Фізичні задачі як засіб розвитку дивергентного мислення студентів

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені М. П. Драгоманова

ФІЗИЧНІ ЗАДАЧІ ЯК ЗАСІБ РОЗВИТКУ ДИВЕРГЕНТНОГО МИСЛЕННЯ СТУДЕНТІВ

13.00.02 - теорія та методика навчання (фізика)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук

КУЛИК Людмила Олександрівна

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Черкаському національному університеті імені Богдана Хмельницького, Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник - кандидат педагогічних наук, доцент Благодаренко Людмила Юріївна, Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова, докторант кафедри теорії та методики навчання фізики і астрономії.

Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, професор Касперський Анатолій Володимирович, Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова, завідувач кафедри технічної фізики і математики;

кандидат педагогічних наук, старший науковий співробітник Костюкевич Дмитро Якович, Інститут педагогіки НАПН України, старший науковий співробітник лабораторії математичної і фізичної освіти.

Захист відбудеться «07» грудня 2010 р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.053.06 у Національному педагогічному університеті імені М. П. Драгоманова (01601, м. Київ, вул. Пирогова, 9).

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

Автореферат розісланий «_06_» листопада 2010 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Б. А. Сусь

Загальна характеристика роботи

Актуальність дослідження. Вища освіта України спрямована на підготовку фахівців, здатних до ефективної професійної діяльності в динамічних ринкових умовах. Тенденції розвитку сучасного суспільства висувають нові вимоги до людей, а, отже, і до освіти, яка відіграє вирішальну роль в становленні кожної особистості. Гостра потреба держави у професіоналах, які працюють на творчому рівні, та домінування репродуктивних методів навчання утворюють суттєве протиріччя в освітній системі. Тому в останні роки у педагогічній науці сформовано нову концепцію освіти, орієнтовану на індивідуальність кожної особистості, узгодженість змісту освіти із суб'єктивним досвідом людини, на створення та втілення в практику інноваційних методик формування творчої особистості, здатної до безперервної самоосвіти. Успішна реалізація українською освітою її сучасних функцій дозволить підготувати людину до життя в нових умовах, сформувати особистість із інноваційним типом мислення та готовністю до творчої діяльності. Відповідно до Національної доктрини розвитку освіти України, Законів України «Про освіту», «Про вищу освіту», рішення колегії Міністерства освіти і науки України від 2 квітня 2009 року «Мета реформ у вищій школі - якість і доступність», наказу Міністерства освіти і науки України від 16.10.2009р. №943 «Про запровадження у вищих навчальних закладах України Європейської кредитно-трансферної системи» пріоритетом сучасної освіти є створення умов для всебічного розвитку та самореалізації особистості як найвищої цінності суспільства, підготовка фахівців, здатних до творчого розв'язання проблем реального життя.

Задачі розвитку творчої особистості у процесі навчальної діяльності розглядаються у працях таких науковців як А. М. Алексюк, В. І. Андрєєв, Д. Б. Богоявленська, А. В. Брушлинський, Л. С. Виготський, А. А. Давиденко, П. К. Енгельмейер, А. В. Касперський, В. А. Кан-Калик, Н. В. Кичук, І. С. Кон, О. Н. Лук, Л. В. Меншикова, В. О. Моляко, Я. А. Пономарьов, В. Г. Разумовський, В. А. Романець, С. Л. Рубінштейн, С. О. Сисоєва, З. І. Слєпкань та ін.

Разом з тим, останнім часом все більше уваги приділяється розвитку дивергентного мислення як складової творчого процесу, що висвітлено у працях таких зарубіжних та вітчизняних учених як Д. Б. Богоявленська, Л. С. Виготський, Дж. Гілфорд, В. В. Давидов, Е. Де Боно, В. М. Дружинін, А. Ф. Есаулов, З. І. Калмикова, О. І. Кульчицька, Н. С. Лейтес, А. М. Леонтьєв, О. Н. Лук, Дж. І. Ніренберг, Е. Торренс та ін.

Дивергентне мислення (від лат. divergere - розходитись) - мислення, яке ґрунтується на стратегії генерування великої кількості різноманітних шляхів розв'язання поставленої задачі. Саме при задіянні механізмів такого мислення з'являються оригінальні ідеї, а також неочікувані висновки і результати. Дивергентне мислення не лише розвиває інтелект людини, а й виховує такі якості особистості як толерантність, допитливість, уміння доводити справу до логічного завершення. У зв'язку з реформуванням вищої освіти України у світлі впровадження Європейської кредитно-трансферної системи виникає необхідність удосконалення процесу навчання у вищих навчальних закладах, зокрема методики навчання фізики з перенесенням акценту на розвиток дивергентного мислення студентів.

У фундаментальних науках важливим засобом розвитку дивергентного мислення студента є задачі, про що йдеться у працях таких дослідників: Г. О. Балл, Б. С. Бєліков, С. У. Гончаренко, А. А. Давиденко, П. Л. Капіца, Є. В. Коршак, В. О. Моляко, А. І. Павленко, Я. А. Пономарьов, В. Г. Разумовський, А. Ф. Есаулов та ін. Особливе місце задачі займають у фізиці, навчання якої передбачає використання великої кількості методів пізнання. Переважна більшість фізичних задач, запропонованих у збірниках для студентів вищих навчальних закладів, розвивають конвергентне мислення студентів. Це означає, що умова таких задач передбачає існування лише одного розв'язку, який може бути отриманий шляхом логічних умовиводів або на основі відомого алгоритму. Уміння розв'язувати такі задачі є необхідною умовою підготовки спеціаліста, але не достатньою для повноцінного утвердження його на сучасному ринку праці. Це пояснюється тим, що людина у своїй практичній діяльності має розв'язувати задачі, які передбачають кілька варіантів розв'язку. Такі задачі у психології називають «дивергентними». Систематичне використання у навчально-виховному процесі вищого навчального закладу саме таких задач забезпечить розвиток дивергентного мислення студентів, яке є основою творчої діяльності у будь-якій галузі.

