Розвиток змісту шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США (ХІХ–ХХ ст.)

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ М.П. ДРАГОМАНОВА

УДК 372.853 (091)(4)

Розвиток змісту шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США (ХІХ-ХХ ст.)

13.00.01 - загальна педагогіка та історія педагогіки

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора педагогічних наук

Лещинський Олександр Петрович

Київ 2005

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Черкаському державному технологічному університеті, Міністерство освіти і науки України.

Захист відбудеться „19” січня 2006 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.053.01 у Національному педагогічному університеті імені М.П. Драгоманова, 01601, м. Київ-30, вул. Пирогова, 9.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова, 01601, м. Київ-30, вул. Пирогова, 9.

Автореферат розісланий „ 16 ” грудня 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради О.Г. Ярошенко

АНОТАЦІЯ

Лещинський О.П. Розвиток змісту шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США (ХІХ-ХХ ст.). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора педагогічних наук за спеціальністю 13.00.01 - загальна педагогіка та історія педагогіки. - Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова, Київ, 2005.

У дисертації здійснено аналіз процесу історичного розвитку змісту шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США та визначені його основні чинники.

Досліджено вплив університетського курсу фізики на зміст шкільного курсу в різні історичні періоди. Розглянуті інтеграційні процеси в розвитку фізики як навчального предмета. Визначено специфіку змін у змісті шкільного курсу під впливом інформаційних технологій. Розкриті сучасні тенденції розвитку змісту шкільного курсу фізики.

Проведене дослідження дає можливість сформулювати ряд рекомендацій щодо використання зарубіжного досвіду розвитку курсу фізики у вітчизняній педагогіці: в процесі переходу на профільне навчання у старших класах бажано взяти до уваги досвід Німеччини та Великої Британії в організації, розробці та впровадженні курсів фізики, інтегрованих курсів природознавства для учнів різних категорій у диференційовану систему освіти; доречно врахувати світові тенденції включення основних концепцій квантової та релятивістської фізики та пов'язаних з ними методологічних понять у зміст шкільного курсу, нові підходи до оцінки знань і вмінь учнів з фізики, виходячи з концепції функціональної наукової грамотності; необхідно включити в програму підготовки вчителів фізики ознайомлення зі світовим досвідом інтеграції професійної та фізичної освіти, методикою вивчення нових застосувань фізики і пов'язаних з нею робітничих професій, методикою концептуального вивчення принципів сучасної фізики.

Ключові слова: шкільний курс фізики, зарубіжні країни, розвиток змісту, тенденції, інновації, інтеграція.

АННОТАЦИЯ

Лещинский А.П. Развитие содержания школьного курса физики в Великобритании, Германии и США (ХІХ - ХХ в.). - Рукопись.

Дисертация на соискание ученой степени доктора педагогических наук по специальности 13.00.01 - общая педагогика и история педагогики. -Национальный педагогический университет имени М. П. Драгоманова, Киев, 2005.

В диссертации осуществлен анализ развития школьного курса физики в Великобритании, Германии и США в контексте исторического изменения систем образования этих стран. Проведено исследование влияния университетского курса физики на содержание школьного курса в различные исторические периоды. Анализируются интеграционные процессы в развитии физики как учебного предмета в средней школе. Рассмотрена специфика изменений в содержании школьного курса физики под влиянием новых информационных технологий. На основе проведенного в диссертации анализа исторического материала определены тенденции развития содержания школьного курса физики.

Сравнительный анализ развития университетского курса физики и методологии физической науки позволил прийти к выводу, что университетский курс физики сформировался в немецкой модели высшего образования как признанный научным сообществом свод знаний и методов исследований - парадигмальный учебный предмет. Именно парадигмальный университетский курс и стал основой формирования школьного курса. Его превращение в общеобразовательный учебный предмет было связано, с одной стороны, с более глубоким проникновением психологии в процесс развития ребенка, с другой стороны, с развитием физической науки, общества и системы образования. На основе проведенного в диссертации анализа делается вывод, что в процессе проектирования содержания научных знаний в учебный предмет используется первичная проекция, осуществленная методологией науки. В ходе дальнейшего конструирования содержания учебного предмета используется система ценностей, зависящая от всей общественной ситуации.

Представленный в диссертации материал позволил прийти к выводу, что содержание курса физики зависит от типа школы, в которой этот курс функционирует, и системы образования, включая высшее, и исторически изменяется вместе с этой системой. Построение абстрактного курса физики невозможно. Структура школьного курса в виде традиционных разделов сформировалась в конце ХІХ в. Развитие физических знаний и изменения в экономике привели к формированию потребности в новой структуре курса. Одновременно произошли существенные изменения в системе образования. Средняя школа стала массовой и из инструмента подготовки к высшему образованию она превратилась в средство развития всех детей. Изменение функции средней школы стимулировало разработку новых курсов физики. Появление интегрированных курсов естествознания, как показало проведенное в диссертации исследование, вызвано объективными причинами, связанными с изменением функции средней школы, интеграционными процессами в естественных науках и новыми формами их использования в практике.

Проведенный в диссертации анализ показал, что построение содержания курса физики зависит от доступных обществу средств создания, хранения и переработки информации. Развитие информационных технологий и глобальной компьютерной сети привело к возникновению принципиально новой особенности учебного предмета - его становлению как самоорганизующейся системы.

В развитии зарубежного школьного курса физики выявляются тенденции изменения методологических и логико-психологических оснований построения содержания. Универсальный курс физики постепенно замещается системой взаимосвязанных курсов, построенных на принципе инвариантности содержания, который заменяет прежний принцип его тождества.

Ключевые слова: школьный курс физики, зарубежные страны, развитие содержания, тенденции, инновации, интеграция.

ABSTRACT

Leshchinsky A.P. “Development of the secondary school physics curriculum in Great Britain, Germany and the USA in 19-20 centuries”. Manuscript.

The Dissertation submitted to acquire the degree of doctor of Pedagogical Sciences, specialty 13.00.01 - the general pedagogic and the history of pedagogic. - The M.P. Dragomanov National Pedagogical University, Kiev, 2005.

