Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний педагогічний університет

імені М.П.Драгоманова

УДК 372.853

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук

Розвиток самостійної роботи учнів з підручником фізики за допомогою навчального відеозапису

13.00.02. - теорія і методика навчання фізики

Молодцова Валерія Валеріївна

Київ 2000

Загальна характеристика роботи

Актуальність дослідження. Безперервний та стрімкий розвиток сучасного суспільства обумовлює напрям реформування системи середньої фізичної освіти, відображений у важливих нормативних документах, зокрема, в Законі України про середню освіту та в проекті Державного Стандарту середньої освіти. Змістове та методологічне оновлення системи освіти передбачає розробку нових навчальних планів, програм, підручників, а також навчальних посібників. Продовжує розвиватися й система технічних засобів навчання (ТЗН), роль якої у навчальному процесі невпинно зростає, що пояснюється високим рівнем технізації суспільства і системи освіти.

Найбільш ефективними технічними засобами навчання визнані екранно-звукові, зокрема, навчальне телебачення, відеозапис та комп'ютеризовані (або електронні) підручники, які мають значні переваги перед рештою елементів системи ТЗН. Проблема застосування технічних засобів навчання була всебічно досліджена вітчизняними та закордонними вченими. Недоліки існуючих ТЗН, виявлені у процесі дослідження проблеми, не мають фатального характеру, тому їх використання може продовжуватись. Однак, вони не здатні розв'язати всі питання підвищення ефективності самостійної роботи учнів з підручником на уроці і поза ним. Інакше кажучи, ці засоби навчання не можуть у повній мірі реалізувати сучасні вимоги до середньої фізичної освіти, які полягають не тільки у підвищенні якості навчально-виховної роботи та ефективності уроку як її основної ланки, але й у поліпшенні якості самостійної роботи учнів з інформаційними джерелами, з навчальною літературою з фізики тощо.

Самостійна діяльність настільки важлива, що виділяється в окремий дидактичний принцип. Наявність навичок самоосвіти в учнів важлива також й тому, що соціальна роль та інтелектуалізація роботи особистості у сучасному суспільстві стає все більш значною. Таким чином, завдання засобів навчання полягає, передусім, у забезпеченні розвитку особистих якостей учнів та розкритті їх творчого потенціалу, що може бути максимально реалізовано в їх самостійній діяльності. У зв'язку з цим, якість фізичних знань учнів залежить безпосередньо від ефективності їх самостійної роботи, зокрема, з підручником фізики, оскільки такий вид самостійної діяльності на уроках фізики зустрічається найбільш часто.

Однак показники наукового рівня, глибини та міцності фізичних знань школярів, а також внесок фізики в їх політехнічну освіту та профорієнтацію свідчать про недостатньо високий рівень навчально-виховного процесу на уроках фізики. Таким чином, проблема залишається нерозв'язаною й понині.

Питанню активізації та підвищення ефективності самостійної роботи учнів присвячено багато психолого-педагогічних та методичних досліджень (В.К.Буряк, А.В.Усова, П.І.Підкасистий, В.І.Орлов, Г.Г.Граник, Л.В.Жарова та ін.).

До сьогодні не існувало засобу навчання, який діяв би у близькому зв'язку з підручником фізики та забезпечував би через це більш високу якість самостійної роботи учнів з ним. Однак вже доведена необхідність та доцільність поєднання підручника фізики з навчальним відеозаписом. Більш того, підтверджена необхідність систематичного застосування комбінації вказаних засобів навчання, що стало відправною точкою для ідеї створення єдиного комплексу засобів навчання, який об'єднує підручник з фізики та навчальний відеозапис. Але оскільки навчальний відеозапис повинен бути адекватним змісту підручника, варто говорити про відеохрестоматію до нього.

Як свідчать наші дослідження, створення навчально-дидактичного комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія (ПФВХ) дає можливість значно підвищити ефективність самостійної діяльності учнів та відповідає вимогам концепції створення засобів навчання нового покоління для середніх навчальних закладів. Застосування комплексу ПФВХ у самостійній роботі учнів має переваги у порівнянні з іншими засобами навчання, зокрема, комп'ютеризованими підручниками, оскільки передбачає зміну видів діяльності, що значно зменшує навантаження на зір дітей і дає можливість підтримувати їх увагу протягом тривалого часу.

Крім наведених обґрунтувань, актуальність теми обумовлена також і рівнем розвитку науки, техніки та економіки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами полягає в розкритті суті Закону про освіту в питанні матеріального забезпечення навчального процесу з фізики в основній школі, у впровадженні нових технічних та методичних засобів підвищення ефективності навчання фізики, в реалізації рівневої та профільної диференціації навчання за допомогою сучасних матеріалів до відеохрестоматії з фізики, які передбачають індивідуалізацію самостійної роботи учнів з національними підручниками з фізики. Крім того, цей зв'язок відображає в дисертації шляхи розв'язання основного завдання навчання фізики - підвищення рівня і якості знань учнів та їх виховання на уроках з фізики. самостійна робота підручник відеозапис

Мета дослідження - визначення оптимальної методики використання та форм практичної реалізації дидактичного комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія, які дають можливість значно підвищити ефективність самостійної роботи учнів з підручником фізики (на уроці та поза ним).

Об'єкт дослідження - навчально-виховний процес з фізики у середній школі та самостійна робота учнів з підручником як один з основних його елементів.

Предмет дослідження - різноманітні форми організації самостійної роботи учнів та застосування комплексу засобів навчання: підручник з фізики + відеохрестоматія, що використовується у навчальній роботі на уроках фізики взагалі та з підручником зокрема, його вплив на результат навчання та виховання.

На підставі аналізу літературних джерел з дидактики, методики навчання фізики, телебачення, навчального відеозапису, а також особистого досвіду викладання фізики в школі, педагогічних спостережень за перебігом та результатами самостійної роботи учнів з підручником в 11-х класах шкіл м.Одеси та Одеської області, дослідженні вітчизняного та зарубіжного досвіду вчителів щодо застосування навчального відеозапису на уроках фізики, можна сформулювати робочу гіпотезу дослідження: якщо під час роботи з підручником фізики учні будуть мати можливість використовувати відеоматеріал хрестоматії з урахуванням реалізації її дидактичних можливостей, то можна:

підвищити ефективність навчання фізики;

урізноманітнити зміст та форми самостійної роботи учнів на уроках та вдома;

зробити навчально-виховний процес більш сучасним;

реалізувати функції фізики як навчального предмету.