Отже, у зв'язку з необхідністю розвитку дивергентного мислення студентів, як основи їх творчої діяльності, виникає проблема розроблення і впровадження необхідного для цього методичного забезпечення, що і зумовлює актуальність теми дослідження «Фізичні задачі як засіб розвитку дивергентного мислення студентів».

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дослідження проводилось у відповідності до законів України «Про освіту» № 1060-ХІІ від 23 травня 1991 року, «Про вищу освіту» №2984-ІІІ, із змінами від 4 листопада 2005 року, Указів Президента України «Про національну доктрину розвитку освіти» № 347/2002 від 17 квітня 2002 року, «Про забезпечення дальшого розвитку вищої освіти в Україні» №857 від 25 вересня 2008 року, освітніх стандартів сучасних психолого-педагогічних і методичних наукових досліджень та тематичного плану науково-дослідної роботи кафедри загальної фізики Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького «Удосконалення методики навчання фізики у загальноосвітніх та вищих навчальних закладах».

Тему дисертації затверджено Вченою радою Черкаського національного університету (протокол № 5 від 15 січня 2008р.) та узгоджено в Раді з координації наукових досліджень в галузі педагогіки та психології в Україні (протокол № 2 від 26 лютого 2008 р.).

Об'єкт дослідження: навчально-виховний процес з фізики у вищих навчальних закладах.

Предмет дослідження: фізичні задачі як засіб розвитку дивергентного мислення студентів вищих навчальних закладів.

Мета дослідження: обґрунтування, розроблення та реалізація методичних основ використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів вищих навчальних закладів.

В основу дослідження покладено гіпотезу: систематичне використання фізичних задач цільового призначення в навчально-виховному процесі з фізики вищих навчальних закладів, спричинює активізуючий вплив на розвиток дивергентного мислення студентів, що, в свою чергу, сприяє підвищенню рівнів їх навчальних досягнень.

Відповідно до мети та гіпотези дослідження сформульовано такі завдання:

Здійснити аналіз сучасних підходів щодо дефініції «фізична задача», розглянути її структуру, характерні особливості, специфіку та визначити місце фізичних задач у навчально-виховному процесі з фізики вищих навчальних закладів.

Проаналізувати стан проблеми формування та розвитку дивергентного мислення людини у філософській, психолого-педагогічній та науково-методичній літературі.

Визначити психолого-педагогічні особливості розвитку дивергентного мислення студентів перших курсів вищих навчальних закладів.

Розробити критерії визначення рівня розвитку дивергентного мислення студентів. Розробити методичні основи використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів.

Теоретично узагальнити та експериментально перевірити ефективність розроблених методичних основ використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів, а також для підвищення рівня їх навчальних досягнень.

У ході виконання поставлених завдань використано теоретичні та емпіричні методи науково-педагогічних досліджень:

теоретичні: аналіз, узагальнення, систематизація філософської, психолого-педагогічної та науково-методичної літератури з проблеми дослідження; синтез наявних теоретичних положень, методик і практичних результатів; моделювання процесу навчання фізики у вищому навчальному закладі; вивчення та узагальнення роботи досвідчених викладачів фізики; аналіз навчальних планів бакалаврів фізики вищих навчальних закладів України;

емпіричні: спостереження за навчально-виховним процесом з фізики вищих навчальних закладів; анкетування, бесіди з викладачами, студентами за обраною проблемою; аналіз усних відповідей і письмових робіт студентів; цілеспрямований педагогічний експеримент з метою апробації запропонованої методики й впровадження положень дисертації у практику навчального процесу з фізики для студентів вищого навчального закладу; статистична обробка отриманих даних.

Теоретико-методичне й експериментальне дослідження виконувалось в три етапи упродовж 2001-2010 років:

На першому етапі (2001-2005р.р.) дослідження здійснено аналіз літературних джерел з проблеми формування та розвитку дивергентного мислення людини; визначено місце фізичних задач у навчально-виховному процесі з фізики вищих навчальних закладів; проаналізовано навчально-методичне забезпечення з фізики з метою виявлення наявності методик формування дивергентного мислення студентів; виявлено умови для розвитку дивергентного мислення студентів вищих навчальних закладів; виділено етапи розвитку дивергентного мислення студентів; відібрано матеріал для формуючого експерименту; проведено пошук форм і засобів розвитку дивергентного мислення студентів; визначено критерії сформованості у студентів дивергентного мислення, а на підставі критеріїв - чотири рівні дивергентного мислення студентів - низький, середній, достатній, високий; розроблено, апробовано і скориговано методику використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів.

На другому етапі (2006-2009р.р.) розроблена нами методика впроваджувалась у класичних та педагогічних університетах України. Перевірка здійснювалась за такими показниками: рівнем розвитку дивергентного мислення студентів та рівнем їх навчальних досягнень.

На третьому етапі (2010р.) здійснено статистичну обробку одержаних даних, аналіз і узагальнення результатів дослідження, сформульовано висновки.

Наукова новизна одержаних результатів дослідження полягає в тому, що:

· вперше запропоновано, обґрунтовано та забезпечено змістовим наповненням поняття «дивергентна фізична задача»;

· вперше запропоновано методичні основи використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів;

· вперше запропоновано комплексний підхід до використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів за різних форм організації навчально-виховного процесу з фізики;

· дістала подальшого розвитку методика викладання загального курсу фізики «Механіка» у вищих навчальних закладах для студентів спеціальності 6.040203 «Фізика» на основі впровадження фізичних задач як засобу розвитку їх дивергентного мислення.