A comparative analysis of the historical development of the secondary school physics curriculum is made. Main factors influenced on the historical development of the content of physics course for the secondary school is defined. Influence the University physics course upon the secondary school physics curriculum in different historical periods is studied. The integration process in development of science curriculum is discussed. The influence of the modern information technology on the secondary school physics curriculum is studied. Trends in physics curriculum changes is analyzed.

Keywords: secondary school physics curriculum, historical development, trends, innovation, integration.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність і ступінь дослідженості проблеми. Глобалізація соціальних, економічних та культурних процесів вимагає кардинального оновлення національної освіти України. Це знайшло відображення в Законі України „Про освіту”, Державній національній програмі „Освіта (Україна ХХІ століття)”, Національній доктрині розвитку освіти, Концепції 12-річної середньої загальноосвітньої школи.

Впровадження в систему вищої освіти України основних ідей, сформульованих Болонською декларацією, вимагає вивчення можливих напрямків реформування середьної освіти відповідно до нових вимог вищої освіти. Процес інтеграції України в європейську спільноту потребує вивчення і впровадження світових норм і стандартів освіти взагалі і фізичної освіти зокрема. В умовах інтеграції економіки, переходу від індустріальних до інформаційних технологій виникає необхідність відповідної модернізації змісту шкільної фізичної освіти з урахуванням досвіду перебудови фізичної освіти розвинених країн світу. Особливо це стосується Великої Британії, Німеччини та США. При цьому необхідно орієнтуватися на системний процес еволюції фізичної освіти, що потребує всебічного аналізу розвитку зарубіжної фізичної освіти і тенденцій її удосконалення. Назріла потреба конструктивно-критичного і творчого осмислення позитивного досвіду минулого, що збагатить сучасну педагогіку новими фактами й теоретичними положеннями. Порівняльний аналіз розвитку курсу фізики в різних країнах дасть можливість виявити чинники, які визначають його зміни. Такий аналіз сприятиме не тільки використанню зарубіжного досвіду, але й уникненню багатьох помилок, що мали місце при розробці змісту курсу фізики зарубіжної школи.

У вітчизняній науці відсутнє цілісне висвітлення проблеми формування змісту шкільної фізичної освіти зарубіжних країн. Водночас процес розвитку шкільної фізичної освіти у нашій державі досліджувався вітчизняними вченими у галузі методики навчання фізики (О.І. Бугайов, О.В. Сергєєв, І.К. Туришев). Так, О.І. Бугайов розглядав тенденції розвитку навчання фізики в загальноосвітній школі та їх прояв у вдосконаленні методів та засобів навчання. О.В. Сергєєв вивчав теоретичні та методологічні проблеми вітчизняної історії методики навчання фізики як педагогічної науки. І.К. Туришев досліджував основні проблеми історії розвитку дореволюційної та радянської методики навчання фізики.

Окремі питання історії методики навчання фізики були також предметом кандидатських дисертаційних досліджень. Зокрема, Є.М. Сульженко аналізувала розвиток методичної думки в Києві наприкінці ХІХ і на початку ХХ ст., О.В. Школа вивчав історію зародження, становлення та розвитку наукових шкіл методики навчання фізики в Україні. У дисертації В.М. Мацюка розглядався розвиток теорії та практики навчання фізики в середніх загальноосвітніх школах України в 1945-1995 рр. У дисертаційному дослідженні А.К. Волошиної подано історико-методичний аналіз розвитку технології розв'язування фізичних задач у середній загальноосвітній школі, а Н.П. Форостяної - історичні аспекти вивчення молекулярної фізики в середніх загальноосвітніх навчальних закладах України.

Загальна структура та окремі аспекти зарубіжної середньої освіти розглядалися в працях Г.Л. Алексевич, В.С. Аранського, Б.Л. Вульфсона, Л.М. Гончарова, О.Н. Джуринського, Є.П. Ков'язиної, В.П. Лапчинської, А.І. Литвинова, З.О. Малькової, О.Б. Рибак та ін.

У вітчизняній науці також приділялася увага проблемам навчання фізики в зарубіжних країнах. Окремі питання навчання фізики у Великій Британії, Німеччині та США розглядали В.В. Лермантов, М.В. Кашин, а також вітчизняні вчені - Г.Г. Де-Метц і З. Приблуда.

Монографія В. Г. Розумовського була присвячена курсам фізики, створеним у США в 1960-ті рр. У дисертації О.В. Озриної розглядався зміст курсу фізики американського комітету з навчання фізики та його вплив на методику навчання фізики в середній школі США. Дисертаційне дослідження Л. Майєра висвітлювало тенденції розвитку методики фізики в середній школі європейських соціалістичних країн. У дисертації А.М. Сабо вивчались зміни в методиці навчання фізики в середній школі Угорщини. Дисертація П.А. Алексєєва була присвячена тенденціям модернізації навчання фізики в середніх школах Великої Британії в 1970-ті рр. У дисертаційному дослідженні Т.Г. Манді розглядалося вдосконалення змісту і методів навчання фізики в колишній Чехословаччині. У дисертації Б.Л. Фуртак подано порівняльний аналіз структури та змісту австрійських і вітчизняних підручників математики і фізики.

Отже, у науковій літературі проведений аналіз методологічних питань історії методики навчання фізики та розроблена концепція теоретичних і методологічних засад історії методики фізики як наукової дисципліни. Водночас у вітчизняній науці не одержали висвітлення деякі принципові проблеми історії методики навчання фізики. Майже не досліджена проблема становлення зарубіжної шкільної фізичної освіти. Недостатньо вивченою залишається проблема зв'язку змін у методичній науці з суспільними процесами та явищами. У вітчизняній і зарубіжній науковій літературі досліджувались лише окремі періоди розвитку змісту курсу фізики зарубіжних країн. При цьому відсутнє системне висвітлення проблеми розвитку шкільного курсу розвинених зарубіжних країн за великий проміжок часу, що принципово важливо для з'ясування загальних тенденцій в історії його становлення та розвитку. Відсутність дисертаційних досліджень із проблеми розвитку шкільного курсу фізики зарубіжних країн і зумовили вибір теми нашого дослідження - “Розвиток змісту шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США (ХІХ-ХХ ст.)”.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дисертаційне дослідження виконано відповідно до тематичного плану науково-дослідної роботи кафедри педагогіки Південноукраїнського педагогічного університету імені К.Д. Ушинського (м. Одеса) з теми “Тенденції розвитку курсу фізики середьної школи”. Тему дисертації затверджено вченою радою університету (протокол № 1 від 30.08.2000 р.), узгоджено бюро Ради з координації наукових досліджень у галузі педагогіки та психології в Україні (протокол № 7 від 26.10.2000 р.).

