/0,07 п.л.)

44. Ситнова Е.В. Физическое мышление как эталон научного мышления. Депонирование в ВИНИТИ 03.12.2007г. № 1115-B2007.

45. Ситнова Е.В. Физические парадоксы как способ осуществления «мягкой» модели обучения физике. // Физика в школе и ВУЗе: Межд. сб. научн. статей. Выпуск 8. - СПб.: БРАН, 2008. - с. 67 - 70. (0,25 п.л.)

Статьи в научных и методических сборниках

46. Ситнова Е.В. Дидактические особенности использования парадоксов на уроках физики. // Актуальные общественно-политические и научно-технические проблемы. Тез. докладов IV областной конф. молодых ученых - Иваново: ИЭИ, 1990. - с.144. (0,05 п.л.)

47. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Роль физических парадоксов в активизации познавательной деятельности студентов и школьников. // Современный учебный процесс: традиции и новые подходы в обучении. Тез. научно-практич. конф. - Иваново: Ив. гос. ун-т, 1993. - с. 5. (0,06/0,03 п.л.)

48. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Физические парадоксы в системе дифференцированного обучения. // Преподавание физики и астрономии в школе: состояние, проблемы, перспективы. Тез. докладов региональной научно-метод. конф. - Н.Новгород: НГПУ, 1994. - с.22-23. (0,12/0,06 п.л.)

49. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Парадоксы в истории физики и их отражение в учебном процессе. // Проблема управления качеством подготовки специалистов в учебном процессе. Тез. научно-практ. конф. - Иваново: Ив. гос. ун-т, 1994. - с. 3 - 4. (0,06/0,03 п.л.)

50. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Использование физических парадоксов в системе дифференцированного обучения. // Методологические проблемы физического образования. Матер. научн. конф. - СПб.: ЭОС, 1994. - с. 16 - 17. (0,12/0,06 п.л.)

51. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Использование парадоксов истории физики в учебном процессе. // Методологические проблемы физического образования. Матер. научн. конф - СПб.: Образование, 1995. - с.19 - 20. (0,12/0,06 п.л.)

52. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Методологические вопросы физического образования. // Университетский курс общей физики: современные проблемы. Тезисы докладов 2-й Всеросс. научно-метод. конф. - М.: 1996. - с. 41 - 43. (0,17/0,08 п.л.)

53. Ситнова Е.В. Физические парадоксы как средство развития физического мышления учащихся средней школы. // Физическое образование в школе и вузе. Матер. научно-практич. межвузовской конф. - СПб.: Образование, 1997. - с. 13 - 14. (0,12 п.л.)

54. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Анализ метода размерностей в курсе физики средней школы. // Преподавание физики в школе и вузе. Матер. научн. конф. - СПб.: Образование, 1997. - с. 71 - 72. (0,12/0,06 п.л.)

55. Ситнова Е.В. Физические задачи - основной компонент физического образования. // Ивановский государственный университет. Юбилейный сб. тезисов статей молодых ученых. - Иваново: Ив. гос. ун-т, 1998. - с. 126 - 127. (0,12 п.л.)

56. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Проблемные ситуации при изучении вопросов квантовой физики. // Молекулярная физика неравновесных систем. Матер. итоговой научн. конф. - Иваново: Ив. гос. ун-т, 1998. - с. 97. (0,06/0,03п.л.)

57. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Неизбежность появления парадоксов в физике и их отражение в учебном процессе. // Ивановский государственный университет. Юбилейный сб. научн. статей. Ч.2. - Иваново: Ив. гос. ун-т, 1998. - с.151 -155. (0,27/0,14 п.л.)

58. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Метод гипотез как один из методов развития физического мышления учащихся. // Методика обучения физике в школе и вузе. Сб. научн. статей. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2000. - с. 111 - 112. (0,12/0,06 п.л.)

59. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Моделирование в научном познании. // Модели и моделирование в методике обучения физике: Матер. докладов республиканской научно-теоретич. конф. - Киров: Изд-во Вятского ГПУ, 2000. - 63 - 64. (0,13/0,07 п.л.)

60. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Моделирование в обучении физике. Вестник ИвГУ. Вып.2. - Иваново: Ив.гос.ун-т, 2001. - с.110 - 115. (0,44/0,22 п.л.)

61. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Формирование педагогических умений и навыков у будущих учителей физики. // Формирование учебных умений в процессе реализации стандартов образования. Тез. докладов Зональной научн.-практич. конф. - Ульяновск: УГПУ им. И.Н. Ульянова, 2001. - с.19 - 20. (0,12/0,006 п.л.)

62. Ситнова Е.В., Хромова Л.А. Связь «школа-ВУЗ»: спецкурс по физике для учащихся 10-х классов как первый шаг к учебе в ВУЗе. // Научно-исследовательская деятельность в классическом университете. Сб. ст. по итогам научн. конф. Ч.1. Естеств. и техн. науки. - Иваново: Ив.гос.ун-т , 2002. - с. 199. (0,09/0,05 п.л.)

63. Ситнова Е.В., Кулаков В.Е. Систематизация и обобщение знаний по физике на основе структурно-логического подхода. // Научно-исследовательская деятельность в классическом университете. Сб. ст. по итогам научн. конф. Ч.1. Естеств. и техн. науки. - Иваново: Ив.гос.ун-т , 2002. - с. 194 - 195. (0,18/0,09 п.л.)