Практичне значення одержаних результатів:

· розроблено критерії визначення рівнів розвитку дивергентного мислення студентів вищих навчальних закладів;

· розроблено етапи розвитку дивергентного мислення студентів вищих навчальних закладів;

· розроблено методику використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів за різних форм організації навчально-виховного процесу з фізики, а саме:

- в лабораторному практикумі;

- на практичних заняттях;

· розроблено методику регуляції розвитку дивергентного мислення студентів у процесі розв'язування якісних задач;

· розроблено методику використання творчих задач з метою розвитку дивергентного мислення студентів та визначено методичні особливості їх використання;

· розроблено методику застосування комп'ютерних програм для розв'язання дивергентних фізичних задач;

· розроблено методичні рекомендації для викладачів та вчителів фізики щодо використання експериментальних задач в лабораторному практикумі з загального курсу фізики «Механіка» з метою розвитку дивергентного мислення студентів;

· розроблено у співавторстві методичний посібник для самостійної роботи студентів фізичних спеціальностей із загального курсу фізики.

Результати педагогічного дослідження можуть бути використані під час викладання фізики у вищих навчальних закладах, а також при створенні навчально-методичного забезпечення для розвитку дивергентного мислення студентів.

Теоретичні положення й практичні результати дослідження впроваджено в процес навчання фізики у Черкаському національному університеті імені Богдана Хмельницького (довідка № 225/03 від 26.04.2010р.), Чернігівському національному педагогічному університеті імені Т.Г. Шевченка (довідка № 04-11/240 від 10.03.2010р.), Кіровоградському державному педагогічному університеті імені Володимира Винниченка (довідка № 133-н від 2010р.), Кам'янець-Подільському національному університеті імені Івана Огієнка (довідка №27 від 05.05.2010р.), Уманському державному педагогічному університеті імені Павла Тичини (довідка №585/01 від 16.04.2010р.).

Особистий внесок здобувача у працях, опублікованих разом із співавторами, полягає у:

· розробленні технології використання методів пізнання для розвитку дивергентного мислення студентів при вивченні фізики;

· розробленні методичного підходу до використання дослідницьких задач для студентів-фізиків та обґрунтуванні педагогічної доцільності їх застосування;

· розробленні технології виконання лабораторного практикуму з використанням фізичних експериментальних задач та засобів прямого оперативного впливу для керування їх розв'язком;

· визначенні обсягу навчального матеріалу та розробленні методичних рекомендацій для студентів щодо організації їх самостійної роботи під час вивчення розділів «Механіка», «Молекулярна фізика» загального курсу фізики;

· визначенні дидактичних вимог до розроблення завдань для вхідного та підсумкового контролю знань студентів під час проведення лабораторного практикуму із загального курсу фізики;

· визначенні особливостей використання модульно-рейтингової технології навчання для студентів-фізиків та її значення у розвитку їх дивергентного мислення.

Апробація результатів дослідження. Результати дослідження оприлюднено і схвалено на: Всеукраїнській науково-практичній конференції «Управління процесом підготовки вчителів природничо-математичних дисциплін в умовах реформи освіти» (Київ, 2003); ІХ Всеукраїнській науковій конференції «Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики» (Київ, 2004); Міжнародній науково-практичній конференції «Чернігівські методичні читання з фізики, 2004» (Чернігів, 2004); Міжнародному конгресі IV Слов'янські педагогічні читання «Розвиток особистості в полікультурному освітньому просторі» (Черкаси, 2005); Міжнародній науковій конференції «Дидактика фізики в контексті орієнтирів Болонського процесу» (Кам'янець-Подільський, 2005); Всеукраїнській науково-практичній конференції «Проектування освітніх середовищ як методична проблема» (Херсон, 2008); Міжнародній науково-практичній конференції «Проблеми математичної освіти. ПМО-2009» (Черкаси, 2009); Міжнародній науково-практичній конференції «Науково-методичні засади управління якістю освіти в університетах» (Київ, 2009), Міжнародній науково-практичній конференції «Чернігівські методичні читання з фізики, 2009» (Чернігів, 2009); ІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Фізико-технічна і фізична освіта у гуманістичній парадигмі» (Керч, 2009); Міжнародній науково-практичній конференції «Управління якістю підготовки майбутніх вчителів фізики та трудового навчання» (Кам'янець-Подільський, 2009); Міжнародній науково-практичній конференції «Засоби і технології сучасного навчального середовища» (Кіровоград, 2010).

Публікації. Основні результати дослідження опубліковані у 20 працях. Серед них одноосібні: 5 статей у фахових виданнях, затверджених ВАК України, 1 методичні рекомендації для викладачів та вчителів фізики, 1 тези у матеріалах наукових конференцій; у співавторстві - 7 статей у фахових виданнях, затверджених ВАК України, 2 посібники для студентів фізичних спеціальностей, 4 праці у матеріалах конференцій.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків до розділів, загальних висновків, списку використаних джерел, додатків. Повний обсяг дисертації становить 224 сторінки, з яких 182 сторінки основного тексту. Робота містить 15 таблиць і 59 рисунків. Список використаних джерел налічує 254 найменування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність і доцільність наукового пошуку з обраної теми, визначено його об'єкт, предмет і мету, сформульовано гіпотезу і основні завдання дослідження, описано методи, які використовувались для виконання поставлених завдань, розкрито наукову новизну та практичне значення здобутих результатів. Висвітлено зв'язок обраного напряму дослідження із науковими програмами, планами і темами, визначено особистий внесок автора у працях, опублікованих у співавторстві, подано відомості щодо апробації та впровадження результатів педагогічного дослідження.

У першому розділі «Психолого-педагогічні та методичні підходи до розвитку дивергентного мислення студентів за допомогою фізичних задач» проаналізовано філософську, психолого-педагогічну, науково-методичну літературу з теми дослідження; визначено місце фізичних задач у навчально-виховному процесі з фізики вищого навчального закладу та обґрунтовано педагогічну доцільність їх використання для розвитку дивергентного мислення студентів; визначено місце дивергентного мислення в структурі інтелектуального потенціалу людини; з'ясовано психолого-педагогічні особливості дивергентного мислення студентів перших курсів вищих навчальних закладів; обґрунтовано необхідність навчання студентів евристичних методів і прийомів з метою їх використання під час розв'язування фізичних задач та виокремлено методи активізації розвитку дивергентного мислення студентів.