Об'єкт дослідження - шкільна фізична освіта у Великій Британії, Німеччині та США.

Предмет дослідження - процес становлення та розвитку змісту шкільного курсу фізики у зв'язку зі змінами в системах освіти Великої Британії, Німеччини та США в ХІХ-ХХ ст.

Мета дослідження - виявити основні чинники формування змісту шкільного курсу фізики та визначити світові тенденції його розвитку.

Концепція дослідження. Сьогодні недостатньо усвідомленими є вихідні основи конструювання змісту природничо-наукового навчального предмета. Без такого усвідомлення процес конструювання змісту навчального предмета здійснюється емпірично, тобто за допомогою узагальнення наявної практики. Навчальний предмет - елемент системи освіти. Будь-яка система освіти є продуктом історії й існує в певному культурному і соціальному контексті. При зміні загального історичного контексту існування системи освіти разом із нею змінюється і навчальний предмет. Теоретичний підхід до проблеми побудови змісту курсу фізики передбачає необхідність проведення порівняльного аналізу історії його становлення і розвитку в різних країнах.

Провідна ідея нашого дослідження полягає у розгляді внутрішньої логіки розвитку змісту шкільного курсу фізики у Німеччині, Великій Британії та США. При цьому важливо врахувати вплив на цей процес методології фізики, філософських і психологічних поглядів, структури суспільства, стану економіки і системи освіти. Для вивчення становлення курсу фізики обрано Німеччину та Велику Британію в ХІХ ст., розвиток курсу фізики досліджується у Великій Британії та США в ХХ ст. Вибір зазначених країн та хронологічних рамок дослідження зумовлений такими обставинами. Німецька модель освіти в цілому і курс фізики зокрема з середини ХІХ до початку ХХ ст. суттєво вплинули на становлення та розвиток вітчизняної фізичної освіти. Після Другої світової війни лідерство у розвитку курсу фізики перейшло до Великої Британії та США. Саме в цих країнах із середини ХХ ст. були впроваджені широкомасштабні проекти модернізації курсу фізики, які стали відомими в усьому світі. Однак досвід, набутий у ході цих проектів, значною мірою залишається ще не вивченим у вітчизняній науці.

Завдання дослідження:

1. Вивчити історичний досвід становлення та розвитку змісту шкільного курсу фізики в контексті змін систем освіти Німеччини та Великої Британії в ХІХ ст., Великої Британії та США - в ХХ ст.

2. Дослідити вплив університетського курсу фізики на зміст шкільного курсу в Німеччині, Великій Британії та США в різні історичні періоди.

3. Проаналізувати вплив методології фізики та психологічних концепцій на формування змісту курсу фізики у Великій Британії та США.

4. Проаналізувати інтеграційні процеси в розвитку фізики як навчального предмета в середній школі Великої Британії та США.

5. Висвітлити специфіку змін у змісті шкільного курсу фізики Великої Британії та США під впливом нових інформаційних технологій.

6. Розробити рекомендації щодо використання зарубіжного досвіду розвитку змісту курсу фізики у вітчизняній системі освіти.

Методологічними засадами дослідження виступили положення теорії пізнання про діалектичний взаємозв'язок і взаємозумовленість явищ та необхідність їхнього вивчення в конкретно-історичних умовах; положення системного та синергетичного підходів про структуру та розвиток складних динамічних систем.

Теоретичну основу дослідження становили:

- положення методології порівняльної педагогіки (В.Л. Вульфсон, З.О. Малькова, О.В. Сухомлинська);

- концепції розвитку шкільної фізичної освіти в Україні та Росії (С.У. Гончаренко, О.І. Бугайов, Є.В. Коршак, О.В. Сергєєв та ін.);

- дослідження вітчизняних учених із проблем зарубіжної школи і педагогіки (В.С. Аранський, В.П. Лапчинська, З.О. Малькова та ін.);

- психологічні теорії навчання (Л.С. Виготський, П.Я. Гальперін, В.В. Давидов, Ж. Піаже).

Методи дослідження. Задля вирішення поставлених завдань використовувалися такі методи: історико-порівняльний метод, який дозволив розглянути специфіку становлення та розвитку шкільного курсу фізики в різних країнах; історико-типологічний метод, що дав змогу виявити спільні риси та виділити однорідні стадії в розвитку змісту курсу фізики різних країн; історико-системний метод, за допомогою якого вивчався вплив системи освіти, методології науки та інформаційних технологій на розвиток змісту курсу фізики; діахронічний метод, який дозволив вивчити суспільні чинники розвитку курсу фізики в різні історичні періоди; синхронічний метод, за допомогою якого визначалися загальні тенденції розвитку курсу фізики.

Джерельна база дослідження. Джерелами дослідження виступили:

- монографії британських, німецьких та американських учених з історії освіти цих країн (С. Куртіса, А. Мейєра, С. Нобла, Ф. Паульсена та ін.);

- монографії британських, німецьких та американських істориків методики фізики (Д. Бішопа, Б. Вулноу, Е. Дженкінса, Л. Гюнтера, Д. Зіверта, Р. Вікіхалтера, Д. Лейтена та ін.);

- статистичні збірки, видані департаментами освіти Великої Британії та США;

- підручники фізики для вищої та середньої школи;

- британський часопис “Фізична освіта” (“Physics Education”);

- американські часописи: “Математика та природознавство в школі” (“School Science and Mathematics”), “Учитель фізики” (“The Physics Teacher”), “Американський фізичний журнал” (“American Journal of Physics”), “Фізика сьогодні” (“Physics Today”);

- вітчизняні часописи: “Педагогіка і психологія”, “Шлях освіти”, “Фізика та астрономія в школі”;

- часописи з історії науки: “Історія науки” (“History of Science”), “Журнал історії ідей” (“Journal of the History of Ideas”);

- збірники з викладання фізики в різних країнах, видані ЮНЕСКО;

- матеріали міжнародних конференцій, організованих Міжнародною групою з методики навчання фізики (GIREP).