У зв'язку з вище зазначеним передбачається розв'язання таких задач дослідження:

Розробити загальну методику використання комплексу ПФВХ на уроках фізики.

Дати методичні рекомендації щодо ефективної реалізації функцій комплексу ПФВХ при навчанні фізики в загальноосвітній середній школі.

Визначити ефективність ПФВХ у порівнянні з традиційними формами самостійної роботи учнів з підручником фізики.

Створити систему фрагментів відеохрестоматії з метою дослідження їх ефективності та розробки рекомендацій для вчителів.

На підставі виконаної роботи дати рекомендації до удосконалення підручників з фізики.

Методологічною основою дослідження є діалектичний підхід до процесів пізнання та навчання, сучасні теорії навчання та виховання, принципи дидактики та педагогічної психології, принцип взаємозв'язку теорії і практики, системний підхід як конкретизація загальнодидактичних принципів у методиці навчання.

Теоретичною основою дисертації стали результати досліджень Є.В.Коршака, О.І.Бугайова, С.У.Гончаренка (в галузі загальної методики навчання фізики), Г.Б.Редька, Л.П.Пресмана, Л.С.Зазнобіної, О.О.Степанова, М.М.Шахмаєва, Р.І.Векслера, О.М.Захарова, О.П.Лукіна, В.Н.Арбадьєва, В.І.Прудського (навчальне телебачення та відеозапис), О.В.Сергєєва (історія методики навчання фізики), В.Г.Розумовського (теорія підручника, творчі завдання) та ін.

Дослідження проводилось кількома теоретичними та експериментальними методами. Серед теоретичних можна виділити історичний аналіз системи технічних засобів навчання, аналіз науково-методичної літератури з методики викладання фізики, педагогіки, психології, теорії і практики телебачення та комп'ютерного програмного забезпечення, педагогічний аналіз змісту підручників з фізики, що використовуються на сучасному етапі та ін. До експериментальних методів можна віднести особисту участь у викладанні оптики у 11-х класах шкіл м.Одеси та Одеської області та в Південноукраїнському державному педагогічному університеті ім. К.Д.Ушинського із застосуванням комплексу: підручник фізики + відеохрестоматія, узагальнення особистого досвіду викладання, роботу в якості сценариста ряду елементів відеохрестоматії, аналіз якості вивчення нових знань школярами на уроках з використанням комплексу ПФВХ, заміри темпу сприйняття мовних та зорових образів, анкетування вчителів та учнів, обробку результатів тестових завдань для учнів з метою визначення кількості та якості засвоєних школярами знань.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що в теорії та практиці викладання фізики в середній школі вперше розроблена та перевірена на практиці методика застосування нового засобу навчання: підручник фізики + відеохрестоматія у процесі самостійної роботи учнів з підручником з урахуванням типу, етапу і дидактичної мети уроку, профілю та рівня навчання фізики.

Практичне значення одержаних результатів дисертаційного дослідження, які винесені на захист, полягає у розробці та впровадженні нового засобу навчання - відеохрестоматії до підручника фізики (розділ “Оптика”, 11 клас), призначеного забезпечити більшу ефективність самостійної роботи учнів як у школі, так і в домашній підготовці; в розробці і застосуванні методичних рекомендацій до створення та використання комплексу, що досліджується.

Вибір курсу оптики 11 класу як базового навчального матеріалу для створених елементів відеохрестоматії обумовлюється рядом об'єктивних та суб'єктивних причин. Насамперед, з дослідженням оптичних явищ було пов'язане створення електродинаміки, електронної теорії, теорії відносності, квантової механіки та атомної фізики. Корпускулярно-хвильовий дуалізм властивостей світла дає можливість послідовно підвести учнів до узагальнення, що має принциповий характер для фізики, - ідеї єдності дискретності та безперервності (у випадку світла здійснюється перехід від електромагнітної хвилі до фотону, а у випадку речовини - від електрону як частки до його хвильових властивостей). Таким чином, місце оптики у фізичній науці не можна переоцінити. Крім того, оптика, особливо фізична, є досить складним для вивчення розділом фізики. У Франції, наприклад, інтерференція та поляризація світла не включені до шкільного курсу фізики. Треба також сказати, що підручники, у яких оптика, на наш погляд, викладена оптимально (Г.С.Ландсберг, С.І.Вавілов), на жаль, не використовуються у школах. Наш інтерес до даного розділу обумовлений також і його естетикою (красою результатів дослідів, які демонструють поширення та властивості світла) і наявністю низки власних розробок з оптики.

Особистий внесок здобувача полягає в розробці нового засобу навчання: підручник з фізики + відеохрестоматія до нього; визначенні дидактичних функцій, які реалізуються досліджуваним комплексом у процесі самостійної роботи учнів з підручником фізики; розробці методичних рекомендацій для вчителів з метою ефективного використання зазначеного комплексу; розробці сценаріїв та планів-конспектів деяких уроків з використанням комплексу з урахуванням певних вимог до відео- та аудіоряду елементів відеохрестоматії, а також рівня та профілю навчання фізики; в створенні експериментального зразку відеохрестоматії до курсу оптики (повне відбивання та дифракція світла); в безпосередній організації проведення педагогічного експерименту та обробки його результатів.

Впровадження та апробація результатів дослідження здійснювались в середніх школах м.Одеси та Одеської області, на лекційних та практичних заняттях Південноукраїнського державного педагогічного університету ім. К.Д.Ушинського, а також на курсах підвищення кваліфікації вчителів фізики.

Вірогідність та обґрунтування результатів дослідження забезпечується відповідністю основних висновків дисертації результатам педагогічного експерименту з вивчення можливості підвищення якості знань учнів експериментальних класів завдяки застосування дослідженого педагогічного комплексу в самостійній роботі з підручником фізики на уроках і поза ними; повнотою та статистичною значністю результатів експерименту, їх аналізом та обговоренням із вчителями. Теоретичні положення дослідження та результати апробації розглядались на Всеукраїнських науково-практичних конференціях (Кіровоград, 1998 р.; Чернігів, 1998 р., Одеса, 1999 р., Кіровоград, 2000 р.) і на Всеукраїнських нарадах-семінарах методистів, організованих Національним педагогічним університетом ім. М.П.Драгоманова (1998 р., 2000 р.).