Аналіз літературних джерел показав, що у віковій і педагогічній психології проблема цілеспрямованого формування і розвитку дивергентного мислення студентів досліджена недостатньо, що ускладнює розробку практичних педагогічних методів і засобів підвищення продуктивності та ефективності мислення. Це у повній мірі відноситься і до організації навчального процесу з фізики, який забезпечує значні можливості для розвитку дивергентного мислення студентів як в цілому, так і окремих його компонентів.

З'ясовано, що під дивергентним мисленням слід розуміти таке мислення, яке ґрунтується на стратегії генерування різних підходів до розв'язання певної фізичної задачі або описання певного фізичного об'єкта. На основі аналізу психолого-педагогічної літератури виділено основні показники дивергентного мислення - швидкість, гнучкість, оригінальність. У ході дослідження розглянуто питання щодо використання фізичних задач у навчально-виховному процесі з фізики вищого навчального закладу як найбільш ефективного засобу розвитку дивергентного мислення студентів.

У другому розділі «Методичні основи використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів» розроблено та теоретично обґрунтовано методичні основи використання фізичних задач з метою розвитку дивергентного мислення студентів; виділено етапи розвитку дивергентного мислення студентів; виявлено психолого-педагогічні умови такого розвитку.

В основу дослідження покладено висунуту в психології гіпотезу щодо наявності креативного потенціалу у кожної людини. До умов, які забезпечують ефективний розвиток дивергентного мислення студентів у процесі навчання фізики, ми відносимо: 1) позитивні мотиви навчання; 2) потребу у самостійній діяльності; 3) навчально-пізнавальну активність студентів; 4) психологічно сприятливі відносини в колективі; 5) варіативність навчально-пізнавальної діяльності студентів; 7) використання евристичних методів і прийомів у процесі навчання.

Методичні основи використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів розроблені на основі теорії поетапного формування розумових дій П. Я. Гальперина, Н. Ф. Тализіної та Л. М. Фрідмана з урахуванням: 1) адаптаційних процесів у студентів першого курсу; 2) загального рівня підготовленості та розвитку студентського колективу; 3) вікових особливостей формування креативної сфери; 4) індивідуальних особливостей студентів; 5) специфіки та особливостей фізики як навчального предмету. Виділено чотири етапи розвитку дивергентного мислення студентів: діагностично-мотиваційний, навчальний, виконавчий, контрольно-рефлексійний.

Діагностично-мотиваційний етап передбачає проведення діагностики рівнів дивергентного мислення студентів, їх навчальних досягнень, виявлення за допомогою анкетування мотивів навчання студентів на фізичних спеціальностях та використання викладачами завдань для розвитку дивергентного мислення студентів у навчальному процесі з фізики, постановку загальної мети. Навчальний етап має на меті ознайомлення студентів з різними методами та способами розв'язування фізичних задач, прийомами евристичної діяльності. На виконавчому етапі здійснюється розв'язування та складання фізичних задач з використанням евристичних методів і прийомів. Контрольно-рефлексійний етап передбачає повторну діагностику рівнів дивергентного мислення студентів, їх навчальних досягнень, співвіднесення поставлених цілей і отриманих результатів, організацію зворотнього зв'язку.

Запропонований комплексний підхід до використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів полягає у системному використанні виділених етапів у процесі розв'язування та складання студентами фізичних задач за різних форм організації навчально-виховного процесу.

Нами розроблено методику використання методів пізнання у навчанні фізики, яка дозволяє ознайомити студентів з різними методами та способами розв'язування фізичних задач і забезпечує можливості більш широкого використання евристичних підходів у навчальному процесі для розвитку дивергентного мислення студентів, підвищення рівня їх навчальних досягнень.

Розроблено методику проведення лабораторного практикуму з механіки з використанням експериментальних задач для розвитку дивергентного мислення студентів. Під час проведення лабораторного практикуму за цією методикою студентам пропонується виконати такі завдання:

– розв'язати експериментальні задачі певного цільового призначення;

– використовуючи наявне обладнання, запропонувати якомога більше способів експериментального визначення фізичної величини;

– запропонувати кілька способів експериментального визначення фізичної величини та підібрати відповідне обладнання;

– використовуючи наявне обладнання, скласти якомога більше експериментальних задач і розв'язати їх.

З метою практичної реалізації запропонованої методики проведення лабораторного практикуму для викладачів розроблено методичні рекомендації, які ознайомлюють їх із засобами прямого оперативного впливу для керування процесом розв'язування експериментальних задач та нормативними моделями розв'язку таких задач. Під нормативною моделлю розв'язку фізичної задачі ми розуміємо той розв'язок, на який орієнтується викладач у процесі проектування творчої пізнавальної діяльності студентів. Запропоновані такі засоби прямого оперативного впливу як прямі підказки та допоміжні запитання.

Нами розроблено методику проведення практичних занять з механіки, орієнтовану на розвиток дивергентного мислення студентів. Методика передбачає використання конвергентних задач (єдиний спосіб розв'язку) з подальшим перенесенням об'єкту задачі в інші умови та переходом до дивергентних задач. Під дивергентною фізичною задачею ми розуміємо таку задачу, умова якої допускає декілька правильних відповідей або таку задачу, у процесі розв'язування якої одна правильна відповідь може бути отримана кількома способами.

Формуванню дивергентного мислення студентів сприяє розв'язування фізичних задач, у яких некоректно сформульована умова. Задачі такого типу ми виокремлюємо наступним чином:

– задачі, які не містять питання (дані наведені, але питання до задачі не сформульоване);

– задачі з недостатніми даними (відсутні дані, які необхідні для розв'язання задачі);

– задачі з надлишковими даними (умова задачі містить дані, які не використовуються під час її розв'язання);

– задачі із суперечливими даними (дані суперечать одне одному);

– комбіновані задачі (є поєднанням вищезазначених задач, наприклад, задач з надлишковими і суперечливими даними).

