Методика навчання електромагнетизму в основній школі в умовах диференціації навчання

Таким чином, в основній школі відомості про явище електромагнітної індукції, про електромагнітну взаємодію та електромагнітне поле розглядаємо виключно на якісному рівні, ураховуючи вікові особливості розвитку учнів.

5. У повній мірі запропоновані підходи можуть бути реалізованими в умовах диференціації навчання для класів з поглибленим вивченням фізики. У класах з непрофільним вивченням фізики спрощуємо методику навчання найбільш складних питань електромагнетизму, а частину матеріалу переносимо в старшу школу. Але в цілому, загальні підходи щодо генералізації навчального матеріалу електромагнетизму, щодо побудови змісту, структури й послідовності вивчення окремих тем, щодо націленості на формування узагальнених уявлень, на поєднання розвитку наочно-образного й емпіричного та абстрактного й теоретичного мислення, на поєднання індуктивного та дедуктивного методів пізнання - залишаються єдиними. Відмінність полягає в рівні генералізації та рівні формування узагальнених уявлень, у співвідношенні між індуктивним і дедуктивним методами навчання, у співвідношенні між різними формами мислення учнів.

Третій розділ «Організація та результати педагогічного експерименту».

Педагогічний експеримент здійснювався в три етапи (констатуючий, пошуковий, формуючий експеримент) і тривав сім років - з 1999/2000 н. р. по 2005/2006 н. р. У експерименті брали участь учні восьмого класу (11-річної школи) Жовтневого й Саксаганського ліцеїв (класи з профільним і непрофільним вивченням фізики) та гімназій № 91 і № 49 (класи з непрофільним вивченням фізики) м. Кривого Рогу. Уроки й експеримент у фізико-математичних класах Жовтневого ліцею проводив здобувач. Експеримент здійснювався в умовах реального процесу навчання.

Дотримувались усі вимоги щодо застосування статистичних методів опрацювання результатів педагогічних досліджень, вибірки були однорідні та незалежні, уроки в усіх контрольних та експериментальних класах проводили одні й ті самі учителі. Аналіз і підсумки педагогічного експерименту здійснювались на основі участі в них 736 учнів (приблизно однакова загальна кількість учнів експериментальних та контрольних класів, а також фізико-математичних класів і класів з непрофільним вивченням фізики). До уваги брали, насамперед, підсумкові оцінки з трьох розділів «Електричні явища», «Магнітні явища», «Електромагнітна індукція» та здійснювали аналіз статистичними методами з використанням двостороннього критерію ?² - критерію Пірсона.

Аналіз результатів формуючого експерименту засвідчив наступне.

Завдяки впровадженню пропонованої методики вдалось суттєво підвищити якість знань у експериментальних класах (близько 10 %). Експериментальне значення критерію Пірсона ?²_експ лежить у межах від 8,59 до 9,23 для класів з поглибленим, та від 8,28 до 8,47 для класів з непрофільним вивченням електромагнетизму; критичне його значення ?²_кр = 7,82. Оскільки ?²_експ > ?²_кр, то статистично підтверджено, що вищий рівень знань з електромагнетизму в експериментальних класах є результатом застосування пропонованої методики.

Учні експериментальних класів не тільки мали кращі показники навчання, але й засвоїли значний обсяг навчального матеріалу, що не вивчався в контрольних класах: 1) якісні уявлення про електромагнітну взаємодію та про електромагнітне поле як вид матерії та як наслідок - більш повне уявлення про електричне поле й магнітне поле як прояви електромагнітного поля; 2) поняття про лінії електричного поля; 3) тема «Електричний струм у різних середовищах»; 4) тема «Магнітні властивості речовини»; 5) якісні уявлення про силу Лоренца; 6) узагальнені уявлення про електричні й магнітні явища; 7) відомості про два типи ефектів явища електромагнітної індукції на рівні не тільки емпіричного, але й польового їх трактування; 8) відомості про відносність електричного й магнітного полів; 9) гіпотезу Максвелла про те, що змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле, а змінне електричне поле породжує магнітне поле, і як наслідок - узагальнені уявлення про «джерела» електричного й магнітного полів.