Теоретичні основи та результати дослідження опубліковані у науково-методичних статтях, у збірниках матеріалів Всеукраїнських науково-практичних конференцій (всього 9 публікацій).

На захист виносяться такі результати дослідження:

Модифікація методики проведення самостійної роботи учнів на уроці фізики у загальноосвітній середній школі в умовах застосування комплексу засобів навчання: підручник з фізики + відеохрестоматія.

Основні функції навчально-дидактичного комплексу ПФВХ на уроках фізики у середній школі: мотиваційна, ілюстративна, узагальнююча та систематизуюча, функція розширення та поглиблення навчального матеріалу підручника фізики, застосування комплексу ПФВХ на етапі оперування новими знаннями, уміннями та навичками.

Реалізація принципу індивідуалізації та диференціації навчання фізики за допомогою комплексу ПФВХ.

Методичні рекомендації для вчителів з метою ефективного застосування системи ПФВХ.

Основний зміст дисертації

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, двох розділів, висновків, списку використаних джерел (214 позицій) та 8 додатків. Текст дисертації викладений на 175 сторінках машинописного тексту. Додатки викладені на 324 сторінках.

У вступі обґрунтовується вибір теми та її актуальність. Визначені об'єкт, предмет, мета, гіпотеза, завдання, викладена методологічна основа, вказані методи дослідження, описані його етапи, охарактеризовані наукова новизна, теоретична і практична цінність роботи, сформульовані основні положення, що виносяться на захист, наведено відомості про достовірність отриманих результатів та їх апробацію.

У першому роздІлі - “Теоретичні основи проблеми методики організації самостійної роботи учнів з підручником фізики і навчальним відеозаписом” - проведено критичний аналіз стану вирішення зазначеної проблеми, досліджена роль підручника у навчальному процесі, розглянуті сучасні вимоги до самостійної діяльності школярів, а також до сучасних підручників з фізики, вивчені психолого-педагогічні основи самостійної роботи учнів з підручником фізики і навчальним відеозаписом.

Сьогодні самостійна робота учнів набуває особливе значення, отже, роль, яка відводиться підручнику, стає більш значною - він переймає все більше навчальних функцій, перетворюючись в активну дидактичну систему. Реформи шкільної фізичної освіти в Україні потребують створення нових шкільних підручників, розроблених у відповідності з сучасними українськими стандартом і концепцією середньої фізичної освіти, а також вимогами до підручника з фізики. Крім множини варіантів розробок профільних підручників з фізики, розповсюджена також й ідея створення підручника з фізики, орієнтованого як на загальноосвітню школу, так і на класи з поглибленим вивченням фізики. Але це питання потребує більш ретельних досліджень, оскільки теоретичних та практичних розробок із створення універсального підручника з фізики сьогодні занадто мало.

На підставі сучасних вимог до змісту і структури шкільного підручника з фізики, а також до формування різних видів діяльності учнів при самостійній роботі з ним нами був проведений аналіз ряду стабільних та пробних українських (“Фізика. Астрономія-7”, “Фізика. Астрономія-8”, “Фізика. Астрономія-9” О.І.Бугайова, “Фізика-11” С.У.Гончаренка, “Фізика-7” Є.В.Коршака) та російських (“Физика-10” А.К.Кикоина, И.К.Кикоина та ін., “Физика-10” та “Физика-11” під ред. А.А.Пинского, “Физика: Механика” М.М.Балашова, А.И.Гомонова, А.Б.Долицкого та ін. / під ред. Г.Я.Мякишева/, “Физика: Молекулярная физика. Термодинамика: 10 кл.” Г.Я.Мякишева, “Физика: Электродинамика: 10-11 кл.” Г.Я.Мякишева, А.З.Синякова, Б.А.Слободского) підручників з фізики. Вказаний аналіз дав можливість виділити ряд достоїнств і недоліків цих підручників. Одним з найбільш серйозних недоліків є недостатня візуалізація інформації у підручнику, що створює значні труднощі та перешкоди у процесі самостійної роботи учнів з ним. Це було детально показано у випадку докладного аналізу розділу “Световые волны” підручника “Физика-11” Буховцева Б.Б. та Мякишева Г.Я., який, відповідно до результатів опитування серед вчителів м.Одеси та Одеської області, є досить популярним.

Виявлені недоліки підтвердили необхідність використання комплексу технічних засобів навчання додатково до підручника з фізики.

Психолого-педагогічні дослідження з проблеми технічних засобів навчання показали, що найефективнішими тут вважаються екранно-звукові засоби навчання. Порівняння у межах даної групи засобів навчання свідчить, що навчальне телебачення має переваги перед навчальним кіно, а навчальний відеозапис, у свою чергу, більш виграшний у порівнянні з навчальним телебаченням. Таким чином, навчальний відеозапис вважається найбільш гнучким засобом, який поєднує функції практично всіх технічних засобів навчання.

Варіанти використання навчального відеозапису в навчальному процесі є дуже різноманітними. Навчальний відеозапис можна застосовувати на вступних уроках до розділу чи курсу, у комплексі з іншими засобами навчання (підручник, ефірне телебачення, навчальне кіно, діа- та епіматеріали), для здійснення телеекскурсій, при повторенні і узагальненні навчального матеріалу, для проведення демонстрацій різних фізичних дослідів, на різних етапах лабораторних робіт (інструктаж, збірка установки, вимірювання та ін.). Важливо підкреслити, що наявність надмірної інформації в кадрі відеозапису (коли камера охоплює крім об'єкту оточуючі його речі чи фон) стимулює інтерес учнів до теми, що вивчається, керуючи їх пізнавальною діяльністю.

Таким чином, навчальний відеозапис більш, ніж всі інші засоби навчання, має можливості ефективного керування ходом навчання з урахуванням інтересів учнів.