Використання фізичних задач з некоректно сформульованою умовою дозволяє сформувати у студентів уміння і навички поглибленого аналізу задачі, що, в свою чергу, розвиває їх дивергентне мислення, зокрема, такі його показники як гнучкість та швидкість.

Потужним засобом розвитку дивергентного мислення студентів є якісні задачі, розв'язування яких ґрунтується на логічних умовиводах, що спираються на фізичні закони і закономірності. Аналіз змісту збірників задач із загального курсу фізики показав, що кількість представлених у них якісних задач є досить обмеженою, при цьому в деяких збірниках якісні задачі взагалі відсутні. Це приводить до того, що у практиці навчально-виховного процесу вищої школи якісні задачі використовують недостатньо.

Нами встановлено, що розвиток дивергентного мислення студентів у процесі розв'язування якісних задач відбувається найбільш ефективно при забезпеченні студентів навичками використання таких прийомів розв'язування якісних задач як евристичний, графічний та експериментальний. Застосування евристичних методів під час розв'язування якісних задач сприяє генеруванню ідей, що, в свою чергу, розвиває такі показники дивергентного мислення студентів як гнучкість, швидкість та оригінальність.

Значний педагогічний ефект забезпечує використання на заняттях з фізики задач, які складені студентами самостійно.

Роботу над такими задачами пропонуємо здійснювати за алгоритмом:

1) розв'язування прямої задачі;

2) складання оберненої задачі та її розв'язування;

3) складання аналогічної задачі за даною формулою та її розв'язування;

4) складання задачі за деякими елементами, що є спільними з прямою задачею, та її розв'язування;

5) складання задачі, узагальненої за тими чи іншими параметрами прямої задачі та її розв'язування.

Як показує практика, складання фізичних задач є досить складним видом діяльності для студентів першого курсу. Роботу зі студентами щодо складання фізичних задач потрібно проводити планомірно і систематично з урахуванням їх рівня знань та індивідуальних особливостей. Саме у процесі складання студентами фізичних задач найбільш ефективно розвивається такий показник дивергентного мислення як оригінальність. У цьому контексті досягнення позитивних результатів у розвитку дивергентного мислення студентів вимагає від викладача високого професіоналізму та вміння раціонально використовувати технологічні моделі педагогічного процесу, які передбачають складання студентами фізичних задач. Лише при дотриманні вищезазначених умов буде закладена необхідна і достатня основа для формування фахівця, здатного не лише до використання вже розробленого і відомого, але й до виходу на принципово новий рівень - рівень творчості.

У дослідженні встановлено необхідність використання у навчально-виховному процесі з фізики творчих задач, оскільки розв'язування задач такого типу передбачає розвиток творчого мислення студентів, яке ґрунтується на їх дивергентному мисленні. У роботі показана доцільність використання дослідницьких і винахідницьких задач для розвитку дивергентного мислення студентів. Розв'язування таких задач зазвичай вимагає від студента знань не лише з окремої теми, але й з різних розділів фізики та інших навчальних предметів, що, в свою чергу, розвиває гнучкість їх мислення.

Дієвим засобом розвитку дивергентного мислення студентів є використання інформаційних технологій у навчально-виховному процесі вищої школи, оскільки візуальне сприйняття об'єктів або процесів задіює, в першу чергу, механізми наочно-образного мислення, яке є важливою складовою дивергентного мислення. Нами доведено, що застосування комп'ютера для розв'язання фізичних задач дозволяє продемонструвати студентам варіативність підходів до вирішення фізичної проблеми, а тому сприяє розвитку гнучкості мислення. Створення студентами власних комп'ютерних програм розвиває оригінальність мислення, а використання цих програм для розв'язання конкретних задач сприяє розвитку такого показника дивергентного мислення як швидкість.

У роботі обґрунтована доцільність реферативної діяльності, як однієї із форм самостійної роботи студентів по розв'язуванню дивергентних та творчих задач з фізики для розвитку їх дивергентного мислення.

У третьому розділі «Експериментальна перевірка ефективності методичних основ розвитку дивергентного мислення студентів засобами фізичних задач» визначено етапи, завдання і умови проведення педагогічного експерименту. Досліджено динаміку процесу розвитку дивергентного мислення студентів вищих навчальних закладів у навчально-виховному процесі з фізики з використанням фізичних задач. За результатами експерименту підтверджено ефективність розроблених методичних основ використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів та достовірність отриманих результатів педагогічного експерименту засобами математичної статистики.

Результати, отримані на констатуючому етапі педагогічного експерименту підтвердили припущення щодо необхідності обґрунтування і розроблення методичних основ використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів.

Аналіз навчальних планів бакалаврів фізики для вищих навчальних закладів України дав можливість визначитись з експериментальними базами дослідження. Ними стали педагогічні та класичні університети, оскільки кількість годин, відведених на вивчення загального курсу фізики, зокрема розділу «Механіка», у них є практично однаковою.

На констатуючому етапі педагогічного експерименту на основі досліджень Дж. Гілфорда і Е. Торренса виділено критерії показників дивергентного мислення студентів. Швидкість мислення визначалась за кількістю правильних відповідей у завданні; гнучкість мислення - за кількістю використаних студентом категорій (тем розділу «Механіка» або інших розділів фізики); оригінальність - за правильними відповідями, які не зустрічались в інших студентів групи.

Для експериментальної перевірки авторських методик досліджувались рівні дивергентного мислення студентів та рівні їх навчальних досягнень. На формуючому етапі педагогічного експерименту для поділу студентів на експериментальну (ЕГ) та контрольну групи (КГ) було проведено вхідну контрольну роботу, за допомогою якої перевірялись знання й уміння студентів, набуті ними під час вивчення шкільного курсу фізики. За результатами вхідної контрольної роботи сформовано дві групи: експериментальну - 230 студентів та контрольну - 235 студентів. На цьому ж етапі педагогічного експерименту проводились діагностичні контрольні роботи (для виявлення рівнів дивергентного мислення студентів) та контрольні роботи (для виявлення рівнів навчальних досягнень студентів). З метою отримання достовірних даних у ході педагогічного експерименту було дотримано таких вимог: контрольні заходи в експериментальній та контрольній групах проводились майже одночасно, зміст контрольних робіт був однаковим, для оцінювання рівнів дивергентного мислення в обох групах застосовувались однакові критерії.