Учні експериментальних класів з поглибленим вивченням електромагнетизму (шкіл нового типу) мали вищу якість знань (до 9,3 %), ніж учні експериментальних класів з непрофільним навчанням, хоча поглиблена програма значно складніша за рівнем теоретичного обґрунтування та узагальнення основних положень. За нашими дослідженнями, переважна більшість учнів фізико-математичних класів продемонстрували готовність до поглибленого вивчення електромагнетизму в умовах допрофільної диференціації. Разом з тим, для 10 % учнів поглиблене вивчення фізики у восьмому класі 11-річної школи виявилось передчасним, що свідчить про необхідність виваженого відбору учнів для поглибленого вивчення фізики у підлітковому віці.

Результати педагогічного експерименту свідчать про підтвердження гіпотези дисертаційного дослідження стосовно ефективності й результативності запропонованої методики навчання електромагнетизму в основній школі, побудованої на засадах генералізації змісту, структури й навчального матеріалу з електромагнетизму за умов диференціації навчання, та про досягнення мети дослідження.

ВИСНОВКИ

1. На основі аналізу сучасного стану методики навчання електромагнетизму в основній школі розкрито здобутки традиційної методики та виявлено основні невирішені проблеми: електричні й магнітні явища та електромагнітну індукцію вивчають відносно відокремлено, недостатньо розкриваючи їх фізичну суть; навчання електромагнетизму в основній школі не надає жодних уявлень про електромагнітне поле, не має об'єднуючої основи й потребує подальшого вдосконалення у зв'язку з переходом до 12-річної середньої освіти.

2. При вдосконаленні методики навчання електромагнетизму: ураховано, що основним когнітивним новоутворенням підліткового віку є формальне мислення, але рівень його сформованості має дуже широкі межі; поєднано розвиток наочно-образного й емпіричного та абстрактного й теоретичного мислення учнів; поєднано індуктивний і дедуктивний підходи у навчанні; упроваджено ідеї та теорії провідної ролі навчання в розумовому розвитку учнів, поетапного формування розумових дій, розвиваючого, проблемного навчання.

3. Проаналізовано суть і особливості профільної диференціації, яка стає головним видом диференціації в старших класах, та допрофільної підготовки, що запроваджується у 8-9 класах основної школи за 12-річного терміну навчання. Зроблено висновок, що поряд з безпрофільним навчанням основного загалу учнів основної школи як доповнення до цієї загальної тенденції існують підстави для запровадження поглибленого вивчення електромагнетизму в умовах допрофільної диференціації навчання в основній школі нового типу за рахунок передбаченого у Державному стандарті перерозподілу між освітніми галузями до п'ятнадцяти відсотків інваріантної частини навчального часу та у формі факультативних занять; це сприяє розвиткові талановитої та творчо обдарованої молоді.

4. Розкрито суть генералізації навчального матеріалу як одного з найефективніших засобів удосконалення шкільного курсу фізики та проаналізовано особливості генералізації навчального матеріалу курсу фізики основної школи.

Дістала подальший розвиток ідея поєднання в базовому курсі фізики основної школи явищного (феноменологічного) підходу та початкових відомостей відповідних фізичних теорій (О. І. Бугайов, О. І. Ляшенко, М. Т. Мартинюк).

5. Вибудовано засади генералізації електромагнетизму в основній школі.

Розширено зміст поняття «генералізація» за рахунок використання термінів «генералізація змісту й структури навчального предмету (фізики)», «генералізація змісту, структури й навчального матеріалу з електромагнетизму» (або його скорочений аналог «генералізація електромагнетизму»).

Уперше обґрунтовано, що генералізація навчального матеріалу з електромагнетизму може здійснюватись на основі адаптованих до основної школи понять електромагнітної взаємодії та електромагнітного поля, які доцільно формувати у свідомості учнів на якісному рівні саме в основній школі.