Впровадження в школі наслідків вивчення питань навчального телебачення підштовхнуло нас до ідеї створення комплексу засобів навчання, який об'єднує підручник з фізики та навчальний відеозапис. Вказаний навчально-дидактичний комплекс має за мету допомогти учням, передусім, при самостійній роботі з підручником фізики на уроках та вдома. Оскільки відеозапис тут повинен бути близько пов'язаним з текстом підручника, доцільніше говорити про комплекс, який включає підручник з фізики та відеохрестоматію до нього (ПФВХ). Відеохрестоматія становить собою сукупність фрагментів з відеозаписом експериментів, описаних у підручнику, а також нових цікавих дослідів, демонстрація яких є необхідною для розуміння та засвоєння тексту підручника, але важко реалізується в умовах фізкабінету. Відеозаписи строго прив'язані до матеріалу параграфів і побудовані таким чином, щоб найбільш ефективно керувати процесом самостійної роботи учнів. Відеоряд доповнюється текстовим супроводженням, матеріал якого є ідентичним аудіоряду відеофрагменту. Ми вважаємо, що такий крок дасть можливість більш повно врахувати індивідуальні особливості сприйняття навчального матеріалу учнями.

Вивчення психолого-педагогічних основ самостійної роботи учнів з комплексом, який включає підручник з фізики і відеохрестоматію, дало можливість стверджувати, що запропонований нами комплекс засобів навчання сприяє мотивації вивчення фізики, максимально враховує вікові та фізіологічні особливості учнів та здійснює диференціацію навчання фізики.

Методисти вважають завдання формування позитивних мотивів вчення одним з найважливіших у навчанні, оскільки високий рівень мотивації навчальної діяльності на уроці та інтерес до навчального матеріалу - це перший фактор, який вказує на ефективність сучасного уроку.

Широко розповсюджена класифікація мотивів на безпосередньо збуджуючі (ті, що залежать від особистості та діяльності вчителя, відібраного їм змісту матеріалу та методів його викладання), перспективно збуджуючі (ті, що пов'язані з певною цілеспрямованістю діяльності учня на майбутню професію), соціальні та інтелектуально збуджуючі мотиви. Останні мають особливе значення. Серед них: прагнення самостійно знайти відповідь на певне питання чи завдання, почуття задоволення від успішного його розв'язання, а також від процесу розумової роботи. При наявності таких мотивів процес пізнання здобуває для людини самостійну цінність.

Виявлено, що традиційні методи навчання базуються на безпосередньо та перспективно збуджуючих мотивах. Однак при проблемному навчанні, яке характеризується безперечною ефективністю у порівнянні з вище зазначеними методами, ведучими є інтелектуально збуджуючі мотиви. Оскільки основною характеристикою проблемності є наявність протиріччя, дидактичний комплекс ПФВХ має широкі можливості щодо створення проблемної ситуації при навчанні фізики. Використання зазначеного комплексу на уроках фізики у процесі самостійної роботи учнів дає можливість створити ряд протиріч, які полягають в основі мотивів інтелектуального збудження і визначають мотивацію до вивчення як фізики в цілому, так і окремих тем шкільного курсу фізики. Згадані протиріччя, а також методика їх реалізації за допомогою комплексу, що досліджується, розглянуті у другому розділі цієї дисертації.

Відповідно до результатів психолого-педагогічних досліджень П.К.Анохіна та інших вчених з проблеми сприйняття учнями навчальної інформації, для підлітків найбільш характерним є сприйняття інформації через зоровий образ, сполучення якого зі словом має ще більший ефект. Очевидно, що дидактичний комплекс: підручник з фізики + відеохрестоматія відповідає наведеним даним.

Перехід до особистісно-орієнтованого навчання у сучасній системі освіти обумовив необхідність впровадження диференціації навчання. Організація самостійної роботи учнів з підручником фізики у сполученні з відеохрестоматією дає свободу у сприйнятті інформації у прийнятному для кожного учня темпі та об'ємі. Таким чином, стає можливою індивідуалізація навчання фізики, яка є засобом досягнення диференціації навчання. У додатках до цієї дисертації ми на прикладі двох тем з курсу оптики 11-го класу продемонстрували можливість реалізації рівневої та профільної диференціації навчання фізики за допомогою запропонованого комплексу.

У другому розділі - “Методика організації самостійної роботи учнів з підручником фізики в умовах використання відеохрестоматії” - наведена методика застосування дидактичного комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія під час вивчення теоретичних знань та на етапі оперування новими знаннями у процесі формування умінь та навичок; розглянуті методичні вимоги до створення елементів відеохрестоматії, а також навчально-дидактичні функції комплексу засобів навчання, що досліджується; наведені методичні розробки і рекомендації щодо їх реалізації. В розділі також міститься аналіз результатів педагогічного експерименту з дослідження ефективності використання дидактичного комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія у процесі самостійної роботи учнів 11-го класів.

Методика використання запропонованого нами комплексу засобів навчання базується на схемі уроку, що включає 4 етапи: мотиваційний, роботу з підручником, роботу з відеохрестоматією і текстовим супроводженням до неї та підсумковий етап. Фіксованими є лише перший та останній етапи. Порядок реалізації двох інших етапів може змінюватися залежно від мотивації та дидактичної мети уроку. В основі розробленої нами методики лежить запропонована Г.Б.Редьком схема уроку з використанням телематеріалу, яка була змінена та скоректована с урахуванням специфіки відеоматеріалу.

Комплекс: підручник з фізики + відеохрестоматія реалізує такі дидактичні функції: мотиваційну, ілюстративну, узагальнюючу та систематизуючу, функцію розширення та поглиблення навчального матеріалу підручника, а також оперування вивченими знаннями.

Мотиваційна функція може бути здійснена через створення за допомогою комплексу таких протиріч: між новими та раніше вивченими знаннями; між знаннями та вміннями; між вміннями та навичками; а також через створення практичної необхідності знань, інтересу учнів до фізичного експерименту, спостереження за природними явищами, самостійного дослідження, пізнавального інтересу до лабораторно-практичних робіт.

Реалізація зазначеної функції показана на прикладі теми “Повне відбивання світла”, для якої розроблено декілька сценаріїв відеофрагментів.