Етапи дослідження. Дослідження проводилося в три етапи.

На першому етапі (1996-1998 рр.) здійснювалася системна пошукова робота, визначалися і конкретизувалися об'єкт, предмет і методи дослідження, уточнювалася джерелознавча база дослідження.

На другому етапі (1999-2000 рр.) вивчалися матеріали з історії розвитку курсу фізики, історії розвитку систем освіти Великої Британії, Німеччини та США.

На третьому етапі дослідження (2001-2004 рр.) проводився аналіз одержаних результатів, обґрунтовувалися і формулювалися висновки, здійснювалося літературне оформлення дисертаційної роботи.

Наукова новизна дослідження полягає в тому, що:

- вперше обґрунтовано концепцію розвитку змісту шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США, яка полягає в тому, що зміст курсу еволюціонує під впливом, з одного боку, внутрішньої логіки, з другого - потреб системи освіти та суспільства в цілому, які змінюються в процесі розвитку економіки, технології та структури суспільних груп;

- вперше розкриті чинники формування змісту шкільного курсу фізики, до яких належать: структура та стандарти середньої освіти, що формуються під впливом системи вищої освіти; методологія фізичної науки; панівні педагогічні та психологічні концепції; система підготовки вчителів;

- вперше встановлено залежність змісту шкільного курсу фізики від університетського курсу, яка полягає в тому, що структура та зміст шкільного курсу формуються на основі моделі побудови університетьского курсу;

- удосконалено хронологію розвитку шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США;

- дістало подальшого розвитку визначення напрямків інтеграції природничих навчальних предметів, які включають: об'єднання наук при вивченні окремих об'єктів і процесів; конструювання змісту на основі загальних методологічних принципів природознавства; формування змісту на основі використання комплексного підходу до розв'зання глобальних практичних проблем; розгляд еволюції науки в суспільстві;

- вперше визначені світові тенденції розвитку змісту шкільного курсу фізики, до яких належать: зміна методологічної основи побудови змісту, яка визначається переходом від відображення системи фізичного знання до розгляду науки в цілісній системі еволюції матеріальної і духовної культури; подолання розмежування традиційних розділів на основі сучасної структури фізичної науки та комп'ютерних технологій; використання сіткової структури побудови змісту; перетворення єдиного стандартного курсу на систему взаємозв'язаних курсів; становлення курсу фізики як відкритого глобального навчального середовища, здатного до саморозвитку.

Теоретичне значення дослідження полягає у виявленні чинників, що впливали на розвиток фізичної освіти у Великій Британії, Німеччині та США, що дають змогу передбачити подібні процеси у вітчизняній фізичній освіті; у визначенні тенденцій розвитку курсу фізики зазначених країн, які мають прогностичну спрямованість та можуть служити основою для подальших досліджень шляхів розвитку змісту вітчизняного курсу фізики.

Практичне значення дослідження полягає в можливості використання одержаних результатів для розробки вітчизняних програм, написання підручників; отримані висновки можуть бути використані для внесення змін у програми підготовки вчителів фізики у вищих педагогічних навчальних закладах України.

Результати дослідження знайшли відображення у змісті курсів “Історія фізики”, “Шкільний курс фізики і методика його викладання”, “Вища освіта і Болонський процес”, “Психологія діяльності та навчальний менеджмент”, які викладаються в Запорізькому національному університеті, Черкаському національному університеті ім. Б. Хмельницького, Черкаському державному технологічному університеті, що сприяє збагаченню знань студентів з історії педагогіки та розвитку інтересу до наукової діяльності. Матеріали інноваційних курсів фізики середньої школи, які були розроблені у Великій Британії та США, використовуються в середніх школах Черкаської і Кіровоградської областей та довели свою ефективність. Американський і британський досвід використання комп'ютерів і Інтернету застосовується в практиці роботи кафедр педагогіки, математики та інформатики Переяслав-Хмельницького державного педагогічного університету і сприяє формуванню умінь і навичок використання комп'ютерів та Інтернету при вирішенні практичних завдань.

Вірогідність дослідження зумовлюється комплексним і системним розглядом проблеми; використанням методів, адекватних меті й завданням дослідження; порівняльним аналізом підручників та програм курсу фізики, джерел з історії освіти Великої Британії, Німеччини та США; використанням офіційних статистичних даних про освіту зазначених країн; порівнянням результатів, отриманих зарубіжними та вітчизняними дослідниками.

Апробація і впровадження результатів дослідження. Основні результати дослідження доповідались на науково-теоретичних і практичних конференціях: Міжнародній науково-практичній конференції “Система неперервної освіти: здобутки, пошуки, проблеми” (Чернівці, 1996 р.); Міжнародній науково-практичній конференції “Школа за мир, взаєморозуміння і соціальний розвиток” (Рівне, 1996 р.); Міжнародній науково-практичній конференції “Освіта в сучасному суспільстві” (Одеса, 1996 р.); Міжнародній науково-практичній конференції “Нові педагогічні технології з проблем гуманізації та демократизації навчально-виховного процесу в освітніх закладах” (Черкаси, 1998 р.); Методологічному семінарі Академії педагогічних наук України “Теоретико-методологічні засади формування змісту загальної середньої освіти” (Київ, 1999 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Стратегічні проблеми формування змісту курсів фізики та астрономії в системі загальної середньої освіти” (Львів, 2002 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Діяльнісний підхід у навчально-пошуковому процесі з фізики” (Рівне, 2002 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Методичні особливості викладання фізики на сучасному етапі” (Кіровоград, 2002 р.); Всеукраїнській науковій конференції “Фундаментальна та професіональна підготовка фахівців з фізики” (Київ, 2002 р.); Всеукраїнській науково-методичній конференції “Засоби і методи навчання фізики” (Чернігів, 2002 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Проблеми сучасної дидактики фізики в основній школі” (Умань, 2003 р.); Міжнародній науково-методичній конференції “Методологічні принципи формування фізичних знань учнів та професійних якостей майбутніх учителів фізики” (Кам'янець-Подільський, 2003 р.); Всеукраїнській науково-методичній конференції “Проблеми математичної освіти” (Черкаси, 2005 р.).