Уперше концептуально обґрунтовано наступне: оскільки генералізація електромагнетизму передбачає повноцінне використання елементів електронної теорії, а для всього курсу фізики основної школи в цілому характерним є явищний підхід, то при генералізації змісту, структури й навчального матеріалу з електромагнетизму ми поєднуємо два визначальні напрями генералізації: 1) генералізація на основі понять електромагнітної взаємодії та електромагнітного поля, а також елементів електронної теорії; 2) явищний (феноменологічний) підхід. Це сприяє формуванню узагальнених уявлень з електромагнетизму.

6. Відповідно до вибраних напрямів генералізації розроблено зміст і структуру навчання електромагнетизму, що дозволило вирішити проблеми, характерні для традиційної методики, і привело до побудови принципово нової методики навчання електромагнетизму в основній школі.

Весь навчальний матеріал з електромагнетизму об'єднуємо в розділ фізики «Електромагнітні явища. Електромагнітне поле». Виокремлюємо змістовий модуль 1 «Початкові уявлення про електромагнітну взаємодію та електромагнітне поле», який є розширеним вступом до електромагнетизму й центральною ланкою його генералізації; у ньому індуктивним шляхом формуємо початкові, достатньо узагальнені якісні уявлення учнів про електромагнітну взаємодію та електромагнітне поле. Ці уявлення застосовуємо й поглиблюємо, конкретизуємо й збагачуємо при подальшому вивченні електромагнітних явищ шляхом поєднання дедукції та індукції в трьох розділах: «Електричні явища. Електричне поле» (змістові модулі 2, 3, 4); «Магнітні явища. Магнітне поле» (змістові модулі 5, 6); «Електромагнітна індукція. Електромагнітне поле» (змістові модулі 7, 8).

7. Розроблено навчальний посібник з електромагнетизму для класів з поглибленим і підготовлено до друку навчальний посібник для класів з непрофільним вивченням фізики в основній школі. Розроблено методичні рекомендації для учителів, навчальні програми й тематичне планування до посібників.

Удосконалено методику навчання цілого ряду тем електромагнетизму. Модифіковано й удосконалено демонстраційний фізичний експеримент.

8. Ефективність і результативність запропонованої методики для класів з поглибленим і непрофільним вивченням фізики перевірено в ході педагогічного експерименту з дотриманням усіх вимог щодо застосування статистичних методів опрацювання результатів. Підтверджено готовність учнів основної школи до поглибленого вивчення електромагнетизму в умовах допрофільної диференціації навчання (на прикладі фізико-математичних класів шкіл нового типу).

Результати педагогічного експерименту свідчать про підтвердження гіпотези та досягнення мети дослідження.

9. Робота може бути продовжена в наступних напрямах: подальше вдосконалення дидактичного забезпечення; удосконалення системи фізичного експерименту; розробка електронного підручника з відповідною системою динамічних демонстрацій, активних завдань, вправ і тестів; побудова методики навчання електромагнітних коливань і хвиль, у якій вчення про електромагнітну взаємодію та електромагнітне поле отримало б логічно завершений вид на рівні основної школи.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Бурак В. І. Зміст і методика вивчення електромагнітних явищ у восьмому класі в умовах диференціації навчання / В. І. Бурак // Фізика та астрономія в школі. - 2002. - № 6. - С. 33-37.

2. Бурак В. І. Зміст і методика вивчення явища електромагнітної індукції у восьмому класі / В. І. Бурак // Фізика та астрономія в школі. - 2003. - № 6. - С. 8-10.

3. Бурак В. І. Генералізація електромагнетизму в загальноосвітніх закладах / В. І. Бурак // Наукові записки. Серія : Педагогічні науки. - Вип. 55. - Кіровоград : РВВ КДПУ ім. В. Винниченка, 2004. - С. 26-32.