Ілюстративна функція. Наочність у навчанні є одним з найважливіших дидактичних принципів. У підручнику з фізики цей принцип реалізується через ілюстративний матеріал, ефективність якого має обмежений характер. Прикладом може стати наявність великої кількості уявних експериментів, для розуміння яких потрібна розвинена уява та образне мислення.

Відеохрестоматія є прекрасним засобом підвищення наочності тексту підручника з фізики і максимально враховує вікові особливості сприйняття навчального матеріалу школярами. Вона також забезпечує оптимальну інформаційну насиченість друкованого навчального матеріалу.

Виконання ілюстративної функції комплексом продемонстровано на прикладі тем “Інтерференція світла”, “Дисперсія світла” та “Дифракційна гратка”. Сценарії вказаних відеофрагментів містяться у додатках до цієї дисертації.

Узагальнююча та систематизуюча. Застосування навчально-дидактичного комплексу ПФВХ на етапі оперування новими знаннями дає можливість узагальнити і систематизувати знання матеріалу параграфа, певної теми та всього розділу.

Використання дослідженого комплексу з метою узагальнення знань надає ряд переваг у порівнянні з текстом підручника та словами вчителя: під час роботи з підручником у поєднанні з відеохрестоматією максимально активізуються вербальний та образний компоненти мислення учня. Образ підкріплює текстову інформацію і створює додаткові асоціації, що дає можливість більш ефективно та надійно закріпити інформацію у пам'яті.

Можливість систематизації та узагальнення знань за допомогою комплексу ПФВХ продемонстрована на прикладі тем “Дифракція світла”, “Дифракція хвиль” та матеріалу розділу “Світлові хвилі”. Сценарії зазначених фрагментів наводяться у додатках до цієї роботи.

Функція розширення та поглиблення навчального матеріалу підручника.

Відеохрестоматія дає можливість розширити та поглибити навчальний матеріал підручника з фізики, забезпечити високий рівень індивідуалізації навчання фізики, спрощуючи чи ускладнюючи матеріал підручника. Додаткові знання, представлені у відеохрестоматії, розширюють світогляд учнів, сприяючи кращому розумінню навчального матеріалу.

Реалізація цієї функції розглянута на прикладі тем “Дифракційна гратка”, “Рефракція світла”, “Дифракція світла”, “Інтерференція у тонких плівках”, сценарії яких містяться у додатках до цієї дисертації.

Реалізація оперування вивченими знаннями. На етапі оперування знаннями відеохрестоматія може бути використана з метою візуалізації ситуацій, які розкривають протиріччя з фізичними законами, нестандартних ситуацій та для самостійного складання учнями задач і питань з певної теми. Така можливість розглянута на прикладі матеріалу з дифракції, дисперсії, інтерференції у тонких плівках, заломлення, відбивання та повного відбивання світла. Сценарії зазначених фрагментів наводяться у додатках до цієї дисертації.

На наш погляд, немає необхідності у спеціальних методичних вимогах до використання цих фрагментів на етапі оперування новими знаннями. Вчитель обирає варіанти застосовування елементів відеохрестоматії за власним бажанням, оскільки умовно такі фрагменти можна розділити на два етапи: візуальне подання завдання чи запитання та вірне його розв'язання. Між цими етапами передбачається певний інтервал часу, необхідний учням для обміркування запитання. Тому завдання залишається на екрані телевізору деякий час, по закінченні якого пропонується розв'язання ситуації, вірна відповідь на поставлене запитання. Ми визначили тривалість такої паузи, виходячи з мінімального часу, потрібного учню, який гарно засвоїв новий навчальний матеріал. Однак вчитель може самостійно регулювати час на підготовку учнями відповіді з урахуванням теми та специфіки класу.

Розглянуті варіанти застосування комплексу ПФВХ сприяють розвитку творчого мислення школярів та вміння по-творчому використовувати здобуті знання.

Крім відеофрагментів, які реалізують дидактичні функції комплексу ПФВХ, нами запропоновані методичні рекомендації щодо їх використання.

Ефективність відеозапису розглядається як ступінь його впливу на процес утворення у свідомості учня абстрактної моделі та на закріплення її не тільки в оперативній, але й в постійній пам'яті. Таким чином, виникає необхідність у визначенні оптимального об'єму навчальної інформації у відеохрестоматії з урахуванням вікових особливостей сприйняття учнів. Відповідно до результатів психолого-педагогічних досліджень, абсолютний об'єм навчальної інформації для навчального відеозапису, у середньому, становить приблизно 400 біт², а середня швидкість обробки інформації людиною при читанні дорівнює приблизно 10⁴ біт/с. Зіставлення наведеного значення та максимальної швидкості читання середнього школяра, яка становить 115 - 120 слів/хв (що, безперечно, менше за 10⁴ біт/с), дає можливість говорити про ефективне сприйняття матеріалу навчального відеозапису.

Педагогічний експеримент проводився у 8 школах м.Одеси та Одеської області. В ньому брали участь 8 вчителів та 276 учнів.

Оцінювання ефективності застосування комплексу ПФВХ в самостійній діяльності учнів 11-х класів при вивченні деяких тем розділу “Світлові хвилі” проводилося методами варіаційної статистики для трьох груп учнів кожного експериментального класу:

І група - учні з високими знаннями з фізики (їх відмітки “4” та “5”);

ІІ група - учні з середніми знаннями з фізики (“3” та “4”);

ІІІ група - учні з слабкими знаннями з фізики (“2” та “3”).

Засіб здійснення відбору полягав у слідуючому: за основу стратифікації сукупності шкіл ми вважали доцільним узяти тип школи (ліцей, гімназія, звичайна середня школа, міста чи села) та стать учнів. Ці основи є важливими у навчанні фізики взагалі та у застосуванні комплексу, що досліджується, зокрема: повинна бути врахована специфіка сільських шкіл, наприклад, у відсутності можливості візуалізації багатьох тем курсу фізики через слабку матеріальну базу фізичних кабінетів, а стать так чи інакше впливає на вибір прийомів та засобів навчання тем, традиційно важких для дівчат, і на недостатню увагу хлопців до нюансів тексту підручника та аудіосупроводження до відеоматеріалу.