Результати дослідження впроваджені у вищих навчальних закладах: Запорізькому національному університеті (довідка № 01-25/20 від 12.05.05); Переяслав-Хмельницькому державному педагогічному університеті (довідка № 1078 від 18.04.05); Черкаському державному технологічному університеті (довідка № 545/01-0909 від 28.04.05); Черкаському національному університеті ім. Б. Хмельницького (довідка № 150/03 від 29.04.05) та загальноосвітніх школах м. Черкаси (довідка № 24 від 19.04.05; довідка № 48 від 5.05.05), м. Сміла (довідка № 8 від 17.03.05), Кіровоградської області (довідка № 123 від 13.04.05).

Публікації. Основні результати дослідження відображені в одноосібній монографії, 22 одноосібних публікаціях у фахових виданнях, 6 публікаціях у збірниках матеріалів конференцій.

Структура дисертації. Робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків до розділів, загальних висновків, списку використаних джерел (288 найменувань), 2 таблиць і 2 ілюстрацій загальним обсягом 7 сторінок, 1 додатка обсягом 4 сторінки. Основний зміст дисертації викладено на 399 сторінках. Загальний обсяг дисертації становить 431 сторінку.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність обраної проблеми, виявлено стан її дослідження, визначено об'єкт, предмет, мету і завдання дослідження. Окреслено детермінованість проблеми наукового пошуку, сформульовано наукову новизну і практичне значення роботи.

У першому розділі “Вітчизняні та зарубіжні дослідження розвитку змісту шкільної фізичної освіти” проводиться аналіз вітчизняних та зарубіжних історико-методичних досліджень.

Як свідчить аналіз наукової літератури, у працях О. І. Бугайова, О. В. Сергєєва, І. К. Туришева проведені дослідження основних джерел і фактів історії вітчизнаної методики навчання фізики. Розроблені і обґрунтовані критерії періодизації сучасної історико-методичної науки, виділені основні періоди вітчизної історії методики навчання фізики, проведений аналіз методологічних питань історії методики навчання фізики та розроблена концепція теоретичних і методологічних засад історії методики фізики як наукової дисципліни. Аналіз праць М.В. Кашина, В.В. Лермантова, Г.Г. Де-Метца, В.Г. Розумовського, О.В. Озриної, Л. Майєра, П.А. Алексєєва, Т.Г. Манді, А.М. Сабо та ін. свідчить про те, що у вітчизняній літературі висвітлювались лише окремі періоди в історії зарубіжної фізичної освіти.

У зарубіжній літературі також досліжувались лише окремі аспекти розвитку фізичної освіти. Так, у монографії Д. Лейтена, присвяченій історії викладання природознавства в Англії, докладно розглядаються суспільні обставини, що викликали введення природознавства в навчальний план початкової школи в середині ХІХ ст. Автор вибрав для аналізу роботи кількох методистів, які зробили значний внесок у методику навчання природознавства на початку ХІХ і початку ХХ ст. В основному, це праці Р. Дейвза і Г. Мозлі. У цих працях, як зазначає автор, вперше були викладені принципи формування змісту початкової природничої освіти. Слід відзначити, що в середині ХІХ ст. освіта нижчих суспільних класів в Англії розглядалась як освіта, необхідна майбутньому селянину, реміснику або робітнику. Згідно з цими поглядами, природознавство мало викладатись як прикладна наука. З фізики, хімії, ботаніки відбирали навчальний матеріал, який давав уявлення про застосування природничих наук у сільському господарстві, домашньому господарстві, ремісництві.

Вивчення монографії Б. Вулноу, присвяченої історії викладання фізики у Великій Британії в 1960 - 1985 рр., показало, що основну увагу в ній приділено впливу суспільних процесів на навчальний план середньої школи і місце в ньому курсу фізики. Автор розглядає діяльність Асоціації природничої освіти, Королівського товариства та Інституту фізики і доходить висновку, що вплив різних установ на зміну змісту курсу здійснюється як безпосередньо, так і опосередковано. Безпосередній вплив на курс фізики здійснюють екзаменаційні вимоги, які значною мірою формуються представниками університетів і наукової спільноти. Опосередкований вплив здійснюється за рахунок фінансування інноваційних проектів розробки нових курсів, навчального обладнання та перепідготовки вчителів. Автор досліджує зміни у політиці в галузі освіти лейбористів і консерваторів, відображені в законодавчих актах, що вплинули на розробку і впровадження нових підходів до навчання фізики.

Аналіз монографії Д. Бішопа, присвяченої історії викладання фізики у Великій Британії, свідчить, що основна увага автора зосереджена на фактах і хронології історії викладання фізики: в яких школах і університетах, ким і коли викладалась фізика. Джерелами дослідження були, в основному, мемуари. Для кожного історичного періоду Д. Бішоп визначає відомих діячів та установи, які мали провідний вплив на викладання фізики у Великій Британії. Подальший виклад матеріалу будується навколо розкриття деталей діяльності певних учених або установ. У монографії подано матеріал про викладацьку діяльність І. Ньютона та Дж. Прістлі. Значну увагу приділено аналізу діяльності Механічного інституту. Як зазначає автор, ця установа відіграла провідну роль у популяризації фізичних знань серед робітничого класу. Не менш важливою для поширення фізичних знань, підкреслює Д. Бішоп, була діяльність Королівського інституту. Слід зауважити, що матеріали з історії саме курсу фізики подані в монографії епізодично. Незначна увага приділена розвитку змісту підручників фізики середньої та вищої школи. Також не одержала висвітлення проблема впливу промислової революції на зміст шкільного курсу фізики.