4. Бурак В. І. Генералізація електромагнетизму в основній школі / В. І. Бурак // Зб. наук. праць Кам'янець-Подільського держ. ун-ту. Серія педагог. : Дидактики дисциплін фізико-математичної та технологічної освітніх галузей. - Кам'янець-Подільський : Інформ.-видавн. відділ К-ПДУ, 2004. - Вип. 10. - С. 140-143.

5. Бурак В. І. Методика розвитку початкових уявлень учнів про електромагнітну взаємодію і електромагнітне поле в основній школі / В. І. Бурак // Вісник Чернігівського державного педагогічного університету ім. Т. Г. Шевченка. Серія : педагогічні науки : зб. наук. пр. - Вип. 30. - Чернігів : ЧДПУ, 2005. - С. 40-45.

6. Бурак В. І. Розвиток узагальнених уявлень про електричний заряд в основній школі / В. І. Бурак // Вісник Чернігівського державного педагогічного університету ім. Т. Г. Шевченка. Серія : педагогічні науки : зб. наук. пр. : у 2-х т. - Вип. 46. - Т. 1. - Чернігів : ЧДПУ, 2007. - С. 19-21.

7. Бурак В. І. Електромагнітні явища і електромагнітне поле : Навч. посібн. для кл. осн. шк. з поглибленим вивченням фізики / В. І. Бурак. - Кривий Ріг : Видавничий дім, 2008. - 164 с.

8. Бурак В. І. Методика вивчення магнітних явищ у восьмому класі фізико-математичного профілю / В. І. Бурак // Матеріали Міжнародної наук.-теорет. конф. «Психолого-педагогічні проблеми підготовки вчительських кадрів в умовах трансформації суспільства». - К. : НПУ ім. М. П. Драгоманова, 2000. - С. 131-137.

9. Бурак В. І. Методика вивчення явища електромагнітної індукції у восьмих класах фізико-математичного профілю / В. І. Бурак // Зб. наук. праць. - Вип. 1 : у 3-х т. - Т. 2 : Теорія та методика навчання фізики. - Кривий Ріг : Видавн. відділ КДПУ, 2001. - С. 42-47.

10. Бурак В. І. Порівняння різних варіантів вивчення магнітних явищ у восьмих класах фізико-математичного профілю / В. І. Бурак // Зб. наук. праць. - Вип. 2 : у 3-х т. - Т. 2 : Теорія та методика навчання фізики. - Кривий Ріг : Видавн. відділ НМетАУ, 2002.- С. 46-51.

11. Бурак В. І. Формування поняття єдиного електромагнітного поля в основній школі / В. І. Бурак, О. С. Пономаренко // Зб. наук. праць. - Вип. 4 : у 3-х т. - Т. 2 : Теорія та методика навчання фізики. - Кривий Ріг : Видавн. відділ НМетАУ, 2004.- С. 67-71.

12. Бурак В. І. Методика формування початкових уявлень про електромагнітну взаємодію і електромагнітне поле в основній школі / В. І. Бурак, Є. Г. Купа // Зб. наук. праць. - Вип. 5 : у 3-х т. - Т. 2 : Теорія та методика навчання фізики. - Кривий Ріг : Видавн. відділ НМетАУ, 2005. -

13. Бурак В. І. Методика навчання розділу «Магнітні явища і магнітне поле» в основній школі / В. І. Бурак, І. С. Бобринська // Зб. наук. праць. - Вип. 6 : у 3-х т. - Т. 2 : Теорія та методика навчання фізики. - Кривий Ріг: Видавн. відділ НМетАУ, 2006. - С. 164-168.

14. Бурак В. І. Методика вивчення магнітних явищ і магнітного поля у восьмому класі фізико-математичного профілю / В. І. Бурак // Зб. наук. тез Міжнародної наук.-практ. конф. «Активізація навчальної діяльності у вищій і загальноосвітній школі». - Кривий Ріг : КДПУ, 2000. - С. 109-112.

У кожній з публікацій [11]-[13] вклад здобувача становить 90 %; співавтори (студенти-дипломники) брали участь у розробці дидактичних матеріалів.

Размещено на Allbest.ru