Перший етап досліджень підтвердив доцільність та необхідність застосування комплексу у процесі самостійної роботи учнів з підручником фізики. Новий засіб навчання одержав загальне схвалення учасниками експерименту, які, у свою чергу, висловили побажання щодо доробки та вдосконалення відеоряду фрагментів відеохрестоматії. Результати першого етапу експерименту показали підвищення успішності серед учнів І та ІІ груп на 10-15% більше, ніж для ІІІ групи.

Пильний аналіз сценаріїв відеофрагментів, перегляд фотокарток та відеозаписів фрагментів уроків в обраних школах дозволив скоректувати відеофрагменти та тексти до них. В результаті вказаних змін другий етап експерименту характеризувався підвищенням успішності для всіх трьох груп учнів.

Результати ефективності використання комплексу ПФВХ зведені в таблицю 1.

Таблиця 1. Ефективність використання комплексу ПФВХ

Тема	Імовірність вірної відповіді	Част. вірних відповідей
		1 зап.	2 зап.	3 зап.	4 зап.	5 зап.	1 зап.	2 зап.	3 зап.	4 зап.	5 зап.
Повне відбивання світла	Контр. клас	0,52	0,42	0,61	0,2	0,8	0,51	0,48	0,58	0,4	0,7
	Експ. клас						0,7	0,65	0,8	0,4	0,9
Дифракція світла	Контр.клас	0,7	0,9	0,8	-	-	0,65	0,8	0,69	-	-
	Експ. клас						0,7	0,86	0,84	-	-

В таблиці представлені середні результати трьох груп учнів. Характерним є те, що на другому етапі підвищення результативності самостійної роботи учнів з підручником фізики спостерігалось для всіх груп, а очікуваний рівень вірних відповідей був значно перевищений тільки в експериментальних класах.

Нами був проведений аналіз стану викладання фізики в 11-х класах загальноосвітніх шкіл м.Одеси та області, а саме: вивчення якості засвоєння змісту курсу фізики учнями 11-х класів, а також ставлення вчителів та учнів до підручників С.У.Гончаренка “Фізика-11” для природничо-наукового та гуманітарного профілів, які, відповідно до результатів опитування серед вчителів Одеської області, є одними з найбільш використовуваних при вивченні фізики в 11-му класі. На підставі зазначеного аналізу був зроблений висновок про те, що ефективність самостійної роботи учнів зі вказаними підручниками залежить не стільки від підручників, скільки від вдосконалення методики роботи з ними, зокрема, надійної реалізації дидактичних функцій комплексу ПФВХ. У зв'язку з цим ми вивчили ефективність функцій досліджуваного комплексу. Для цього була використана формула визначення коефіцієнту повноти знань:

, (1)

де n_i - кількість засвоєних ознак понять чи інших елементів вказаних знань;

n - загальна кількість ознак, що перевіряються;

N - кількість учнів, визначених відповідно до законів відбору.

Для того, щоб визначити, в поєднанні з якими методами викладання використання відеохрестоматії найбільш оптимальне, були знайдені коефіцієнти повноти знань при різних методах викладання (з використанням відеохрестоматії, на шкільній лекції з використанням діафільму, під час бесіди, а також бесіди з елементами уявного експерименту та самостійної роботи учнів). Було визначено їх співвідношення, яке дало змогу судити про можливе поєднання методів, а не про заміну одного методу іншим. Результати, одержані на першому етапі експерименту, свідчили, що для деяких груп учнів (із трьох вище зазначених) існують методи більш ефективні, ніж використання комплексу ПФВХ. Але другий етап підтвердив ефективність досліджуваного комплексу для всіх груп учнів.

У визначенні ефективності функцій комплексу ПФВХ значну роль зіграли сценарії відеофрагментів, навчальна властивість яких перевірялась нами на підставі розрахунку узагальненого коефіцієнту ефективності відеоматеріалу таких сценаріїв:

, (2)

де Ф_вх - коефіцієнт ефективності навчання з використанням відеохрестоматії з певної теми;

Ф_з - коефіцієнт ефективності знань навчального матеріалу, одержаних учнями за допомогою комплексу ПФВХ;

Ф_у - коефіцієнт ефективності умінь, здобутих учнями через телевізійний канал передачі інформації.

Розрахунок Ф_вх дав такі результати для сукупності фрагментів відеохрестоматії:

? 0,69. (3)

Такий висновок дозволяє стверджувати про те, що система навчання фізики, яка включає відеохрестоматію, може стати більш упорядкованою і ефективною, ніж традиційна.

Основні результати та висновки дослідження

1. У результаті дослідження вперше був створений комплекс, який об'єднує підручник з фізики та навчальний відеозапис (у вигляді відеохрестоматії) і має за мету комплексне розв'язання проблеми підвищення якості самостійної роботи учнів з підручником фізики. Виявлено, що психолого-педагогічні ресурси комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія дають можливість модифікувати методику організації самостійної роботи учнів на уроках фізики.

2. Визначені дидактичні функції, які реалізуються дослідженим комплексом у процесі самостійної роботи учнів з підручником, а саме: мотиваційна, ілюстративна, систематизуюча та узагальнююча функції, а також функції розширення та поглиблення тексту підручника з фізики. Крім того, вказаний комплекс полегшує оперування вивченими знаннями, новими уміннями та навичками.

3. Доведена реалізація комплексом: підручник з фізики + відеохрестоматія принципів індивідуалізації та диференціації навчання фізики. Виконання принципу індивідуалізації підтверджується здійсненням функції розширення та поглиблення тексту підручника, що дає можливість спростити чи ускладнити навчальний матеріал за допомогою інформації, поданої у відеохрестоматії. Диференціація навчання може бути реалізована за рахунок модифікації відеофрагментів, що розширює можливості вчителя щодо вибору навчальної літератури для учнів з урахуванням рівня та профілю навчання (у випадку відсутності спеціального підручника для певного рівня чи профілю).

4. Виявлені можливості дослідженого комплексу в реалізації завдань комплексного виховання учнів на уроках фізики, визначені шляхи проведення профінформації учнів на підставі відеохрестоматії у процесі самостійної роботи, а також у поєднанні з традиційними формами роботи вчителя.