Отже, незважаючи на те, що в історії розвитку методичної думки неодноразово робились спроби обґрунтувати систему побудови шкільного курсу фізики, остаточно не вдалося обґрунтувати теоретичні основи відбору змісту курсу. Проведені вітчизняні та зарубіжні дослідження не торкалися системного процесу еволюції змісту курсу фізики зарубіжної школи під впливом змін у системі освіти та суспільстві в цілому.

У другому розділі “Розвиток курсу фізики в ХІХ столітті” розглядаються зміни курсу фізики в контексті реформ систем освіти Німеччини та Великої Британії.

У першому підрозділі досліджується становлення курсу фізики. Одержані в процесі дослідження дані свідчать, що на початку XVIII ст. фізика викладалася в межах курсу філософії на філософських факультетах університетів. Курс філософії звичайно складався з логіки, фізики та метафізики і являв собою основні положення філософії Арістотеля. Філософський факультет університету ХVІІІ ст. був загальноосвітнім. Разом із тим і курс філософії в академічній гімназії (яка готувала до університету) майже не відрізнявся від університетського. Проміжним етапом у становленні курсу фізики, як показує зміст підручників, є еклектичний курс, який поєднує філософію Арістотеля і нову експериментальну фізику, що вважається філософськи нейтральною. Деякі автори починають включати нову експериментальну фізику в курс прикладної математики. Причина цього полягала в тому, що курс математики був ізольований від інших дисциплін, а фізика становила традиційну частину курсу філософії. Вивчення будови фізичних приладів у курсі прикладної математики вважалося доцільним, оскільки в цей час саме прикладна математика займалася технічними проблемами і розглядала дію інструментів і приладів. У XVIII ст. ще не склалося визначеного співвідношення фізики і математики як навчальних предметів. Протягом більшої частини століття курси фізики зовсім не містили математики. Наприкінці століття ще існували паралельно і без особливого взаємозв'язку дві дисципліни - фізика і прикладна математика. Першим етапом інтеграції фізики і математики був еклектичний курс, де одна частина була присвячена фізиці. Другою частиною курсу була прикладна математика, де математичні методи застосовувались до деяких проблем фізики.

Експериментальна фізика включалася в курс натуральної філософії викладачами різного світогляду, оскільки вважалася філософськи нейтральною. Спочатку в курсах натуральної філософії і прикладної математики викладалися окремі питання експериментальної фізики. Традиційні дидактичні принципи різних предметів ще зберігали свою незалежність. Одним із відомих німецьких еклектиків такого типу був Й. Штурм. Він подає експериментальну і філософську фізику як окремі розділи. У своїх підручниках Й. Штурм розглядає фізичні явища та їхнє теоретичне тлумачення. Класифікація матеріалу будується тематично чи на основі приладів, використаних для спостереження фізичних явищ (капіляри, термометри, звук, камера-обскура). Автор відомих у ХІХ ст. підручників X. Вольф далі розвиває концепцію курсу фізики, започатковану Й. Штурмом. Вольф розділив весь матеріал філософського курсу на чотири різні підручники: математику, теологію, фізику й експериментальну фізику.

Якісно новим етапом розвитку курсу фізики стає підручник П. Мушенбрука. Він являє собою не лише нову фізику, а й нове розуміння мети та змісту навчального предмета. П. Мушенбрук об'єднує експериментальну фізику і прикладну математику. Однак це ще не синтез, а поєднання. Математика використовується для розуміння експерименту. П. Мушенбрук виходить з погляду Ньютона про вивчення природи за допомогою виміру. Використання математики для дедуктивної побудови фізичної теорії поки що на другому плані. Це показує, що П. Мушенбрук ще виходить з ньютонівської “Оптики”, а не з “Принципів”. Тому прикладна математика й експериментальна фізика залишаються окремими дисциплінами. П. Мушенбрук виключає з курсу фізики такі розділи, що традиційно входили в нього, як психологію і біологію. З хімії, мінералогії й астрономії він бере лише деякі положення. Обмеження змісту курсу фізики визначалося прийнятою П. Мушенбруком методологією фізики як індуктивної науки. Ним було виключено багато питань із хімії, мінералогії й інших традиційних для курсу фізики розділів, оскільки їхній матеріал не вибудовувався в руслі механістичного пояснення. П. Мушенбрук розглядав фізику як пояснюючу, а не описову науку. Це дає нам підстави вважати підручник П. Мушенбрука першим курсом експериментальної фізики сучасного типу. Відтепер фізика втрачає своє значення як частина філософського курсу і стає самостійним предметом.

Наприкінці XVIІI ст. фізика і філософія, як університетські курси, остаточно розділяються. Це було пов'язано з одночасною зміною характеру і завдань усього філософського факультету, на якому викладався курс фізики. Самостійність цього факультету зростає, а дисципліни все більше спеціалізуються. Філософський факультет поступово втрачає загальноосвітню функцію, яка починає переходити до середньої школи. В кінці XVIІI - на початку ХІХ ст. курс фізики з'являється серед предметів середньої школи.

Одержані в процесі дослідження дані свідчать, що в першій чверті XIX ст. у Німеччині починають складатися різні типи університетських курсів фізики. Спочатку домінуючим є курс експериментальної фізики. Університетський курс експериментальної фізики поступово перетворюється на курс теоретичної (математичної фізики) за рахунок об'єднання експериментальних і математичних методів дослідження. Структура курсу фізики формується на основі різних принципів систематизації знань: а) будови матерії в ньютонівській парадигмі; б) використання теоретичних концепцій будови речовини з хімії; в) нової програми систематизації фізики за законами сил (на зразок праць Ньютона і Лапласа).

Аналіз та зіставлення свідчать, що шкільні підручники розвиваються в тісному зв'язку з університетськими курсами. Шкільні курси фізики початку ХІХ ст. віддзеркалюють університетські курси експериментальної фізики - вони перевантажені деталями і не відзначаються спільністю підходу та виробленням логічних зв'язків. Автори намагаються обійтися без математики, замінюючи розрахунки і доведення експериментом. Однак зміна функцій експерименту в курсі фізики ще не забезпечена наявністю необхідних приладів. Це служить стимулом для конструювання нового типу приладів. Окрім цього, починає використовуватися уявний експеримент, що дає змогу для його тлумачення користуватися елементарними математичними методами. Водночас гіпотези і моделі ще не отримали достатнього висвітлення; математика не використовується для демонстрації єдності фізичних ідей, а є засобом для розгляду окремих прикладів. Як свідчить зміст підручників, на початку XIX ст. продовжує дискутуватися проблема структури фізичної науки та відповідного структурування курсу фізики. Хімія в цей період уже відокремилася від фізики, але метеорологія, фізична географія та фізична астрономія ще залишаються частинами єдиної фізичної науки, а також відповідних курсів.