Аналіз результатів педагогічного експерименту засвідчив, що після його завершення високий рівень дивергентного мислення студентів експериментальної групи перевищував відповідний рівень студентів контрольної групи на 5%, а достатній рівень - на 13,5%. На початку експерименту високий рівень дивергентного мислення студентів експериментальної групи перевищував відповідний рівень студентів контрольної групи на 2,9% , тоді як достатній рівень розвитку дивергентного мислення у студентів експериментальної групи був нижчий на 3,2% порівняно з контрольною групою. За результатами заключного зрізу високий та достатній рівні навчальних досягнень в експериментальній групі мали 48,7% студентів, а у контрольній групі - 33,6%. Відповідні показники на початку експерименту дорівнювали 24,4% та 24,7%.

а) б)

Рис. 1. Гістограма зміни рівнів дивергентного мислення студентів на початку а) та наприкінці б) формуючого етапу педагогічного експерименту

а) б)

Рис. 2. Гістограма зміни рівнів навчальних досягнень студентів на початку а) та наприкінці б) формуючого етапу педагогічного експерименту

Отримані у процесі здійснення педагогічного експерименту результати дають можливість стверджувати, що зміни у рівнях розвитку дивергентного мислення і рівнях навчальних досягнень студентів експериментальної та контрольної груп є суттєвими. Для перевірки гіпотези, згідно якої розвиток дивергентного мислення студентів впливає на підвищення рівнів їх навчальних досягнень, обчислено вибірковий коефіцієнт кореляції. На основі кореляційного аналізу результатів підсумкової діагностичної контрольної роботи та комплексної контрольної роботи студентів із загального курсу фізики установлено, що існує кореляційна залежність між рівнем сформованості дивергентного мислення студентів та рівнем їх навчальних досягнень; коефіцієнт кореляції значущий ().

Отже, проведені у процесі педагогічного експерименту статичний та кореляційний аналізи результатів контрольних заходів із загального курсу фізики підтверджують доцільність впровадження у навчально-виховний процес з фізики вищих навчальних закладів розроблених методичних основ використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів.

дивергентний фізика навчальний мислення

ВИСНОВКИ

У ході дослідження було виконано усі його завдання. Аналіз результатів дослідження дає можливість зробити такі висновки:

1. На основі аналізу філософської, психолого-педагогічної та науково-методичної літератури з'ясовано, що у сучасній педагогіці вищої школи проблема цілеспрямованого розвитку дивергентного мислення студентів досліджена недостатньо, що ускладнює розробку практичних педагогічних методів і засобів підвищення продуктивності та ефективності мислення студентів. Встановлено, що значні можливості для розвитку дивергентного мислення студентів має навчально-виховний процес з фізики.

2. З'ясовано, що під дивергентним мисленням слід розуміти таке мислення, яке ґрунтується на стратегії генерування різних підходів до розв'язання певної фізичної задачі або описання певного фізичного об'єкта. Виділено такі основні показники дивергентного мислення як швидкість, гнучкість, оригінальність.

3. Доведено, що найбільш ефективним засобом розвитку дивергентного мислення студентів є фізичні задачі. Запропоновано, обґрунтовано та забезпечено змістовим наповненням поняття «дивергентна фізична задача». Обґрунтовано необхідність навчання студентів евристичних методів і прийомів навчальної діяльності з метою їх використання під час розв'язування фізичних задач та виокремлено методи активізації розвитку дивергентного мислення студентів.

4. Визначено психолого-педагогічні особливості студентів перших курсів вищих навчальних закладів, особливості їх адаптації до навчально-виховного процесу з фізики та з'ясовано умови розвитку дивергентного мислення студентів. Розроблено критерії для визначення рівнів розвитку дивергентного мислення студентів вищих навчальних закладів.

5. Розроблено і теоретично обґрунтовано етапи розвитку дивергентного мислення студентів: діагностично-мотиваційний, навчальний, виконавчий та контрольно-рефлексійний. Доведено, що реалізація цих етапів не викликає перевантаження студентів і узгоджуються з кредитно-модульною системою навчання у вищих навчальних закладах. Запропоновано комплексний підхід до використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів, який полягає у системному використанні виділених етапів у процесі розв'язування та складання студентами фізичних задач за різних форм організації навчально-виховного процесу з фізики.

6. Розроблено елементи методичного забезпечення для реалізації комплексного підходу до розвитку дивергентного мислення студентів з використанням фізичних задач, а саме:

· методика використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів в лабораторному практикумі та на практичних заняттях;

· методика регуляції розвитку дивергентного мислення студентів у процесі розв'язування якісних задач;

· методика використання творчих задач з метою розвитку дивергентного мислення студентів та визначено методичні особливості їх застосування;

· методика організації самостійної роботи студентів як форми розвитку дивергентного мислення студентів;

· методичні рекомендації для викладачів та вчителів фізики щодо використання експериментальних задач в лабораторному практикумі з курсу загальної фізики, розділу «Механіка» з метою розвитку дивергентного мислення студентів.

Результати педагогічного дослідження можуть бути використані під час викладання курсу фізики у вищих навчальних закладах, а також при створенні навчально-методичного забезпечення для розвитку дивергентного мислення студентів.

7. У результаті впровадження розроблених методичних основ використання фізичних задач як засобу розвитку дивергентного мислення студентів у навчально-виховний процес педагогічних та класичних університетів виявлено статистично достовірний позитивний зсув у розвитку дивергентного мислення студентів та зміні рівнів їх навчальних досягнень. Установлено, що існує кореляційна залежність між рівнем сформованості дивергентного мислення студентів та рівнем їх навчальних досягнень. Експериментально підтверджено, що впровадження розроблених методичних основ використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів у процесі вивчення розділу «Механіка» загального курсу фізики забезпечує підвищення рівнів їх навчальних досягнень порівняно з традиційними методами навчання.