5. Розроблені методичні рекомендації для вчителів з метою ефективного використання комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія, які базуються на запропонованій нами структурній схемі уроку із застосуванням відеохрестоматії. Вказана схема включає 4 етапи: мотиваційний, роботу з підручником, роботу з відеофрагментом (та текстовим супроводженням до нього) і підсумковий етап. Вчитель має вибір в порядку реалізації другого та третього етапів такого уроку (перший та останній є фіксованими). Крім того, вчитель має можливість варіювати способи використання відеохрестоматії, застосовуючи її не тільки у процесі самостійної діяльності учнів, але й при традиційних методах навчання і вчення, які передбачають активну участь вчителя у навчально-виховному процесі з фізики. У такому випадку вчитель може використати відеохрестоматію на вступних уроках до розділу чи курсу, у сполученні з іншими засобами навчання, при повторюванні та узагальненні навчального матеріалу.

6. Підтверджено перевага комплексу ПФВХ у порівнянні з іншими засобами навчання, призначеними для підвищення ефективності самостійної роботі учнів з підручником фізики. Наприклад, порівняння з таким перспективним засобом як електронний (чи комп'ютеризований) підручник показало, що можливість зміни видів діяльності при роботі з дослідженим комплексом дає можливість зменшити навантаження на зір та розумовий апарат учнів.

7. Розроблені сценарії і плани-конспекти деяких уроків з використанням комплексу; при їх підготовці враховані певні вимоги до відео- та аудіоряду елементів відеохрестоматії, а також рівень та профіль навчання фізики. Розроблені та апробовані технологічні картки та сценарії відеофрагментів до уроків з таких тем: “Закони геометричної оптики”, “Повне відбивання світла”, “Інтерференція світла”, “Дифракція світла”, “Поляризація світла”, “Дисперсія світла”. Весь цей методичний та документальний матеріал міститься у додатках до цієї дисертації.

8. Доведена ефективність використання комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія та його дидактичних функцій, для кількісного визначення якої використовувались коефіцієнти повноти знань при різних методах навчання та визначалось їх співвідношення, а також узагальнений коефіцієнт ефективності відеоматеріалу сценаріїв елементів відеохрестоматії. Відповідно до проведених розрахунків, успішність в експериментальних класах перевищує показники, характерні для класів, де відеохрестоматія не застосовувалась (на 15-20%). Так, через 2-3 місяці після проведення календарних уроків з використанням комплексу ми провели перевірку (“зріз знань”) з питань повного відбивання світла та його дифракції. Вийшло, що якість знань, які залишилися в постійній пам'яті учнів експериментальних класів з вказаних тем, є вищими, ніж в учнів контрольних класів приблизно в тих самих інтервалах.

На наш погляд, навчально-дидактичний комплекс, який містить підручник з фізики та відеохрестоматію, повинен зайняти достойне місце в комплексі засобів навчання. У зв'язку з вище сказаним, ми вважаємо, що у найближчий час серед актуальних проблем психології, педагогіки та дидактики повинна бути досліджена ефективність використання комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія для всіх класів, рівнів та профілів диференціації у порівнянні з навчальним відеозаписом як технічним засобом навчання та електронним підручником. Крім того, висновки, одержані нами про доцільність та ефективність використання комплексу при вивченні деяких тем оптики у 11-х класах, свідчать про необхідність створення на першому етапі відеохрестоматії для великої кількості тем курсу фізики з метою її масового впровадження, що без сучасної та відповідної технічної бази здійснити неможливо.

Основний зміст дисертації відображений у таких працях:

Молодцова В.В, Редько Г.Б. Модель навчального процесу з фізики та аналіз її компонентів / / Нові технології навчання: Наук.-метод. зб. / Редкол.: Андрущенко В.П. та ін. - Вип. 23. - К.: ІЗМН, 1998. - С. 120 - 125.

Молодцова В.В., Анісімов А.Ю., Дон О.М. Про дослідження з методики фізики в Одесі / / Наука і сучасність: Зб. наук. праць НПУ ім. М.П.Драгоманова. - К.: ІЗМН, 1998. - Ч. 2. - С.47 - 52.

Молодцова В.В. Нові шляхи підвищення якості самостійної роботи учнів з підручником фізики / / Фізика та астрономія в школі. - 1999. - № 2. - С. 12 - 14.

Молодцова В.В. До питання про створення відеохрестоматії з оптики для учнів XI^-х класів / / Науковий вісник: Зб. статей Південноукраїнського державного педагогічного університету ім. К.Д.Ушинського / Редколег.: Богуш А.М. та ін. - Одеса: Вість, 1997. - Вип. 1. - С.60 - 66.

Молодцова В.В. Застосування навчально-дидактичного комплексу: підручник фізики + відеохрестоматія в класах з поглибленим вивченням фізики / / Актуальні питання комплексної освіти у спеціалізованих середніх навчальних закладах з підвищеними вимогами до вивчення природничо-математичних дисциплін: Матеріали Всеукраїнської науково-методичної конференції / Редкол.: Сминтина В.А., Ляшенко О.І. та ін. - Одеса: Астропринт, 1999. - С. 165 - 169.

Молодцова В.В. Методика застосування навчально-дидактичного комплексу: відеохрестоматія та підручник фізики / / Наукові записки: Зб. наук. статей НПУ ім. М.П.Драгоманова. - Вип. 35. - К.: НПУ, 1999. - Ч.3. - С. 246 - 260.

Молодцова В.В. Один з принципів відбору змісту фізичної освіти / / Дидактичні проблеми фізичної освіти в Україні: Матеріали науково-практичної конференції / Редкол.: Бугайов О.І. та ін. - Чернігів: Чернігівський державний пед. ун-т ім. Т.Г.Шевченка, 1998. - С. 108 - 111.

Молодцова В.В. Розвиток методики самостійної роботи учнів з підручником фізики / / Проблеми методики викладання фізики на сучасному етапі: Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції: Зб. статей / Редкол.: Величко С.П. (наук. ред.) та ін. - Кіровоград: РВЦ КДПУ ім. В. Винниченка, 2000. - С. 96 - 99.

Молодцова В.В. Фрагмент відеохрестоматії до підручника фізики / / Методичні особливості викладання фізики на сучасному етапі: Науково-методичний збірник / Відп. наук. ред.: Величко С.П., Коршак Є.В. - Кіровоград: КДПУ ім. В.Винниченка, 1998. - Ч.1. - С. 53 - 55.