Дослідження показало, що в другій чверті ХІХ ст. розвиваються різні типи шкіл та, відповідно, різні типи курсів фізики - для гімназій, реальних шкіл, неповних середніх шкіл. При цьому виділяються два основні типи курсу: а) академічної спрямованості; б) практичної спрямованості. Перший тип курсу використовується в гімназіях, другий - у школах, що не готують до здобуття вищої освіти, та в самоосвіті. Реальні школи також поступово переходять до використання гімназичного типу курсу. Результати дослідження свідчать, що зміст курсу фізики гімназії визначається тим, що середня освіта в Німеччині історично склалася як гуманітарна, яка базувалася на вивченні античного спадку. У зв'язку з цим німецькі педагоги, розглядаючи загальноосвітню цінність фізики, підкреслювали її теоретико-пізнавальне значення.

У кінці XIX ст. в Німеччині сформувалась диференційована система середньої школи. Кожний тип школи зосередив навчальний план навколо однієї провідної галузі знань: гуманітарної, природничої чи практичної. Відповідно розвивалися різні типи курсів фізики - для гімназій, реальних шкіл, неповних середніх шкіл.

Дослідження дає підстави для висновку, що розвиток курсу фізики гімназії в другій половині ХІХ ст. призводить до посилення дедуктивного характеру викладу матеріалу і математизації. Причина цього полягає, з одного боку, в подібному розвитку змісту університетського курсу, а з другого боку, в загальному напрямку німецької гімназичної освіти як теоретичного типу освіти. Меранська програма (1905 р.), підсумовуючи розвиток шкільного курсу фізики в ХІХ ст., намагається подолати дедуктивний спосіб побудови курсу та накреслити основні шляхи його подальшого вдосконалення: а) будувати курс як природничу, а не математичну науку; б) подолати енциклопедичний характер формування змісту; в) застосовувати евристичний підхід до викладу; г) надати вчителеві право остаточного пристосування змісту курсу до інтересів учнів; д) відобразити історію пізнання у фізиці. Аналіз змісту програми показує, що в курсі відобразилися найновіші відкриття, винаходи і методичні ідеї.

Проведений аналіз засвідчив, що розвиток курсу фізики у Великій Британії в ХІХ ст. визначався особливостями системи освіти, яка, у свою чергу, перебувала під впливом суспільної ситуації. Велика Британія вступила в промислову революцію на століття раніше, ніж інші країни. Проте на першому етапі промислової революції техніка ще не була пов'язана з науковими дослідженнями у фізиці. Вплив промислової революції на науку відбувався через суспільні зміни, що привели до зміни в організації освіти й науки. Вищі суспільні групи одержували гуманітарну класичну освіту, яку давали елітарні університети Оксфорда і Кембриджа. До навчання в них традиційно готували громадські та граматичні середні школи. Інтенсивний промисловий розвиток Великої Британії в першій половині ХІХ ст. вимагав поліпшення вивчення природничих наук. Але на початку ХІХ ст. фізика та інші природничі науки ще перебували на емпіричному рівні розвитку. Думки, що вони мають значно менший освітній потенціал для загального розумового розвитку, ніж гуманітарна класична освіта, здавалися цілком виправданими. Природничі науки вважалися чимось подібним до ремісництва і через те не вивчалися в суспільних та граматичних школах. У той же час необхідність їх вивчення в школах для нижчих верств населення не піддавалася сумніву. Тому у Великій Британії, на відміну від Німеччини, курс фізики почав розвиватися не із середньої, а з початкової школи та позашкільної освіти робітників. Початкова школа відрізнялися не лише метою, а й соціальним складом учнів, визначаючи в такий спосіб зміст навчального предмета і метод навчання.

Як свідчать отримані в процесі дослідження дані, стрімке зростання промисловості Великої Британії підвищило суспільне значення вивчення фізики. Разом із тим у середині ХІХ ст. виявилося відставання освіти Великої Британії від освіти Німеччини, де вже відбулися відповідні реформи. Нові університети, які з'явилися у Великій Британії під час промислової революції, зокрема Дублінський і Лондонський, розвивалися вже на основі німецької моделі вищої освіти і намагалися задовольнити потреби середніх класів суспільства. Відповідно, природничі науки відігравали в них більшу роль, ніж у старих елітарних університетах. Після включення до програми екзаменів на ступінь бакалавра питань із фізики в Лондонському університеті (1836 р.) змінилися і вступні вимоги. Це змусило середні школи, які орієнтувалися на цей університет, увести відповідний курс фізики.

Зміни в суспільстві, викликані промисловим розвитком, допомогли усвідомити необхідність реформ системи освіти й вищих класів. Під тиском уряду були реформовані Оксфорд і Кембридж, в екзамени на ступінь бакалавра в цих університетах також були введені питання з фізики. Це привело до нових вступних вимог. Згодом курс фізики з'явився в громадських та граматичних школах.

Отже, університетський курс фізики формувався за такими напрямками: а) як колишня натурфілософська фізика, де експеримент був методом доведення філософських положень; б) як самостійний предмет, що ґрунтувався на методі емпіричного пізнання природи; в) як синтез експериментальної фізики і прикладної математики. Саме останній напрямок і привів до становлення курсу фізики як сучасного навчального предмета.

У третьому розділі “Розвиток курсу фізики у Великій Британії у ХХ столітті” зазначається, що на початку ХХ ст. у Великій Британії склалася диференційована система середньої освіти. Курс фізики в повному обсязі був реалізований тільки в академічному напрямку середньої освіти, що готував до вищої школи. Академічний курс фізики орієнтувався на відповідний університетський курс.