Дослідження доцільно продовжити у напрямі розроблення методик використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів при вивченні інших розділів загального курсу фізики вищих навчальних закладів.

Основні результати дослідження відображені в таких публікаціях

Навчально-методичні видання:

1. Кулик Л.О. Експериментальні задачі в лабораторному практикумі з механіки. Методичні рекомендації для викладачів та вчителів фізики / Л. О. Кулик - Черкаси: ЧНУ, 2007. - 44 с.

2. Богатирьов О. І. Таблиці основних фізичних величин. Посібник-довідник для студентів та викладачів фізичних та загальноінженерних спеціальностей / О. І. Богатирьов, Л. О. Кулик, А. В. Ткаченко,Т. М. Христенко. - Черкаси: ЧНУ, 2007. - 292 с. (Особистий внесок: зібрано і упорядковано у вигляді таблиць довідниковий матеріал з розділів «Механіка», «Молекулярна фізика»).

3. Богатирьов О. І. Самостійна робота студентів із загального курсу фізики. Методичний посібник для студентів фізичних спеціальностей / О. І. Богатирьов, Л. О. Кулик, О. М. Соловйов. - Черкаси: ЧНУ, 2008. - 200 с. (Особистий внесок: визначено обсяг навчального матеріалу та подані методичні рекомендації студентам щодо організації їх самостійної роботи під час вивчення загального курсу фізики з розділів «Механіка», «Молекулярна фізика»).

Статті у фахових виданнях, затверджених ВАК України:

4. Кулик Л. О. Розвиток творчих здібностей студентів засобами фізичних задач / Л. О. Кулик // Фізика та астрономія в школі. - 2003 . - №6. - С. 32-36.

5. Кулик Л. О. Метод вибору системи відліку як засіб розвитку творчої активності студентів при розв'язуванні фізичних задач / Л. О. Кулик // Наукові записки: Збірник наукових статей НПУ імені М. П. Драгоманова. - К.: НПУ, 2003. - Випуск LIII (53). - С.159-166.

6. Кулик Л.О. Шляхи та умови розвитку творчих здібностей студентів при вивченні фізики / Л. О. Кулик // Вісник Черкаського університету. Випуск 55. Серія: педагогічні науки.: - Черкаси: ЧНУ, 2004. - С. 87-90.

7. Кулик Л.О. Технологія розвитку творчих здібностей студентів при розв'язуванні дослідницьких задач / Л. О. Кулик // Вісник Чернігівського державного педагогічного університету імені Т.Г. Шевченка. Випуск 23. Серія: педагогічні науки. - Чернігів: ЧДПУ, 2004. - №23. - С. 177-182.

8. Кулик Л.О. Реферативна діяльність як форма розвитку дивергентного мислення студентів при вивченні фізики / Л.О. Кулик // Збірник наукових праць. Педагогічні науки. Випуск 50. - Частина 2. - Херсон: Видавництво ХДУ, 2008. - С. 168-172.

9. Богатирьов О. І. Рейтинг. Досвід використання / О. І. Богатирьов, Л. О. Кулик // Вісник Черкаського університету. Випуск 45. Серія: педагогічні науки.: - Черкаси: ЧНУ, 2003. - С. 7-11. (Особистий внесок: визначено особливості використання модульно-рейтингової технології навчання для студентів-фізиків).

10. Кулик Л.О. Творчі завдання з фізики в лабораторному практикумі / Л. О. Кулик, О. І. Богатирьов // Фізика та астрономія в школі. - 2004 . - №6. - С. 12-14. (Особистий внесок: підібрані експериментальні задачі та запропонована методика їх використання в лабораторному практикумі з загального курсу фізики).

11. Ткаченко А. В. Використання експериментальних задач з фізики при виконанні фронтальних лабораторних робіт / А. В. Ткаченко, Л. О. Кулик, О. І. Богатирьов // Збірник наукових праць Кам'янець-Подільського державного університету: Серія педагогічна: Дидактика фізики в контексті орієнтирів Болонського процесу. - Кам'янець-Подільський: Кам'янець-Подільський державний університет: інформаційно-видавничий відділ, 2005. - Вип. 11. - С. 272-274. (Особистий внесок: підібрані та систематизовані творчі завдання для проведення фронтальних лабораторних робіт з фізики).

12. Богатирьов О. І. Тести із загальної фізики як засіб поточного та підсумкового контролю знань студентів / О. І. Богатирьов, Л. О. Кулик, А. В. Ткаченко // Вісник Черкаського університету. Випуск 93. Серія: педагогічні науки.: - Черкаси: ЧНУ, 2006. - С. 3-9. (Особистий внесок: визначені дидактичні вимоги до розроблення завдань для вхідного та підсумкового контролю знань студентів із загального курсу фізики).

13. Ткаченко А. В. Тестовий контроль знань студентів під час проведення лабораторного практикуму / А. В. Ткаченко, Л. О. Кулик, О. І. Богатирьов // Часопис НПУ імені М. П. Драгоманова. Серія 5. Педагогічні науки: Реалії та перспективи. Випуск 17: Збірник наукових праць. - К. : Видавництво НПУ, 2009. - С. 222-227. (Особистий внесок: розроблені тести для контролю знань студентів під час проведення лабораторного практикуму із загального курсу фізики).

14. Кулик Л. О. Методологічні знання як основа розвитку дивергентного мислення студентів / Л. О. Кулик, Т. М. Христенко // Вісник Чернігівського державного педагогічного університету імені Т.Г. Шевченка. Випуск 65. Серія: педагогічні науки.: Збірник. - Чернігів: ЧДПУ, 2009. - № 65. - С. 217-220. (Особистий внесок: розроблена технологія використання методів пізнання для розвитку дивергентного мислення студентів).