Анотація

Молодцова В.В. Розвиток самостійної роботи учнів з підручником фізики за допомогою навчального відеозапису. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук за спеціальністю 13.00.02 - теорія та методика навчання (фізики). - Національний педагогічний університет імені М.П.Драгоманова, Київ, 2000.

Дисертацію присвячено питанню підвищення якості самостійної роботи учнів з підручником фізики (на прикладі навчального матеріалу курсу фізики 11 класу, зокрема, оптики). Робота становить собою дослідження нового дидактичного комплексу засобів навчання, який об'єднує підручник з фізики та відеохрестоматію до нього. Відеохрестоматія включає відеозапис описаних у підручнику експериментів та інших дослідів, потрібних для розуміння теми певного параграфу. Виявлено, що психолого-педагогічні ресурси комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія дають можливість модифікувати методику організації самостійної роботи учнів на уроках фізики. Досліджено психолого-педагогічні та методичні функції, які реалізуються зазначеним комплексом у процесі самостійної роботи учнів з підручником фізики. Запропоновано методичні рекомендації до використання комплексу на уроках фізики. Розроблено відеофрагменти, сценарії елементів відеохрестоматії та конспекти (технологічні картки) ряду уроків, де самостійна робота учнів проходить з використанням комплексу: підручник з фізики + відеохрестоматія. Основні результати дослідження знайшли впровадження у роботі шкіл м.Одеси та області, Інституту удосконалення вчителів (м. Одеса) і кафедри методики навчання фізики та ТЗН Південноукраїнського педагогічного університету ім. К.Д.Ушинського (м.Одеса).

Ключові слова: самостійна робота, підручник з фізики, навчальний відеозапис, дидактичний комплекс, відеохрестоматія, психолого-педагогічні функції.

Аннотация

Молодцова В.В. Развитие самостоятельной работы учащихся с учебником физики посредством учебной видеозаписи. - Рукопись.

Диссертация на соискание учебной степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02 - теория и методика обучения (физике). - Национальный педагогический университет имени М.П.Драгоманова, Киев, 2000.

Диссертация посвящена вопросу повышения качества самостоятельной работы учащихся с учебником физики (на примере учебного материала курса физики 11 класса, в частности оптики). Работа представляет собой исследование нового дидактического комплекса средств обучения, объединяющего учебник физики и учебную видеозапись. Поскольку учебная видеозапись должна быть адекватна содержанию учебника физики, следует говорить о видеохрестоматии к учебнику. Видеохрестоматия включает видеозапись описанных в учебнике экспериментов и других опытов, необходимых для понимания темы конкретного параграфа. Текстовое сопровождение, дополняющее видеохрестоматию, усиливает ее связь с учебником физики.

Выявлено, что психолого-педагогические ресурсы комплекса: учебник физики + видеохрестоматия дают возможность модифицировать методику организации самостоятельной работы учащихся на уроках физики.

Исследованы психолого-педагогические и методические функции, реализуемые вышеуказанным комплексом в процессе самостоятельной работы учащихся с учебником физики, а именно: мотивационная, иллюстративная, систематизирующая и обобщающая, функция расширения и углубления текста учебника. Кроме того, комплекс средств обучения, объединяющий учебник физики и видеохрестоматию, позволяет реализовать оперирование новыми знаниями, умениями и навыками.

Предложены методические рекоменации по применению комплекса на уроках физики, в основе которых лежит структурная схема урока с использованием видеохрестоматии. Такой урок включает 4 этапа: мотивационный, работу с учебником, работу с видеохрестоматией и текстовым сопровождением к ней и итоговый этап. Стабильными являются только первый и последний этапы. Порядок реализации на уроке двух других этапов выбирается учителем с учетом специфики темы и коллектива учеников.

Определен оптимальный объем учебной информации в видеохрестоматии с учетом возрастных особенностей восприятия учащихся. Определены возможности исследуемого комплекса в реализации задач комплексного воспитания учащихся на уроках физики, пути проведения профинформации учащихся на основе видеохрестоматии в процессе самостоятельной работы, а также в сочетании с традиционными формами работы учителя.

Разработаны видеофрагменты, сценарии элементов видеохрестоматии и конспекты (технологические карты) ряда уроков, на которых самостоятельная работа учащихся протекает с применением комплекса: учебник физики + видеохрестоматия. При разработке и создании указанных элементов видеохрестоматии учитывалась уровневая и профильная дифференциация обучения физике. В качестве базового учебного материала для разработанных видеофрагментов был выбран курс оптики 11 класса, что обусловлено важнейшей ролью оптики в развитии физической науки, достаточной степенью сложности данного раздела для изучения в рамках школьного курса физики, эстетикой демонстраций по оптике и наличием собственных разработок в этой области.

Сравнительный анализ средств обучения, способствующих более эффективной самостоятельной работе учеников с учебником физики, подтвердил преимущество комплекса: учебник физики + видеохрестоматия. Возможность чередования видов деятельности при работе с указанным комплексом позволяет снизить нагрузку на зрение и мыслительный аппарат школьников.

Определены пути количественной оценки эффективности применения рассматриваемого комплекса и дидактических функций, реализуемых им в процессе самостоятельной работы учащихся. Согласно проведенным подсчетам, успеваемость в экспериментальных классах значительно превышает показатели, характерные для классов, где видеохрестоматия не использовалась (на 15-20%). Так, проверка знаний спустя 2-3 месяца после проведения календарных уроков с применением комплекса подтвердила, что качество знаний, оставшихся в постоянной памяти учащихся экспериментальных классов по изученным с помощью видеохрестоматии темам, выше, чем у учеников контрольных классов примерно в этих же интервалах.

Эффективным оказалось применение комплекса, объединяющего учебник физики и видеохрестоматию, не только при самостоятельной деятельности учащихся, но и при традиционных методах обучения и учения, которые предполагают активное участие учителя в учебно-воспитательном процессе по физике. В таком случае учитель может применять видеохрестоматию на вводных уроках к разделу или курсу в сочетании с другими средствами обучения, при повторении и обобщении учебного материала.