Як свідчать результати дослідження, після Першої світової війни почалися пошуки шляхів побудови природничих навчальних предметів у школах неакадемічної орієнтації. Одним із таких напрямків стала розробка інтегрованого курсу природознавства. Метою нового курсу було усунення традиційної академічної побудови навчальних предметів як окремих наук для учнів середніх класів шкіл. Загальний курс природознавства повинен був стати продовженням пропедевтичного курсу початкової школи і вступом у подальшу спеціалізацію в старших класах (17-18 років), під час якої фізика, хімія та біологія вже вивчаються як окремі предмети. Однак, незважаючи на широкий рух за створення інтегрованого навчального предмета, незначна кількість шкіл відмовилася від традиційної побудови курсів фізики та хімії. Виявилося, що природознавство ще не сформувалося як навчальний предмет.

Аналіз американських офіційних статистичних даних показує, що в кінці 1940-х рр. знову спостерігається зменшення кількості учнів, які вивчають природознавство. Цей спад у вивченні загального курсу природознавства пояснювався декількома причинами. По-перше, як і раніше, не було вирішено повністю завдання створення справді інтегрованого курсу замість окремих предметів. По-друге, радикальні концепції, що лежали в основі цього навчального предмета, вступили в суперечність з існуючою в рамках британської граматичної школи функцією природничих навчальних предметів як підготовчих до відповідних університетських курсів. Саме ця їх функція фактично підтримувалася всією системою екзаменів різного типу. І, найголовніше, змінилися пріоритети післявоєнного суспільства, що потребувало великої кількості спеціалістів у техніці та природничих науках. Оскільки британська граматична школа традиційно орієнтувалася на підготовку до вищої освіти, нові суспільні вимоги зміцнили її традиційні функції.

Проведений аналіз засвідчив, що після Другої світової війни суттєво змінилася не тільки промисловість, а й сама структура фізичного знання. Водночас структура університетських курсів залишається традиційною. Відповідно, незмінним залишився і зміст шкільного курсу фізики. Застигла структура курсу фізики відповідає консервативності системи освіти і суспільства в цілому. На початку 1950-х рр. у відповідь на зміни в промисловості та структурі фізичного знання пожвавився рух Асоціації природничої освіти за реформу курсу фізики.

Новий етап реформування змісту навчання природничих наук у Великій Британії почався наприкінці 1950-х років у межах проекту оновлення викладання природничих наук у граматичних школах, здійснюваного за підтримки Наффільдівського фонду розвитку природничих наук та освіти. За цим проектом навчання фізики в середній школі пропонувалося проводити на двох рівнях. У рамках Наффільдівського проекту було розроблено два курси фізики - загального і “просунутого” рівнів - відповідно до двох рівнів граматичної середньої школи. Загальноосвітня частина Наффільдівського курсу призначалася для тих учнів, котрі надалі не продовжували вивчення фізики. Тому курс був покликаний подати цілісну і завершену картину фізики. Водночас ця частина мала бути основою для більш глибокого вивчення фізики на “просунутому” рівні. Суть підходу до конструювання змісту курсу загального рівня полягала в тому, що навчальна діяльність учня повинна бути подібною до дослідної діяльності вченого-фізика. Посилилася єдність предмета на основі об'єднуючих концепцій енергії та хвиль. Зникли такі традиційні розділи, як “теплота”, “світло”, “звук” і т. ін.

Наффільдівський курс фізики “просунутого” рівня був призначений для учнів 16-18 років, які готуються вступати до вищих навчальних закладів. У зв'язку з цим зміст курсу фізики був сконцентрований навколо фундаментальних понять та будувався на основі трьох основних тем, що відіграли важливу роль у розвитку фізики: а) концепції поля; б) природи речовини; в) руху. При цьому зміст розділів та їх послідовність перетворювалися на гнучку структуру.

Як свідчать результати дослідження, проведений у межах Наффільдівського проекту масштабний суспільний експеримент дав цінний досвід, який дозволив усвідомити багато аспектів розроблення змісту навчального предмета: зв'язок навчального предмета з освітою і перепідготовкою вчителів, екзаменаційною системою, значення навчального обладнання. Крім того, на прикладі Наффільдівського курсу проявилася роль методології фізики як неявної основи конструювання змісту навчального предмета.

У 1970-1980 рр. проходить процес становлення нового типу школи - об'єднаної середньої школи. При цьому традиційний курс фізики граматичної школи спочатку переноситься в новий тип школи для всіх - об'єднану школу. Якщо в 1960-х рр. поставало питання про зміст курсу фізики для найбільш підготовлених учнів граматичних шкіл, то тепер виникло питання про шляхи викладання традиційного курсу фізики учням різного рівня підготовки та здібностей.

Отже, на початку 1980-х рр. британські дослідники усвідомлюють недоліки конструювання навчального предмета за принципом “згори донизу” - від університетського курсу до середньої школи - і необхідність переходу до протилежного принципу - “знизу догори” - від психології формування понять та інтересів учнів до змісту навчального предмета.

У четвертому розділі “Розвиток курсу фізики у США у ХХ столітті” подано аналіз розвитку курсу фізики в контексті змін, що відбувалися в суспільстві та в системі освіти. Аналіз історичних даних свідчить, що система вищої освіти США остаточно склалася наприкінці ХІХ ст. У цій системі, вочевидь, була наявна загальна вища освіта, яка містила також і природничі науки. Курс фізики будувався за типом сформованого в Європі в другій половині ХІХ ст. курсу експериментальної фізики.

У кінці ХІХ ст. у США склалась багаторівнева система вищої освіти, перший етап якої був загальноосвітнім. Відповідно, виникла потреба в різних типах загального курсу фізики: а) для студентів нетехнічних спеціальностей, які не вивчали фізики в середній школі; б) для студентів технічних і природничих спеціальностей. Натомість традиційний університетський курс історично складався в результаті поступового додавання нових розділів до існуючої структури. Поступово характер викладу матеріалу відійшов від попереднього типу курсу експериментальної фізики (за німецьким зразком), розвиваючись у бік курсу теоретичної фізики. З курсу зникла феноменологія та філософсько-методологічні питання, збільшилась математизація.