15. Кулик Л.О. Лабораторний практикум з механіки як засіб розвитку дивергентного мислення студентів / Л. О. Кулик, С. О. Колінько // Збірник наукових праць Кам'янець-Подільського національного університету. Серія педагогічна. - Кам'янець-Подільський: Кам'янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка, 2009. - Вип. 15: Управління якістю підготовки майбутніх вчителів фізики та трудового навчання. - С. 144-147. (Особистий внесок: розроблена технологія виконання лабораторного практикуму з механіки, запропоновані засоби прямого оперативного впливу для керування розв'язком експериментальних задач).

Тези доповідей у збірниках матеріалів конференцій:

16. Кулик Л. О. Організація творчої діяльності студентів на практичних заняттях з фізики / Л. О. Кулик // Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики: матеріали IX Всеукраїнської наукової конференції. - К.: НПУ, 2004. - С. 39.

17. Кулик Л. О. Розвиток творчих здібностей студентів на основі вивчення процесу творення видатних фізиків / Л. О. Кулик, А. В. Ткаченко, О. І. Богатирьов // Розвиток особистості в полікультурному освітньому просторі: збірник матеріалів Міжнародного конгресу IV Слов'янські педагогічні читання. - Черкаси, 2005. - С. 230-232. (Особистий внесок: підібрані та в логічній послідовності представлені приклади творчого пошуку вчених під час створення теорій та розв'язанні фізичних задач).

18. Кулик Л. О. Використання математичного апарату при розв'язуванні дослідницьких задач з фізики / Л. О. Кулик, А. В. Ткаченко, Т. М. Христенко Проблеми математичної освіти (ПМО - 2009): матеріали міжнародної науково-методичної конференції, (Черкаси, 7-9 квітня 2009 р.). - Черкаси: ЧНУ, 2009. - С. 154-155. (Особистий внесок: розроблений методичний підхід до використання дослідницьких задач для студентів-фізиків та обґрунтовано педагогічну доцільність їх застосування).

19. Кулик Л.О. Деякі питання гуманізації навчання фізики / Л. О. Кулик, А. В. Ткаченко, Т. М. Христенко // Фізико-технічна і фізична освіта у гуманістичній парадигмі: матеріали ІІ Міжнародної науково-практичної конференції, (Керч, 10-13 вересня 2009 р.). - Керч: РВВ КДМТУ, 2009. - С. 79-81. (Особистий внесок: підібрана задача, яка відображає гуманістичне спрямування фізики, та запропоновані питання для самоконтролю студентів до теми «Механіка рідин і газів»).

20. Кулик Л.О. Особливості організації самостійної роботи студентів із загального курсу фізики / Л. О. Кулик, А. В. Ткаченко // Засоби і технології сучасного навчального середовища, (Кіровоград, 21-22 травня 2010 р.). - Кіровоград: Ексклюзив-Систем, 2010. - С. 146-148. (Особистий внесок: розроблена технологія організації самостійної роботи студентів-фізиків з «Механіки»).

АНОТАЦІЯ

Кулик Л. О. Фізичні задачі як засіб розвитку дивергентного мислення студентів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук за спеціальністю 13.00.02 - теорія та методика навчання (фізика). - Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова, Київ, 2010.

У дисертації розроблено та теоретично обґрунтовано методичні основи використання фізичних задач як найбільш ефективного засобу розвитку дивергентного мислення студентів. З'ясовано психолого-педагогічні особливості студентів перших курсів та визначено умови, що сприяють розвитку їх дивергентного мислення. Виділено чотири етапи розвитку дивергентного мислення студентів: діагностично-мотиваційний, навчальний, виконавчий, контрольно-рефлексійний. Розроблено елементи методичного забезпечення для реалізації комплексного підходу для розвитку дивергентного мислення студентів з використанням фізичних задач за різних форм організації навчально-виховного процесу з фізики.

Експериментально підтверджено, що впровадження розроблених методичних основ використання фізичних задач для розвитку дивергентного мислення студентів у процесі вивчення розділу «Механіка» загального курсу фізики забезпечує підвищення рівнів їх навчальних досягнень порівняно з традиційними методами навчання.

Ключові слова: дивергентне мислення, дивергентна фізична задача, методичні основи використання фізичних задач, елементи методичного забезпечення для реалізації комплексного підходу.

АННОТАЦИЯ

Кулик Л. А. Физические задачи как средство развития дивергентного мышления студентов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02 - теория та методика обучения (физика). - Национальный педагогический университет имени М. П. Драгоманова, Киев, 2010.

В диссертации разработаны и теоретически обоснованы методические основы использования физических задач как наиболее эффективного способа развития дивергентного мышления студентов. Определены психолого-педагогические особенности студентов первых курсов и условия, которые способствуют развитию их дивергентного мышления. Выяснено, что под дивергентным мышлением следует понимать такое мышление, которое основывается на стратегии генерирования разных подходов к решению определенной физической задачи или описания определенного физического объекта. На основе анализа психолого-педагогической литературы выделено такие показатели дивергентного мышления как скорость, гибкость, оригинальность.

В основу исследования взята из психологии гипотеза о существовании креативного потенциала у каждого человека. Методические основы развития дивергентного мышления студентов разработаны с учетом: адаптационных процессов студентов первых курсов; общего уровня развития студенческого коллектива; возрастных особенностей формирования креативной сферы; индивидуальных особенностей студентов; специфики физики как учебного предмета. В соответствии с этим, выделено четыре этапа развития дивергентного мышления студентов: диагностически-мотивационный, учебный, исполнительный и контрольно-рефлексивный. Разработанный автором комплексный подход предусматривает последовательное использование предложенных этапов развития дивергентного мышления студентов в процессе составления и решения физических задач при разных формах организации учебного процесса по физике.

В работе обоснована необходимость ознакомления студентов с эвристическими приемами и методами с целью использования их при решении физических задач и выделены методы активизации развития дивергентного мышления студентов.